Filamentos Intermedios y Microtúbulos
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Questions and Answers

¿Cuál es el diámetro aproximado de los filamentos intermedios?

  • 5 nm
  • 15 nm
  • 10 nm (correct)
  • 20 nm

    • ¿Cuál de las siguientes funciones NO se relaciona con los filamentos intermedios?

  • Participar en el movimiento celular (correct)
  • Proporcionar fuerza mecánica a los tejidos
  • Actuar como señalización intracelular
  • Localizar procesos celulares

    • ¿En qué tipo de células se encuentran las queratinas?

  • Células nerviosas
  • Células musculares
  • Células sanguíneas
  • Células epiteliales (correct)

    • ¿Cuál de las siguientes proteínas NO pertenece al grupo III de filamentos intermedios?

    <p>Neurofilamentos (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿En qué tipo de células se encuentra la desmina?

    <p>Células musculares (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes proteínas se expresa en las células madre durante el desarrollo embrionario?

    <p>Nestinas (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes tipos de filamentos intermedios se encuentra en las células neuronales?

    <p>Neurofilamentos (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué significa la abreviatura NFH en el contexto de los neurofilamentos?

    <p>Neurofilamento pesado (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función de las polimerasas en los microtúbulos?

    <p>Incorporación de tubulina unida a GTP. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tienen las despolimerasas sobre los microtúbulos?

    <p>Estimulando la disociación de la tubulina-GTP. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo afectan las proteínas asociadas a los microtúbulos (MAP) a los microtúbulos celulares?

    <p>Controlan dinámicamente el comportamiento de los microtúbulos. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los microtúbulos es correcta?

    <p>El extremo 'más' de los microtúbulos es donde ocurre el crecimiento más rápido. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de proteína estimula el acortamiento de los microtúbulos?

    <p>Despolimerasas. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal del cuerpo basal en los cilios y flagelos?

    <p>Iniciar el crecimiento de los microtúbulos del axonema. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué causa el movimiento en los cilios y flagelos?

    <p>El deslizamiento de los dobletes de microtúbulos. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo están conectados los dobletes de microtúbulos en un axonema?

    <p>A través de puentes de nexina. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la estructura del cuerpo basal en comparación con otra estructura celular?

    <p>Es similar al centriolo. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué componente de la dineína se une a los dobletes de microtúbulos en los cilios y flagelos?

    <p>La base de la dineína se une al túbulo A. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de las quinesinas en el transporte celular?

    <p>Transportar vesículas hacia los extremos 'más' de los microtúbulos (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué estructura se forma a partir de las cadenas pesadas de la quinesina I?

    <p>Estructura de hélice enrollada (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué proteína motora es responsable del batido de los cilios?

    <p>Dineína (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la masa molecular de la quinesina I?

    <p>380 kDa (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de uniones permite el área de la cola de la quinesina?

    <p>Uniones a vesículas y orgánulos (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántas quinesinas diferentes se han descrito en humanos?

    <p>45 (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué requiere la actividad motora de las quinesinas?

    <p>Hidrólisis del ATP (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿En qué dirección se mueve la dineína a lo largo de los microtúbulos?

    <p>Hacia los extremos 'menos' (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de los microtúbulos cinetocóricos durante la mitosis?

    <p>Estabilizar los microtúbulos mediante la fijación al cinetócoro. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con los microtúbulos en la interfase antes de la mitosis?

    <p>Se disgregan y se reensamblan para formar el huso mitótico. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de microtúbulos no se unen a los cromosomas durante la mitosis?

    <p>Microtúbulos interpolares. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el papel de los microtúbulos astrales?

    <p>Extenderse desde los centrosomas hacia la periferia de la célula. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con los centrosomas al comenzar la mitosis?

    <p>Se separan y migran a polos opuestos del núcleo. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué estructura se forma a partir de la reestructuración del citoesqueleto durante la mitosis?

    <p>El huso mitótico. (A)</p> Signup and view all the answers

    Durante la mitosis, ¿qué se requiere para la separación de los cromosomas?

    <p>La formación de microtúbulos cromosómicos. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué estructura permanece unida en un lado del núcleo hasta el inicio de la mitosis?

    <p>Los centriolos. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de las láminas nucleares en el núcleo celular?

    <p>Proveer soporte estructural al núcleo (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipos de dominios contienen las proteínas de los filamentos intermedios?

    <p>Dominio C-terminal y N-terminal (B)</p> Signup and view all the answers

    Los tetrámeros en la formación de filamentos intermedios son el resultado de la asociación de:

    <p>Dímeros (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se organizan los filamentos intermedios en la célula?

