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¿Qué sucede por debajo de la concentración crítica (Cc) en el context de los filamentos de actina?
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¿Cuál es la función principal de la timosina-β4 en relación con la G-actina?
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Cuando la concentración de ATP-G-actina libre es alta, ¿qué ocurre con los filamentos?
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¿Cómo se define la concentración crítica para el extremo (+) de un filamento de actina?
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¿Qué ocurre con la concentración de G-actina libre cuando se lleva a cabo la polimerización?
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¿Cuál es la concentración crítica para la polimerización de la actina in vitro?
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¿Qué se puede esperar cuando la concentración de G-actina libre disminuye?
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¿Por qué no se polimeriza toda la actina disponible en las células?
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En un estado de equilibrio, ¿qué ocurre con la concentración de actina monomérica?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la concentración de actina en las células es correcta?
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¿Qué relación existe entre la velocidad de ensamblado y la de desensamblado en el equilibrio?
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¿Qué relación tiene la timosina-β4 con ATP-actina?
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¿Qué indica un aumento en la concentración de ATP-G-actina?
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¿Qué se entiende por la reserva de G-actina en las células?
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¿Qué relación existe entre la concentración total de actina y la concentración crítica?
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¿Cuál es el efecto de la proteína CapZ en los filamentos de actina?
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¿Qué función tiene la proteína CapZ en relación a los filamentos de actina?
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¿Cuál es la concentración celular de CapZ que permite taponar el extremo (+) de un filamento recién formado?
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¿Qué proteína se une a la ADP-G-actina y facilita el intercambio de ADP por ATP?
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¿Cómo afecta la interacción de CapZ a la dinámica de los filamentos de actina?
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¿Qué se necesita para que los filamentos de actina crezcan en sus extremos (+)?
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¿Qué efecto tiene la CapZ en el extremo (+) de un filamento de actina?
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¿Cuál es la relación entre la profilina y la actina?
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¿Qué característica de CapZ es notable en su unión a filamentos de actina?
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¿Qué ocurre en la adición de ATP-G-actina en el extremo (+) del filamento?
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¿Cuál es el efecto del recambio rotatorio en el filamento de actina?
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¿Qué caracteriza a la concentración crítica en el extremo (+) del filamento de actina?
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¿Qué sucede con la profilina una vez que una nueva subunidad de actina se une al filamento?
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¿Cómo se organiza el filamento de actina en estado de equilibrio?
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¿Qué implica la liberación lenta de Pi en el contexto del filamento de actina?
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¿Qué diferencia se observa entre la velocidad de adición y disociación de actina?
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¿Qué subunidades se añaden preferentemente al extremo (+) durante el equilibrio?
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¿Cuál es la función principal de la gelsolina en relación con los filamentos de actina?
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¿Qué proteína se asocia con la formación de un gel a partir de la F-actina?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las forminas es correcta?
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¿Qué limita la velocidad de ensamblado de los filamentos de actina?
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¿Qué consecuencia tiene una alta concentración de Ca2+ en un gel de actina?
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¿Qué tipo de interacción producen las proteínas de entrecruzamiento de actina?
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¿Qué define el extremo (+) de un filamento de actina en el proceso de polimerización?
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¿A qué se une la miosina para facilitar la adición de subunidades de actina?
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¿Cuál es la función de los microfilamentos en las células epiteliales?
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¿Cuál es el extremo designado para la eliminación de subunidades de actina?
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¿Qué criterio permite identificar definitivamente los filamentos de actina?
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¿Qué estructura es responsable de la migración celular a través de los microfilamentos?
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¿Cómo se llaman los haces de filamentos que protruyen desde el lamelipodio?
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¿Cuál es la orientación de la unión de los dominios de miosina S1 a las subunidades de actina?
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¿Cuál es una función de los microfilamentos contráctiles en los macrófagos?
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¿Cuál de las siguientes estructuras no se asocia con la miosina?
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¿Qué indica la decoración con miosina S1 en un filamento de actina?
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¿Cuál es una de las funciones del citoesqueleto en las células?
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¿A cuál extremo se favorece la adición de subunidades de actina?
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¿Qué tipo de rodillo se menciona acerca de la unión de la miosina S1 y las subunidades de actina?
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Durante la migración celular, ¿a qué se unen las fibras de tensión?
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¿Qué tipo de células se analizan en relación con la organización funcional de los tejidos?
