UNIDAD V CITOESQUELETO
CITOESQUELETO Red de filamentos de proteínas que se extienden por el citoplasma de las células Determina la forma y estructura celular. Fijación y transporte de los organelos. Participa de la organización del citoplasma Participa de movimientos de la célula en su conjunto, o en organelos o estructuras en particular (cromosomas) Participación en la División Celular Es dinámico FILAMENTOS DE ACTINA FILAMENTOS PROTEICOS DEL CITOESQUELETO FILAMENTOS INTERMEDIOS MICROTUBULOS PROTEINAS ACCESORIAS UNE LOS FILAMENTOS A: MP- ORGÁNULOS- MATRIZ EXTRACELULAR
FILAMENTOS DE ACTINA PROTEÍNA: ACTINA POLIMERZACIÓN -- FIBRAS DE ACTINA (MICROFILAMENTOS) --- HACES O REDES TRIDIMENCIONALES (GEL SEMISOLIDO) ABUNDANTES BAJO LA MP DETERMINA LA FORMA CELULAR PERMITE EL MOVIMIENTO DE SUPERFICIE (MIGRAR, ENGULLIR, DIVIDIR) Representa 20% DE LAS PROTEINAS CELULAS MUSCULARES; EL RESTO DE LAS CELULAS ENTRE 5-10%
TIPOS DE ACTINA Monómeros de actina, prot globular Crecimiento lento Polímeros de actina, filamento Crecimiento rápido
INTERCAMBIO ROTATORIO (treadmilling) Ensamblaje y desensamblaje dinámico
PROTEINAS DE UNION A LA ACTINA regulan el Ensamblaje y desensamblaje dinámico 1. Complejo Arp2/3 iniciación de ramas en los filamentos de actina
2.- Complejo ADF/cofilina: despolimerización / escisión actina 3.- Pofilina: incorpora monómeros
ENSAMBLAJE DE FILAMENTOS (A través de proteínas de entrecruzamiento/unión) HACES DE ACTINA Estructuras paralelas REDES DE ACTINA Estructuras en mallas tridimensionales disposición ortogonal
HACES DE ACTINA REDES DE ACTINA subyace a la MP soporte estructural de la célula actinina Filamina Fimbrina Proteínas de unión o entrecruzamiento
FILAMENTOS ACTINA MEMBRANA PLAMSATICA Córtex celular: asociación de red de filamentos de actina y proteínas de unión a la actina, en la periferia de la célula, por debajo de la MP Determina la forma celular Implicada en asociaciones de la superficie celular (movimiento) Espectrina: proteína de unión a la actina (córtex celular de los GR) (Espectrina no eritroide en otros tipos celulares)
Proteínas de nexo MP / Red espectrina-actina: Anquirina, Proteína 4.1(GR) Proteínas ERM (otros tipos celulares)
DISTROFINA: Espectrina no eritroide en células musculares producto del gen (cromosoma X), su ausencia o alteración causa Distrofias musculares: Duchenne y Becker Degeneración progresiva del músculo esquelético
FILAMENTOS ACTINA MEMBRANA PLAMSATICA ADHESIONES FOCALES Regiones de sitios de anclaje que sirven como sitios de sujeción de las células entre haces de filamentos de actina y la matriz extracelular (fibroblastos) Matriz extracelular (proteínas) Membrana Plasmática (proteínas integrales, ej. Integrinas) Córtex celular (Fibras de estrés: haces de actina de gran tamaño)
FILAMENTOS ACTINA MEMBRANA PLAMSATICA UNIONES DE ADHERENCIA Regiones de contacto célula-célula (células epiteliales) Córtex celular (Haces contráctiles de actina - cateninas) Membrana Plasmática (proteínas integrales, cadherinas) Córtex celular (Fibras de actina - cateninas)
PROTUBERANCIAS O EXTENSIONES DE LA SUPERFICIE CELULAR (x filamentos de actina en haces o redes) FAGOCITOSIS MOVIMIENTO CELULAR (video) ABSORCION DE NUTRIENTES
Microvellosidades: extensiones digitiformes de la MP, abundantes en las células especializadas en absorción (borde en cepillo) (cel. Intestino, túbulos renales) Esterocilios (forma especializada de microvellosidades) recepción de vibraciones sonoras
PROTUBERANCIAS SUPERFICIALES TRANSITORIAS EN RESPUESTA A ESTIMULOS AMBIENTALES PSEUDÓPODOS (Movimiento de amebas y fagocitosis) LAMELIPODIOS (Fibroblastos) FILOPODIOS O MICROESPINAS (proyecciones delgadas de la MP de diversas cél) Macrófago, fagocitando cel tumoral Ameba con pseudópodos Cél de cultivo con lamelipodios y filopodios (flecha)
