CAPITULO 7 CITOSOL Y CITOESQUELETO. MOTILIDAD CELULAR Todo ser vivo esta formado por células (Schwann, 1839) Existe una gran diversidad de formas y tamaños celulares. Distintas células realizan diferentes procesos. Algunas constituyen organismos unicelulares aislados, otras forman colonias y, en los organismos pluricelulares, se mantienen unidas y comunicadas formando tejidos. Sin embargo, todas las células comparten un patrón estructural y funcional que hace a su organización básica. MARCO TEÓRICO Recomendamos repasar los conceptos generales de célula procarionte y eucarionte tratados en la Unidad 2. En las células eucariontes, el citoplasma está situado entre la membrana plasmática, que lo separa del medio extra celular, y la envoltura nuclear, que lo separa del núcleo. Está constituido por: citosol o matriz: sistema coloidal que contiene proteínas como.... enzimas, chaperonas, etc. y proteasomas. Citoplasma citoesqueleto: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios ribosomas: agrupados o no en polirribosomas; adheridos o no al REG sistema vacuolar: sistema de endomembranas otras organelas citoplasmáticas: mitocondrias, peroxisomas, etc.
A B Subunidad mayor Subunidad menor Proteasoma Constituido por una unidad de reconocimiento y unión a la proteína a degradar (A) y un unidad proteo lítica (B) Ribosoma Constituido por una unidad mayor y una subunidad menor. CITOESQUELETO Está constituido por una trama de elementos proteicos: los microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios. Microtúbulo Filamento intermedio Microfilamento Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723. Prohibida su reproducción total o parcial 2
Microtúbulos Formados por monómeros de Tubulina (proteína globular) dispuestos en dímeros de alfa y beta tubulina, que forman un tubo largo y hueco. Funciones: - desplazamiento de vesículas de transporte para distribución del material intracelular - mantienen la forma celular y proporcionan sostén a las organelas - intervienen en la movilidad de células libres - componentes de las cilias y flagelos Estructura y formación de los microtúbulos Microtúbulos formando el huso mitótico durante la división celular. Parten desde la región denominada centrosoma. Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723. Prohibida su reproducción total o parcial 3
Kinesinas y Dineinas Las organelas se desplazan por la célula unidas a los microtúbulos, a través de proteínas. asociadas: kinesina y dineina. Ambas proteínas transportan carga en sentido contrario. La carga se une al microtubulo a través del dominio motor de la proteína asociada. Los microtúbulos se polimerizan y ensamblan en determinadas estructuras: los centrosomas y los cuerpos basales. Los centrosomas son regiones formadas por un par de centríolos dispuestos en forma perpendicular entre si. Estos centríolos se utilizan durante la división celular y, además, forman los cuerpos basales que dan origen a cilias y flagelos en las células animales. Cada centríolo está formado por nueve tripletes de microtúbulos dispuestos en forma circular. Esquema del corte de un centríolo. En las células que poseen cilias o flagelos, los centríolos originan los cuerpos basales, que se ubican junto a la membrana plasmática. A partir de los cuerpos basales se desarrollara cada cilia o flagelo. Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723. Prohibida su reproducción total o parcial 4
Esquema del corte transversal de una cilia a distintos niveles A nivel del cuerpo basal, se observa que está constituido por nueve tripletes de microtúbulos dispuestos en forma circular (al igual que el centríolo). Luego la cilia contiene nueve pares de microtúbulos periféricos y un par de microtúbulos centrales (estructura 9 + 2). Las cilias y los flagelos realizan un movimiento de batido que requiere gasto de energía por parte de la célula. Este movimiento puede proporcionar locomoción a células como los espermatozoides o los organismos protistas ciliados. Micrografía de espermatozoides humanos. Cada célula contiene un único flagelo que mide varias veces la longitud de la cabeza. Micrografía de un protista ciliado de vida libre en agua dulce. Las cilias son muy numerosas y de corta longitud. Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723. Prohibida su reproducción total o parcial 5
Microfilamentos Están constituidos por proteínas globulares: actina o miosina. Son casi tres veces más pequeños que los microtúbulos. Funciones: - contracción de la célula muscular - movimiento de las corrientes citoplasmáticas - movimientos de los bordes celulares (movimiento ameboide) - constituyentes de las microvellosidades de las células epiteliales Actina y Miosina ACTINA Estructura Globular, polimerizada en filamentos. Las unidades de Actina G se polimerizan en cadenas, que se unen de a dos, formando fibrillas: Actina F. Localización En todas las células. Actina α : en células musculares Actina β y γ : en células no musculares Función -Forman estructuras estables y permanentes, como las microvellosidades de las células intestinales, los sarcómeros de las células musculares, etc. -Forman prolongaciones citoplasmáticas que se van construyendo y desarmando permanentemente en la periferia del citoplasma, como los filopodios; intervienen en los movimientos celulares. Tipo I Un dominio globular o cabeza y un dominio fibrilar o cola. En la periferia del citoplasma, junto a la membrana plasmática. Intervienen en los procesos de endo y exocitosis. MIOSINA Tipo II Dos dominios globulares o cabezas y un dominio fibrilar o cola. Fundamentalmente en células musculares. -Hacen posible los movimientos de deslizamiento de la actina, con la que interactúan. -Durante la división celular forman el anillo contráctil que divide el citoplasma en dos. Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723. Prohibida su reproducción total o parcial 6