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¿Cuál es la forma que toma la cubierta de cabezas de miosina alrededor del filamento de actina?
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¿Qué tipo de actina es sedimentada durante el análisis de sedimentación?
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¿Qué método se utiliza para medir el aumento de viscosidad al formarse filamentos de actina?
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¿Qué tipo de células contiene abundantemente actina?
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¿Qué ocurre con la velocidad de flujo en una solución a medida que se forman filamentos de actina?
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¿Qué técnica se puede usar para observar filamentos de actina a nivel microscópico?
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¿Cuál es el extremo de un filamento de actina que se define como puntiagudo?
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¿Qué factor es clave en la polimerización de actina in vitro?
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¿Cuál es la función principal de la tropomodulina en los filamentos de actina?
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¿Cómo influye la gelsolina en los filamentos de actina?
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¿Cuál es el papel de las proteínas formina en el ensamblado de actina?
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¿Qué proteína actúa en conjunto con la tropomodulina para estabilizar los filamentos de actina?
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¿Cuál es el paso limitante en la velocidad de polimerización de actina?
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¿Cuál de las siguientes proteínas actúa como un taponador en los filamentos de actina?
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¿Qué desencadena el cambio conformacional de la gelsolina?
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¿Qué ocurre con el filamento de actina cuando la concentración de G-actina está por debajo de la concentración crítica (Cc)?
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¿Qué sucede exactamente en el extremo (+) del filamento de actina respecto a la ATP-G-actina?
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¿Qué se entiende por recambio rotatorio en el contexto de los filamentos de actina?
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¿Cuál es el efecto del aumento de la concentración de ATP-G-actina sobre la polimerización de actina?
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¿Qué papel desempeña el Pi en el crecimiento de los filamentos de actina?
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¿Cómo afecta la presencia de profilina a la G-actina?
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¿Qué sucede en el extremo (–) de un filamento de actina durante el recambio rotatorio?
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¿Cuál es el papel de la actina durante la citocinesis en células animales?
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¿Qué función tiene la polimerización y despolimerización de actina en las células?
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¿Cuál es la característica más notable de la actina como proteína?
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Cómo coexisten los microfilamentos dentro de una célula?
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¿Qué estructura celular está vinculada con el movimiento de vesículas en el interior de la célula?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los microfilamentos de actina es correcta?
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En el contexto celular, ¿cómo se caracteriza el ensamblado de los filamentos de actina?
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¿Cuál es el proceso en el que se generan dos células hijas a partir de una célula madre en células animales?
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¿Cuál es la estructura básica de un monómero de actina?
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¿Qué propiedad tienen los filamentos de actina observados bajo microscopía electrónica?
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¿Qué caracteriza a los microfilamentos en su estructura?
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¿Qué función tiene el ATP en la estructura de la actina?
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¿Cómo se distingue el extremo (–) del extremo (+) en un filamento de actina?
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¿Cómo contribuyen los microfilamentos a la contracción celular en las células musculares?
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¿Cuál es la disposición de las subunidades en un filamento de F-actina?
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¿Cuál es la función de las proteínas de unión a actina en relación con los microfilamentos?
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¿Qué permite la señalización celular en el contexto del citoesqueleto?
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¿Qué característica tiene la hendidura del monómero de actina?
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¿Cuál es una propiedad notable de la actina en cada célula?
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¿Qué subunidades se añaden preferentemente al extremo (+) durante el proceso de polimerización?
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¿Qué función cumple el citoesqueleto en la señalización celular?
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¿Cuál es el diámetro alternante de los filamentos de actina en función de su estructura?
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¿Qué indica la presencia de actina polarizada en los filamentos?
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¿Cuál es la interacción entre la actina y las proteínas de entrecruzamiento?
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Study Notes
La Timosina-β4
- La timosina-β4 se une a la ATP-actina, inhibiendo la adición de monómeros de actina hasta alcanzar el equilibrio entre los extremos de los filamentos y los monómeros.
- Esta proteína proporciona un reservorio de actina para la polimerización.
- Las células suelen tener una reserva abundante de G-actina, que puede llegar a representar hasta la mitad de la actina de la célula.
- La concentración celular puede ser de 100 a 400 mM, lo que implica que puede haber entre 50 y 200 mM de actina despolimerizada en las células.
- La concentración crítica in vitro es de alrededor de 0,2 mM, sin embargo, la timosina-β4 ayuda a regular este proceso de polimerización al secuestrar la G-actina.