    <p>Forman una red que rodea el núcleo hasta la membrana plasmática (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué estructura se forma a partir de la asociación de protofilamentos?

    <p>Filamentos intermedios (D)</p> Signup and view all the answers

    La longitud promedio de un filamento intermedio es el resultado de la combinación de:

    <p>Ocho protofilamentos (D)</p> Signup and view all the answers

    Los filamentos intermedios pueden asociarse a otros elementos del citoesqueleto, como:

    <p>Microfilamentos y microtúbulos (D)</p> Signup and view all the answers

    La disposición de los protófilamentos en los filamentos intermedios se da de manera:

    <p>Antiparalela y escalonada (B)</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Biología Celular - Bloque 2: Estructura y Función de las Células - Unidad Didáctica 7: Citoesqueleto y Movimiento Celular

    • El citoesqueleto es una red de filamentos de proteína que se extiende por el citoplasma.
    • Proporciona un armazón estructural para la célula, determinando la forma celular y la organización general del citoplasma.
    • Es responsable de los movimientos celulares, el transporte interno de orgánulos y otras estructuras celulares (como los cromosomas mitóticos).
    • Es una estructura dinámica que se reorganiza continuamente, cambiando de forma según las células se mueven y cambian de forma.
    • Constituido por tres tipos de filamentos de proteína: filamentos de actina (o microfilamentos), microtúbulos y filamentos intermedios. Está unido a orgánulos intracelulares y a la membrana plasmática mediante proteínas accesorias.

    Guion de la Unidad Didáctica 7

    • 7.1 Estructura y organización de los filamentos de actina.
    • 7.2 Actina, miosina y movimiento celular.
    • 7.3 Filamentos intermedios.
    • 7.4 Microtúbulos.
    • 7.5 Motores microtubulares y movimientos.

    La proteína citoesquelética más abundante en la mayoría de las células es la actina

    • La actina polimeriza formando filamentos, también llamados microfilamentos.
    • Son fibras delgadas y flexibles de aproximadamente 7 nm de diámetro.
    • Se organizan en estructuras tridimensionales con propiedades de gel semisólido.
    • Se asocian a otras estructuras celulares y se regulan mediante proteínas de unión a la actina.
    • Abundan debajo de la membrana plasmática, proporcionando soporte mecánico, determinando la forma celular y permitiendo el movimiento de la superficie celular.

    Ensamblaje y desensamblaje de los filamentos de actina

    • La actina constituye entre el 5% y 10% de las proteínas totales de las células eucariotas (20% en células musculares).
    • Las células eucariotas superiores contienen varios tipos de actina. Los mamíferos tienen 6 tipos de actina.
    • Todas las actinas tienen una secuencia de aminoácidos muy similar que se ha conservado evolutivamente.
    • Los monómeros de actina son proteínas globulares (actina globular G) de 375 aminoácidos (43 kDa).
    • En los filamentos, cada monómero se encuentra girado 166°, dando una apariencia de hélice de doble cadena.
    • Los monómeros están orientados en la misma dirección, lo que les otorga cierta polaridad. Esta polaridad es determinante en su función.
    • En condiciones fisiológicas, los monómeros de actina se polimerizan para formar filamentos.
    • El primer paso de la polimerización es la formación de un acúmulo de tres monómeros de actina.
    • Los filamentos de actina crecen mediante la adición reversible de monómeros en ambos extremos, pero el extremo (+), o protuberante, se alarga 5 a 10 veces más rápido que el extremo (-), o puntiagudo.
    • Los monómeros de actina unen el ATP que se hidroliza después del ensamblaje del filamento.
    • La actina unida al ATP se asocia con los extremos (+), protuberantes, del filamento de actina de crecimiento rápido. Después se produce la hidrólisis de ATP a ADP.
    • Este fenómeno se llama intercambio rotatorio o treadmilling. Esto ilustra el comportamiento dinámico de los filamentos de actina.
    • El paso limitante es la nucleación, que requiere el correcto alineamiento de los tres primeros monómeros. La formina facilita este proceso.
    • Las forminas están asociadas a la profilina que estimula el intercambio de ADP por ATP en los monómeros de actina.

    Arp2/3

    • Las proteínas Arp2/3 inician el crecimiento de filamentos de actina ramificados.
    • Desempeñan un papel fundamental en el impulso del movimiento celular en la membrana plasmática.
    • Estas proteínas se unen cerca del extremo protuberante de los filamentos e inician la formación de una nueva rama.

    Proteínas de caperuza y tropomiosinas

    • Muchos filamentos de actina son relativamente estables debido a proteínas de caperuza que se unen a los extremos y a proteínas de estabilización.
    • Las tropomiosinas son proteínas fibrosas de 30-36 kDa, que se unen longitudinalmente a lo largo de los surcos del filamento de actina.

