Organelos y citoesqueleto

Transcripción

1 Escuela Universitaria de Tecnología Médica - Escuela de Parteras Facultad de Medicina Universidad de la República UTI Biología Celular y Tisular Organelos y citoesqueleto Luciana Negro Departamento de Histología y Embriología 2017 PEROXISOMAS 1

2 Peroxisomas Organelos pequeños (0,5-1 um), esféricos, rodeados de membrana Cristaloide en su interior: gran concentración proteica Función: Degradar ácidos grasos y moléculas tóxicas (detoxificación) Peroxisomas Funciones: Detoxificación: Degradación de sustancias tóxicas (ácido úrico, ácido fórmico, formaldehido, alcohol) Degradación de ácidos grasos (Beta-oxidación) y aa s Sin producción de energía (a diferencia de la mitocondria) Producto: Acetil CoA exportada al citoplasma para reutilización Enzimas: Oxidasas (peroxidasa, urato-oxidasa, aminoacidasa) Utilizan O 2 para oxidar sustancias orgánicas (produciendo H 2 O 2 ) Catalasa: Utiliza H 2 O 2 para degradar otros sustratos (ej: etanol en el hígado) Reacción de peroxidación H 2 O 2 + R H 2 R + 2H 2 O 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 Elimina exceso H 2 O 2 produciendo agua y O 2 (protección) 2

3 MITOCONDRIA Mitocondrias Organelos con doble membrana Tienen su propio ADN, ARN, ribosomas Función principal: Generación de energía para mantener la actividad celular 3

4 Mitocondrias Morfología Tamaño: 1-10 µm Forma: variada, desde largas estructuras ramificadas hasta pequeños elipsoides Muy dinámicas Cambio forma Crecimiento Fisión/Fusión Mitocondrias: Fisión y fusión Aumentan su número al replicar su ADN y dividirse mediante fisión. Pueden fusionarse formando estructuras más grandes 8 4

5 Mitocondrias Distribución y número variable Mitocondrias - Estructura Doble membrana 5

6 Membranas mitocondriales Membrana mitocondrial externa: Permeable a moléculas pequeñas Porinas (pasaje libre de moléculas <5 KDa) Membrana mitocondrial interna: Forma pliegues (crestas): aumento de superficie Impermeable (Permeabilidad selectiva) algunos iones, fosfato, ATP, ADP Cadena respiratoria ATP sintasa Matriz mitocondrial ADN mitocondrial Circular Múltiples copias ARNm, ARNr, ARNt mitocondriales Ribosomas Enzimas: Ciclo de Krebs Oxidación de ácidos grasos Codifica y síntesiza sus propias proteínas (algunas) (La mayoría provienen de genes nucleares y se importan desde el citosol) acoplados a la cadena respiratoria (mb interna) Generación de energía (ATP) ATP sintasa 6

7 Origen de las mitocondrias: Teoría endosimbiótica Genoma propio y maquinaria transcripcional/traduccional Genes, proteínas y ribosomas similares a los de bacterias Teoría: Evolucionaron a partir de bacterias endocitadas por una célula eucariota ancestral. CITOESQUELETO 7

8 filamentos de actina (microfilamentos) microtúbulos 3 Familias de proteínas = 3 tipos de filamentos propiedades, dinámicas y funciones diferentes Filamentos de actina (microfilamentos) -Forma celular y locomoción. Cortex celular. -diámetro 5-7 nm Microtúbulos -Posición y transporte de organelos membranosos y otras estructuras celulares -diámetro 25 nm Filamentos intermedios -Resistencia mecánica -diámetro 10 nm 8

9 Construcción a partir de subunidades pequeñas: rápidos cambios en la reorganización del citoesqueleto Microfilamentos: Actina Microtúbulos: Tubulina subunidad protofilamento filamento 9

10 Polimerización Construcción a partir de subunidades pequeñas: rápidos cambios en la reorganización del citoesqueleto Los dos extremos de los filamentos crecen a diferente velocidad 10

