citoesqueleto objetivos 1.- describir la estructura, composición química, y función de los...
TRANSCRIPT
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 GADP- actina GATP- actina FADP- actina F
Mg2+
Los monómeros de actina G se ensamblan para formar largos polímeros helicoidales de actina F
Extremo +
Extremo -
La actina F presenta polaridad estructural y funcional.
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
capping
PIP2
Ca
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.
•Patologías a nivel de adhesión celular
•Miopatías
• Mutación, la MYH11, podría ser responsable de al menos un 14% de los casos de aneurismas de aorta toracica hereditaria
•Distonía de debut juvenil Arg/Trp: ADF/Cofilina
•Una mutación puntual con carácter dominante que produce disfunción de los neutrófilos: afinidad profilina
•Diversas formas de pérdidas de audición: Afinidad Cofilina
OrganizaciónMicrofilamentos
Organización de los filamentos de actina
Organización de los filamentos de actina
FIMBRINA
α ACTINA
HAZ DE TIPO CONTRÁCTIL
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
Relajación Muscular
calambres.scar imágenes
Contracción mantenida“Calambre”, rigor mortis.
ATP
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