    Cofilinas

    • Cortan los filamentos de actina, generando nuevos extremos de los filamentos, que son accesibles para la despolarización de sus extremos puntiagudos o crecimiento por añadido de nuevos monómeros.

    Organización de los filamentos de actina

    • Los filamentos de actina se ensamblan en dos estructuras: haces de actina y redes de actina.
    • Los haces de actina se unen mediante puentes cruzados y se disponen en estructuras paralelas.
    • Las redes de actina se unen mediante puentes cruzados con una disposición perpendicular, formando mallas tridimensionales con propiedades de geles semisólidos.

    Haz Paraleo

    • Contiene filamentos de actina estrechamente agrupados, alineados en paralelo
    • Sostiene a las proyecciones de la membrana plasmática (como las microvellosidades)
    • Todos los filamentos tienen la misma polaridad con los extremos protuberante adyacente a la membrana plasmática.
    • La fimbrina es una proteína de 68 kDa que mantiene unidos los dos filamentos paralelos.

    Haz Contráctil

    • Sus filamentos están más espaciados y son capaces de contraerse.
    • La α-actinina es la proteína de entrecruzamiento. Une dos filamentos de actina con mayor separación entre ellos (40 nm).

    Filamina

    • La filamina mantiene unidos los filamentos de actina como un dímero, creando una malla tridimensional holgada que proporciona soporte estructural a la célula.

    La red de filamentos de actina y de proteínas asociadas subyacente a la membrana plasmática recibe el nombre de córtex celular.

    • Configura la forma y el movimiento celular.
    • La espectrina es una proteína de unión a actina que proporciona la base estructural del citoesqueleto cortical. Está formada por dos cadenas polipeptídicas α y β con pesos moleculares de 240 kDa y 220 kDa respectivamente. Los extremos de los tetrámeros de espectrina se asocian con filamentos cortos de actina.
    • La anquirina se une a la espectrina y al dominio citoplásmico de la banda 3 (intercambiador aniónico).

    Distrofina

    • La distrofina es otra proteína que une los filamentos de actina al citoesqueleto cortical a la membrana plasmática. Es abundante en células musculares.
    • Las mutaciones del gen de la distrofina provocan distrofias musculares.

    Microvellosidades

    • Son extensiones digitiformes de la membrana plasmática en células implicadas en la absorción (células epiteliales del intestino).

    • Forman una capa en la superficie apical denominada borde en cepillo, que aumenta la superficie útil de absorción entre 10 a 20 veces.

    • Otras microvellosidades especializadas son los estereocilios en las células auditivas.

    Protusiones de la superficie celular y movimiento de las células

    • Son estructuras transitorias que se forman en respuesta a estímulos ambientales e intervienen en el movimiento celular.
    • Los movimientos se basan en extensiones locales de la membrana plasmática que se prolongan desde el borde delantero de la célula en movimiento.
    • La formación y la retracción de estas estructuras durante el movimiento celular se basa en el ensamblaje y el desensamblaje regulado de los filamentos de actina
    • Los pseudópodos son extensiones de un ancho moderado basados en filamentos de actina entrelazados en una red tridimensional. Son responsables de la fagocitosis.
    • Los lamelipodios son extensiones anchas y laminares en el borde apical de los fibroblastos que contienen redes de filamentos de actina.
    • Los filópodos son prolongaciones muy delgadas de la membrana plasmática, sustentadas por haces de actina extendiéndose desde los lamelipodios.

    El movimiento celular

    • En primer lugar, se deben extender protrusiones (pseudópodos, lamelipodios o filópodos) para formar el borde delantero de la célula.
    • Estas extensiones deben fijarse al sustrato.
    • El borde trasero de la célula se disocia del sustrato y se retrae.
    • Todo este proceso requiere la ramificación y la polimerización de los filamentos de actina.

    Factores que impulsan el movimiento celular

    • La formación de protrusiones en la superficie celular en respuesta a estímulos externos está mediada por moléculas de GTP de la familia Rho (Cdc42, Rho, Rac).
    • Las señales que estimulan el movimiento celular activan receptores en la membrana que conducen a la activación de miembros de la familia Rho..
    • Estos miembros activan a los miembros de la familia WASP, quienes estimulan el complejo Arp2/3, iniciando el crecimiento de filamentos de actina ramificados.

    Motores microtubulares y Movimiento

    • Los microtúbulos son responsables de los movimientos celulares, tales como el transporte intracelular, posicionamiento de las vesículas en la membrana, orgánulos, separación de cromosomas y el batido de cilios y flagelos.
    • Las quinesinas y las dineínas son proteínas motoras que realizan el traslado de las cargas a lo largo de los microtúbulos. Las quinesinas se mueven hacia los extremos + de los microtúbulos, mientras que las dineínas se mueven hacia los extremos -.