11 Dinámica de los filamentos: Intercambio rotatorio (treadmiling) La velocidad a la que los monómeros de actina se incorporan en los filamentos es proporcional a su concentración. La hidrólisis del ATP reduce la afinidad de unión de las subunidades, y facilita su disociación. Concentración crítica ( Cc) para ambos extremos es diferente (Cc menos > Cc mas ) Cc menos > C > Cc mas : velocidad de polimerización = vel de disociación: equilibrio aparente 11

12 Dinámica de los filamentos: Inestabilidad dinámica Un mismo extremo puede alternar entre estados de crecimie nto y acortamiento (cuando C > Cc ) Un MT con GTP unido forma una caperuza de GTP Si la adición es mas lenta que la hidrólisis del GTP, tiende a acortarse: catástrofe Si se adicionan suficientes para volver a forma r la cape ruza, e l crecimiento se rescata Microtúbulos y filamentos de actina: Dinamismo: propiedad intrínseca de la forma en que se polimerizan los filamentos Estabilidad: proteínas accesorias que se asocian a los filamentos y modifican su dinámica y estructura 12

13 Proteínas de asociación a actina Regulación de propiedades y ensamblaje: Proteínas accesorias se asocian a las subunidades de actina o a los filamentos Los filamentos de actina se pueden asociar formando haces paralelos o redes Diferentes arreglos de actina: Haces paralelos o redes (de tipo gel) según la asociación con diferentes proteínas accesorias -De nucleación: Arp o forminas, se unen a subunidades y nuclean el ensamblaje en re des complejas o largos filamentos respectivamente. -De cross linking, o asociación entre filamentos: α actinina, espectrina, filamina, fimbrina 13

14 Especializaciones del citoesqueletode actina: Proteínas motoras asociadas a la actina: Miosinas Organización intracelular de microfiamentos, asociación a membrana (microvellosidades) Actividad contráctil de células musculares y no musculares, citocinesis. Transporte de vesículas y organelos 14

15 Citoesqueleto de actina en célula muscular esquelética Contracción en células no musculares Movimientos celula res impulsados por cambios en el cortex celular (citoesqueleto de actina): -Protusión de un borde de avance -Adhesión al sustrato -Tracción Formación del anillo contráctil durante la citocinesis. 15

16 Microfilamentos: Actina Microtúbulos: Tubulina subunidad protofilamento filamento Proteínas de asociación a MT Algunas proteínas intervienen desensamblando los MT, escindiéndolos o aumentando la velocidad de despolimerización de la tubulina. Otras (MAPS) se fijan a ellos e incrementan su estabilidad. Estas interacciones permiten a la célula estabilizar los MTs en localizaciones definidas 16

17 Organización de Microtúbulos: -Se extienden a partir de un centro organizador de microtúbulos (MTOC) -En las células animales MTOC = centrosoma -Proteína clave en nucleación: γ-tubulina Motores Microtubulares : Quinesinas y Dineínas Proteínas motoras que utilizan la energía derivada de la hidrólisis del ATP para producir fuerza y movimiento. Responsables de diversos movimientos celulares incluyendo transporte intracelular y posicionamiento de vesículas y organelos 17

18 Especializaciones formadas por Microtúbulos: Cilios y flagelos Axonema -Células ciliadas del tracto respiratorio -Espermatozoides Filamentos Intermedios -Proporcionan res istencia mecánica a células y tejidos que los contie nen (no todas). -Compuestos por diversas proteínas -Organización común estructural -Dominio ce ntral responsable de ensamblaje -Dominios de cabeza y cola determinantes de la función específica 18

19 Principales proteínas de Filamentos Intermedios Filamentos Intermedios Filamentos de keratina de células epiteliales Filamentos gliales en glía Neurofilamentos en axón 19

20 Bibliografía recomendada Cooper. La célula. 2 ed (Cap. 10, 11) Alberts. Biología molecular de la Célula. 5ª ed (Cap. 12,14,16). 20