Proteínas Taponadoras de Filamentos
- Por debajo de la concentración crítica (Cc), no se forman filamentos; por encima de la Cc, sí se forman.
- Existen proteínas que se unen a los extremos de los filamentos, conocidas como proteínas taponadoras.
- Las proteínas taponadoras regulan la velocidad de adición o pérdida de subunidades en los filamentos, impidiendo la polimerización o despolimerización en esos puntos.
CapZ: Taponando el Extremo (+)
- La proteína CapZ, formada por dos subunidades, se une con alta afinidad al extremo (+) de un filamento de actina, inhibiendo la adición o pérdida de subunidades.
- La concentración celular de CapZ suele ser suficiente para taponar rápidamente cualquier extremo (+) recién formado.
Cofilina : Desensamblado del Extremo (-)
- La cofilina es una proteína que se une preferentemente a subunidades de ADP-actina en el extremo (-) del filamento, promoviendo la despolimerización.
- Esta proteína también se puede unir a filamentos de actina, desencadenando la fragmentación y el desensamblado.
Profilina: Promoviendo el Ensamblado del Extremo (+)
- Se une a la ADP-actina y cataliza el intercambio de ADP por ATP.
- Las subunidades de ATP-actina se agregan más rápidamente al extremo (+) que al extremo (-) de un filamento de actina.
- Esta preferencia por el extremo (+) se debe a que la profilina libera la ATP-actina a los extremos (+) de los filamentos.
Las Forminas: Ensamblando Filamentos no Ramificados
- La familia de proteínas forminas está presente en casi todas las células eucariotas.
- Tienen dos dominios adyacentes, denominados FH1 y FH2.
- Los dominios FH2 de dos monómeros de formina individuales se asocian para formar un complejo que puede nuclear la polimerización de actina.
- Este complejo une dos subunidades de actina y mantiene el extremo (+) del filamento naciente orientado hacia los dominios FH2.
Microfilamentos y estructuras de actina
- Los microfilamentos son estructuras celulares importantes que desempeñan un papel crucial en la forma y la motilidad celular, el movimiento de los orgánulos y procesos como la natación y el arrastre celular.
- Los microfilamentos están compuestos por la proteína actina, una proteína abundante y altamente conservada en las células eucariotas.
- En las células epiteliales, los microfilamentos forman una banda contráctil llamada cinturón adherente, que proporciona resistencia al tejido epitelial.
- En las células migratorias, los microfilamentos se encuentran en la parte delantera de la célula, formando una red en el borde conductor o lamelipodio, desde donde pueden extenderse haces de filamentos llamados filopodios.
- Muchas células tienen microfilamentos contráctiles llamados fibras de tensión que se unen al sustrato externo durante la migración celular.
- Las células especializadas, como los macrófagos, utilizan microfilamentos contráctiles para englobar e internalizar patógenos mediante fagocitosis.
- Los eventos cortos y dinámicos de ensamblaje de filamentos de actina pueden impulsar el movimiento de vesículas endocíticas desde la membrana plasmática.
- La miosina se une a filamentos de actina, no a microtúbulos ni a filamentos intermedios.
- La decoración con puntas de flecha, que se realiza utilizando la miosina S1, es una técnica que identifica de forma concluyente los filamentos de actina en micrografías electrónicas de células.
Polimerización de la actina in vitro
- La polimerización in vitro de monómeros de G-actina para formar filamentos de F-actina se puede controlar mediante viscometría, sedimentación, espectroscopia de fluorescencia o microscopía de fluorescencia.
- El aumento de la viscosidad de la solución, medido como una disminución de su velocidad de flujo en un viscómetro, indica la formación de filamentos de actina lo suficientemente largos para enredarse.
- La ultracentrifugación permite la sedimentación de F-actina, pero no de G-actina, proporcionando un método para analizar la polimerización.
- La espectroscopia de fluorescencia y la microscopía de fluorescencia permiten el seguimiento de la polimerización de la actina mediante el uso de G-actina marcada con un colorante fluorescente.
Proteínas reguladoras de la actina
- La tropomodulina es una proteína reguladora que inhibe el ensamblaje y desensamblaje de filamentos al unirse al extremo (–) de un filamento de actina.
- La tropomodulina es crucial para estabilizar los filamentos de actina durante períodos prolongados, como en los filamentos de actina cortos de la corteza del eritrocito y los filamentos de actina del músculo.
