CITOESQUELETO
Objetivos
1.- Describir la estructura, composición química, y función de
los elementos del citoesqueleto.
2.- Explicar la importancia del citoesqueleto en el movimiento,
arquitectura de la célula y transporte celular.
3.- Valorar la importancia del estudio de citoesqueleto en la
profesión de medicina.
CITOESQUELETO
Es un sistema citoplasmático de
fibras, esencial para la estructura
y movilidad.
1980 Biólogo keit Porter
Desde un punto de vista mecánico, la
célula se comporta de manera similar a
estructuras arquitectónicas
denominadas estructuras de
tensegridad.
Componentes del citoesqueleto
La actina fue observada experimentalmente por
primera vez en 1887 por W.D Halliburton
• Actina: proteína más abundante en las células
eucariotas (10% células musculares).
• Seres humanos tienen 6 genes de actina (Isoformas: α,
β y γ).
• Existe como monómero globular: actina G, y como
polímero filamentoso: actina F
• Es funcional cuando posee ADP o ATP en su hendidura
• Son altamente conservadas en la evolución.
• Predomina el estado unido a ATP cuando la actina se
encuentra libre
Premio Nobel
Brúnó Straub en el lab de Szent-Gyorgi
ATP- actina G
ADP- actina G
ATP- actina F
ADP- actina F
Mg2+
La actina F presenta polaridad
estructural y funcional.
Extremo +
Los monómeros de actina G se ensamblan para
formar largos polímeros helicoidales de actina F
Extremo -
Dinámica del ensamblaje:
tres fases
Oligómeros cortos inestables
Intercambio rotatorio
Cc = Vp = V dp
“La energía de hidrólisis se utiliza para crear un verdadero
"estado estacionario"
La polimerización de actina está
regulada por proteínas que fijan
actina G
a) Inhibición de ensamblaje de
actina por acción de timosina β4.
b) Estimulación del ensamblaje de
actina por profilina.
Estimulación del ensamblaje de actina por
profilina.
• La profilina forma un complejo con la actina G- ATP que
contribuye al agregado de monómeros en el extremo (+) de
un filamento de actina.
• Favorece el ensamblaje de los filamentos de actina al
actuar como factor de intercambio de nucleótidos,
• También actúa con los componentes de la membrana que
intervienen en las señales intercelulares.
Algunas proteínas controlan las
longitudes de los filamentos de
actina mediante cortes
gelsolina y cofilina
Ca
PIP2
capping
Agentes nucleantes
Proteínas que cubren la actina y estabilizan
la actina F
• Cap Z: Se unen a los extremos (+)de los filamentos
independientes del Ca2+.
+
-
+
-
+
-
+
+
+
• Tropomodulina: Cubre los extremos (-) de los filamentos de
actina.
Ambas proteínas son reguladas por PIP 2
Toxinas que alteran el equilibrio entre los monómeros
y los polímeros de actina
1. Citocalasina D: Unión al extremo (+) de la actina F.
2. Latruculina: Se fija a la actina G. (secretadas por
esponjas)
3. Faloidina: Impide la despolimerización de los
filamentos (se aisla de Amanita phalloides)
Para el 2006, el ENMC (European
Neuromuscular
Centre)
había
publicado
116
mutaciones
relacionadas
con
patologías,
conocidas como actinopatías.
• Mutación, la MYH11, podría ser responsable
de al menos un 14% de los casos de
aneurismas de aorta toracica hereditaria
•Patologías a nivel de adhesión celular
•Distonía de debut juvenil
Arg/Trp: ADF/Cofilina
•Una mutación puntual con carácter
dominante que produce disfunción de
los neutrófilos:
afinidad profilina
•Miopatías
•Diversas formas de pérdidas de audición:
Afinidad Cofilina
Organización
Microfilamentos
Organización de los filamentos de actina
Organización de los filamentos de actina
FIMBRINA
HAZ DE TIPO CONTRÁCTIL
α ACTINA
Redes de actina
y Filamina
Los retículos corticales de actina están conectados con la
membrana plasmática
Espectrina
Anclaje de las fibras de estrés a la membrana plasmática
en las ADHESIONES FOCALES.
Anclaje de los filamentos de actina a las
UNIONES DE ADHERENCIAS
Cinturón de adhesión
MIOSINA
• De la familia de proteínas motoras
mecanoquímicas.
• Miosina I y Miosina V (interacciones
citoesqueleto-membrana)
• Miosina II (contracción muscular y
citocinesis)
Miosina II
Interacción entre actina y miosina
Contracción muscular
Estructura de las células musculares
Diámetro: 50μm
Unidades contráctiles
“sarcómeros”
Titina y Nebulina
Cap Z
Tropomodulina
Modelo de deslizamiento de los filamentos
• 1.954 Andrew Huxley Ralp Niedergerke Hugh Huxley y Jean Hanson
Modelo de la
interacción
Actina- miosina
La contracción del músculo Esquelético está regulada por Ca+ y por proteínas que se
unen a la actina
Unidad fijadora de Ca+
500.000 motoneuronas
300 millones de fibras musculares motoras
Contracción mantenida
“Calambre”,Relajación
rigor mortis. Muscular
ATP
calambres.scar imágenes
Mecanismos dependientes
de miosina en la contracción
Músculo liso y en células no
musculares
Contracción en células no
musculares
Citocinesis
Asociaciones contráctiles en células no
musculares
Regulación de las cadenas Ligeras de miosina por
fosforilación en células no musculares y en musculo liso
Quinasa de la cadena ligera de la Miosina
MLCK
FILAMENTOS INTERMEDIOS
Diámetro de 10nm
No están directamente implicados en
movimiento celular: parecen desempeñar
básicamente
un
papel
estructural
proporcionando resistencia mecánica a las
células y tejidos.
Proteínas de los filamentos intermedios
Estructura de las proteínas de filamentos
intermedios
Función
Ensamblaje de los Filamentos Intermedios
Organización intracelular de los filamentos intermedios
Función de la Queratina
Epidermólisis bullosa simple
MICROTÚBULOS
Estructura de los microtúbulos
[tubulina unida a GTP]
[tubulina unida a GTP
Inestabilidad de los microtúbulos
Fármacos que afectan el ensamblaje
de los microtúbulos:
La colchicina y la colcemida:
Se unen a la tubulina
Vincristina y Vimblastina: Células en rápida
división
Taxol: Estabiliza los microtúbulos
Centrosomas, centriolos y
organización de los microtúbulos
CENTROSOMA: Centro organizador
Reorganización de los microtúbulos
durante la mitosis
Formación del huso mitótico
Estabilidad de los microtúbulos
y polaridad celular
Motores microtubulares y movimiento
Transporte de las vesículas a lo largo de los
microtúbulos
Separación de los
cromosomas mitóticos
Separación de los polos en la anafase B
Descargar

Diapositiva 1