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: MPORGÁNULOS- 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

Crecimiento lento

Monómeros de actina, prot globular

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

REDES DE ACTINA

HACES DE ACTINA

 subyace a la MP  soporte estructural de la célula

actinina Fimbrina

Filamina

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

MÚSCULO ESQUELÉTICO CELULAS MUSCULARES EN VERTEBRADOS

MÚSCULO CARDÍACO MÚSCULO LISO

Estriaciones transversales

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.