A : microfilamento de actina B : cabezas de miosina contactando microfilamentos de actina A. Microfilamento de actina: formado por la polimerización de subunidades de Actina G que forman cadenas. Dos cadenas se entrelazan, formando una fibrilla denominada Actina F. B. Interacción entre actina y miosina: en el músculo, las cabezas de miosina interactúan con los microfilamentos de actina, provocando su deslizamiento y, por lo tanto, la contracción muscular. Los neutrofilos, por ejemplo, son glóbulos blancos que, en caso de una infección bacteriana en la piel, deben trasladarse desde los vasos sanguíneos hasta el lugar de la infección. Los movimientos que la célula debe realizar para salir del capilar sanguíneo hacia la piel (proceso de diapédesis) son posibles debido a la acción de la actina y miosina del citoesqueleto. Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723. Prohibida su reproducción total o parcial 7
Filamentos intermedios Son filamentos compactos de tamaño intermedio entre los microtúbulos y los microfilamentos. Están constituidos por diversas proteínas no contráctiles, como la queratina. Son muy abundantes en células de la piel. Funciones: - otorgan resistencia mecánica a las células - intervienen en las uniones intercelulares - intervienen en la fijación de células con la matriz extracelular Micrografía de filamentos intermedios de una célula del tejido conjuntivo: fibroblasto. Los filamentos intermedios se distribuyen por todo el citoplasma. Movilidad celular y citoesqueleto Algunas células cumplen diversas funciones en distintos tejidos, por lo que deben desplazarse de uno a otro. CUESTIONARIO 1. Complete el siguiente cuadro: PROTEINA QUE LO FORMA FUNCIONES MICROTÚBULOS MICROFILAMENTOS FILAMENTOS INTERMEDIOS Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723. Prohibida su reproducción total o parcial 8
2. Complete los espacios en las siguientes frases: a. Los son regiones formadas por un par de centríolos dispuestos en forma perpendicular entre si. Estos centríolos forman los que dan origen a cilias y flagelos en las células animales. Cada centríolo está formado por tripletes de microtúbulos dispuestos en forma circular. b. Las unidades de se polimerizan en cadenas, que se unen de a dos, formando fibrillas que se denominan. c. Los están constituidos por diversas proteínas no contráctiles, como la queratina. Otorgan a la célula. Señale la opción correcta: 3. En un cultivo de células animales cuya síntesis de actina está inhibida, las células no podrán : a. sintetizar ATP b. completar la citocinesis c. formar la envoltura nuclear d. formar el aparato de Golgi 4. Existen células que debido a una alteración genética no pueden completar la síntesis de tubulinas. En consecuencia no podrán fabricar: a. cilias y flagelos b. filamentos intermedios c. pseudo podios d. poros en la envoltura nuclear 5. Los filamentos intermedios permiten que las células adquieran: a. motilidad b. capacidad contráctil c. resistencia mecánica d. conducción de estímulos 6. La movilidad de los espermatozoides depende fundamentalmente de: a. los filamentos de actina y miosina b. los microtúbulos de tubulina c. los filamentos intermedios d. los tonofilamentos 7. Los movimientos ameboides y la emisión de pseudo podios se explican a través de: a. la formación de centríolos y cuerpos basales b. cambios en la viscosidad del citoplasma mediados por actina c. la polimerización de los dímeros de tubulina d. la síntesis de filamentos intermedios Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723. Prohibida su reproducción total o parcial 9
8. Las células de la piel son muy resistentes a los esfuerzos mecánicos, esta propiedad es debido a que las mismas poseen una abundante cantidad de: a. filamentos de actina b. microtúbulos de tubulina c. filamentos intermedios d. filamentos de miosina 9. Las propiedades contráctiles de las células musculares se deben a: a. la polimerización y despolimerización de los filamentos de actina y miosina b. la polimerización y despolimerización de los filamentos intermedios c. el desplazamiento de los microtúbulos de tubulina d. el desplazamiento de los filamentos de actina y miosina 10. El citoesqueleto interviene de manera directa en: a. la formación de la pared celular b. la distribución de los organoides en el citoplasma c. el desarrollo del esqueleto óseo d. la síntesis de ATP 11. En el transporte de vesículas con neurotransmisores desde el cuerpo de la neurona hasta el final del axón, participan: a. microtúbulos y dineína b. microtúbulos y quinesina c. filamentos de actina d. filamentos intermedios Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723. Prohibida su reproducción total o parcial 10