ACTINA, MIOSINA, MOVIMIENTO CELULAR Asociación de la actina-miosina responsables de movimientos celulares Miosina: proteína motor molecular -- energía química energía mecánica Contracción muscular División celular Participa de otros movimientos de la célula CELULAS MUSCULARES EN VERTEBRADOS MÚSCULO ESQUELÉTICO MÚSCULO CARDÍACO Estriaciones transversales MÚSCULO LISO
MÚSCULO ESQUELÉTICO 50 μm diám x cm long Miosina 15 nm diám Actina 7 nm diám
Deslizamiento de filamentos en la contracción muscular acortamiento del sarcómero sin cambios en la long de los filamentos
Miosina II
Modelo para la actividad de la miosina (video3-4)
Retículo sarcoplásmico Proteínas accesorias: tropomiosina y troponina
Asociaciones contráctiles en células no musculares Citocinesis
Miosinas no convencionales (Miosina I) formación de brazos laterales que unen filamentos de actina a la MP en microvellosidades Transporte de vesículas y órganos a lo largo de los haces de actina Movimiento de la MP durante la fagocitosis Extensión de pseudópodos
FILAMENTOS INTERMEDIOS Diámetro 10 nm (intermedio entre actina y microtúbulos, 7 y 25 nm, respectivamente) No están implicados en los movimientos celulares Rol estructural: proporciona resistencia mecánica a células y tejidos Compuestos por distintas proteínas en distintos tipos celulares
Estructura de las proteínas de filamentos intermedios
Ensamblaje de los filamentos intermedios apolares - estables
Organización intracelular de los filamentos de queratina (célula epitelial) queratina (verde), núcleo (azul) posicionan y fijan al núcleo (queratina y vimetina) Filamentos intermedios MP Filamentos intermedios actina / microtúbulos Desmina, conecta ensamblajes individuales de actina-miosina de las cél musculares entre si y a la MP Neurofilamentos, en neuronas maduras, abundantes en los axones proporcionan sostén a las extensiones largas y delgadas
Fijación de los filamentos intermedios a los desmosomas y hemidesmosomas. A) Queratina (flechas) B) Desmosomas (filam intermedios en lugares de adhesion cel-cel, x desmoplaquinas) C) Hemidesmosomas (filam intermedios plectina integrinas) Desmosomas (célula-célula) y hemidesmosomas (cel. Epitelialmatriz extracelular): áreas de contacto celular
Queratina mutante causa desarrollo anómalo en la piel Epidermolisis bullosa simple (EBS) y otras enfermedades caracterizadas por fragilidad anormal en las cél epidérmicas Esclerosis lateral amiotrófica (ELA) enfermedad de LouGehrig, pérdida de neuronas motoras por ensamblaje anormal de neurofilamentos
MICROTUBULOS Varillas rígidas y huecas de aproximadamente 25 nm de diámetro Son estructuras dinámicas Intervienen en la determinación de la forma celular y en movimientos celulares (locomoción, transporte intracel de orgánulos y separación de cromosomas Constituídos por una única proteína globular: tubulina dímero con dos polipéptidos y Tubulina en centrosomas Microfilamentos son polares extremos + y -
Inestabilidad dinámica de los microtúbulos Colchicina y colcemida, fármacos que unen a la tubulina e impiden la polimerización Vincristina y vimblastina (inhiben); taxol (estabiliza) (quimioterapia)
CENTROSOMA, CENTRIOLOS Y ORGANIZACIÓN DE MICROTUBULOS Centro organizador de microtúbulos (ancla extremos -) Centrosoma es el centro organizador en animales (se ubica junto al núcleo cerca del centro de las células interfásicas) En mitosis, se duplican y generan fibras del huso Otros tipos celulares inician microtúbulos en ausencia de centrosomas Centrosomas en la mayoría de los animales están constituidos por centríolos Organización intracelular de microtúbulos
Estructura de un centríolo,
Formación del huso mitótico
Organización de microtúbulos en células nerviosas
Proteínas motoras microtubulares
Transporte de vesículas a lo largo de microtúbulos
Asociación del retículo endoplasmático con microtúbulos
Movimiento cromosómico en anafase Separación de los polos del huso
Cilios de Paramecium (A) Cel epiteliales ciliadas de tráquea (B) Flagelo de espermatozoide de erizo (C)
Estructura del axonema de cilios y flagelos
ACTIVIDADES 1-. De acuerdo a los graficos caracterice lo que observa.