- La tropomodulina trabaja junto con la tropomiosina, una proteína de unión a actina, para estabilizar los filamentos de actina.
- La CapZ es una proteína de unión a actina que tapa los extremos (+) de los filamentos de actina, previniendo la adición de subunidades de actina.
- Otras proteínas pueden taponar los extremos (+) de los filamentos de actina, y también pueden seccionar los filamentos de actina.
- La gelsolina es una proteína regulada por la concentración de Ca2+ que se une al costado de un filamento de actina y se inserta entre las subunidades, rompiendo el filamento.
- La concentración crítica (Cc) es la concentración de G-actina por debajo de la cual no se formarán filamentos de actina.
- La ATP-G-actina se une mucho más rápido al extremo (+) que al extremo (–), lo que da como resultado una concentración crítica más baja en el extremo (+).
- En equilibrio, las subunidades de actina muestran intercambio rotatorio a través del filamento.
- El ATP se hidroliza a ADP y Pi en el filamento de actina, y el Pi se pierde lentamente, mientras que la ADP-actina se disocia del extremo (–).
- La longitud y la velocidad de intercambio de los filamentos de actina están reguladas por las proteínas de unión a actina.
Mecanismos de ensamblaje de los filamentos de actina
- La formación de un núcleo inicial de actina es el paso limitante de la velocidad en la polimerización de actina.
- Las proteínas de nucleación de actina, como las proteínas de la familia formina y el complejo Arp2/3, controlan la formación de estos núcleos, determinando dónde se ensamblan los filamentos de actina y qué tipos de estructuras se crean.
- Las forminas inducen el ensamblaje de filamentos de actina largos, mientras que el complejo Arp2/3 genera redes de filamentos ramificados.
- El dímero de dominios FH2 de las forminas se une a las dos subunidades terminales de un filamento de actina.
- El dímero FH2 se balancea entre las dos subunidades terminales, liberando una para permitir la adición de una nueva subunidad y luego uniéndose nuevamente a la subunidad recién añadida, permitiendo que el crecimiento del filamento continúe.
- El dominio FH1 de las forminas sirve como sitio de acoplamiento para la profilina-ATP-actina, promoviendo así la adición de monómeros de actina al extremo (+) del filamento en crecimiento.
Citoesqueleto: Microfilamentos
- Los filamentos son moléculas lineales que se ensamblan a partir de subunidades proteicas.
- Un tipo prominente de filamento es el microfilamento.
- Los microfilamentos están compuestos por actina, que es una proteína abundante y antigua en las células.
- La actina es una proteína globular que se ensambla en filamentos largos y delgados.
- Los filamentos de actina actúan como andamios y contribuyen al movimiento celular.
- Los microfilamentos son esenciales para el movimiento celular, el transporte de vesículas y la división celular.
- Los filamentos de actina se ensamblan en dos extremos diferentes, lo que da como resultado un filamento polar.
- Extremo (-): Este extremo es el extremo en crecimiento lento y se caracteriza por tener una hendidura de unión expuesta.
- Extremo (+): Este extremo es el extremo en crecimiento rápido y no tiene una hendidura de unión expuesta.
- Los filamentos de actina son flexibles y pueden curvarse, lo que les permite organizar diferentes estructuras celulares y permitir el movimiento.
- La actina se ensambla de manera reversible en filamentos, lo que le permite ensamblarse y desensamblarse según sea necesario.
Actina
- La actina es una proteína globular que se une al ATP y al Mg2+.
- La actina tiene dos lóbulos, cada uno con cuatro subdominios.
- Los subdominios de la actina son esenciales para la polimerización y la unión a otras proteínas.
- La actina es esencial para muchas funciones celulares, incluyendo la estructura, el movimiento y la señalización.
Citocinesis
- La citocinesis es el proceso de división del citoplasma celular.
- La citocinesis es impulsada por un anillo contráctil de actina y miosina que se ensambla alrededor del ecuador de la célula.
- El filamento de actina se ensambla en filamentos más largos por la adición de nuevas subunidades de actina en el extremo (+).
- La actina también participa en la segregación de los orgánulos durante la división celular.
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Description
Este cuestionario examina el papel de la timosina-β4 y las proteínas taponadoras en la regulación de la polimerización de la actina. Se abordarán conceptos sobre la concentración crítica y el almacenamiento de G-actina en las células. Ideal para estudiantes de biología celular que buscan profundizar su comprensión sobre las dinámicas del citoesqueleto.