    La quinesina I y otros miembros de la familia de quinesinas

    • Transportan vesículas y orgánulos hacia el extremo "más" de los microtúbulos.

    La dineína

    • Transportan vesículas y orgánulos hacia el extremo "menos" de los microtúbulos.

    Cilios y flagelos

    • Son prolongaciones de la membrana plasmática constituidas por microtúbulos.
    • Tienen un diámetro de 0.25 µm.
    • Varían en número (más abundantes los cilios) y longitud (los flagelos pueden llegar a medir 200 µm).

    Estructura del axonema

    • Es el componente fundamental de cilios y flagelos.
    • Está constituido por microtúbulos y proteínas asociadas.
    • El patrón característico es 9+2 (9 dobletes de microtúbulos alrededor de un par central).
    • Los dobletes exteriores están unidos a través de puentes de nexina.

    Cuerpos basales

    • Anclan los cilios y flagelos a la superficie de la célula, y también controlan el crecimiento de los microtúbulos que componen el axonema.
    • Están formados por 9 tripletes de microtúbulos que tienen una organización similar a los centriolos.

    Movimiento de los microtúbulos en los cilios y flagelos

    • Se produce por el deslizamiento de los dobletes externos de microtúbulos.
    • Impulsado por la actividad motora de la dineína axonémica.
    • La dineína se une al túbulo A, mientras que las cabezas de la dineína se unen al túbulo B. El deslizamiento de un doblete sobre otro provoca el batido de los cilios y flagelos.

    Reorganización de los microtúbulos durante la mitosis

    • Los microtúbulos intervienen en la mitosis en 4 tipos:
    • Cinetocóricos: se unen a los cromosomas en sus centrómeros.
    • Cromosómicos: conectan con los extremos de los cromosomas.
    • Interpolares: se unen entre sí.
    • Astrales: se extienden desde los centrosomas hacia la periferia de la célula.
    • El centrosoma se duplica y los centriolos se desplazan a polos opuestos del núcleo, formando los polos del huso mitótico.

    Movimiento cromosómico

    • Los centrosomas se desplazan a polos opuestos de la célula al principio de la mitosis.
    • Los cromosomas duplicados se unen a los microtúbulos cinetocóricos y se alinean en la placa metafásica.
    • Las uniones de las cromátidas hermanas se escinden en la anafase, separándose las cromátidas hacia polos opuestos del huso.
    • La anafase A: movimiento de los cromosomas hacia los polos basado en el acortamiento de los microtúbulos cinetocóricos.
    • La anafase B: separación de los polos del huso, debido al deslizamiento de microtúbulos interpolares entre sí (impulsado por la dineína) y por la separación por la acción de los microtúbulos astrales.

    Filamentos Intermedios

    • Poseen diámetros de 10 nm a 12 nm.
    • No están directamente implicados en los movimientos celulares.
    • Proporcionan resistencia mecánica a los tejidos y un medio para la localización de procesos celulares incluyendo la señalización intracelular.

    Proteínas de los filamentos intermedios

    • Se expresan en distintos tipos de células.
    • Se clasifican en 5 grupos según sus similitudes. Los tipos I y II son queratinas que se encuentran en células epiteliales.
    • El tipo III incluye vimentina, desmina en células musculares y globulos blancos.
    • Tipo IV: tres proteínas de neurofilamentos se encuentran en células neuronales maduras (NFL, NFM y NFH).
    • Tipo V: las laminas nucleares que forman una malla en el interior del núcleo.

    Ensamblaje de los filamentos intermedios

    • Los protofilamentos se enrollan como una cuerda hasta formar el filamento.
    • Los dominios en hélice α constituyen el eje central.
    • Los terminales N-terminales y C-terminales son las cabezas y las colas que se entrelazan.
    • Los dímeros se asocian de forma antiparalela, formando tetrámeros que se entrelazan para constituir los protofilamentos, que a su vez forman los filamentos intermedios.

    Organización intracelular de los filamentos intermedios

    • Forman una elaborada red en el citoplasma.
    • Se extiende desde el anillo que rodea al núcleo hasta la membrana plasmática.
    • Se pueden asociar con otras estructuras del citoesqueleto (microfilamentos y microtúbulos).
    • Proporcionan resistencia mecánica a los tejidos y organización estructural a la célula.

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    Este cuestionario pone a prueba tus conocimientos sobre los filamentos intermedios y microtúbulos en las células. Se enfoca en las funciones, tipos de proteínas asociadas y características de estas estructuras celulares. Ideal para estudiantes de biología que buscan profundizar en citología.

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