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Citoesqueleto Univ. Anila Bordón  Q u é e s ? F o r m a d o p o r Armazón proteico Los filamentos intermedios, los filamentoso desplegado microtúbulos y los filamentos de por todo el citosol actina y un conjunto de proteinas...

Citoesqueleto Univ. Anila Bordón  Q u é e s ? F o r m a d o p o r Armazón proteico Los filamentos intermedios, los filamentoso desplegado microtúbulos y los filamentos de por todo el citosol actina y un conjunto de proteinas accesorias clasificadas como reguladoras, ligadoras y motoras.  Controlan el nacimiento, alargamiento, acortamiento Proteínas y la desaparición de los tres filamentos principales. reguladoras Sumando o restando monómeros a estos polímeros Proteínas Conectan a los filamentos entre si o con otros ligadoras componentes de la célula. Sirven para trasladar macromoléculas y organoides. Proteínas También hacen que dos filamentos contiguos y motoras paralelos entre sí se deslicen en direcciones opuestas, lo cual constituye la base de la motilidad, la contracción y los cambios de forma de la celula  F i l a m e n t o s Intermedios Filamentos de 10 nm de diámetro Su composición química es diversa. Por esta causa, aunque también por su morfología y su distribución en las distintas clases de células, se los agrupa en seis tipos, llamados: Laminofilamentos Filamentos de queratina Filamentos de vimentina Filamentos de desmina Filamentos gliales Neurofilamentos  Se trata de polímeros lineales cuyos monómeros son proteínas que presentan una estructura en hélice α Estructura fibrosa. Esto los diferencia de los microtúbulos y los filamentos de actina, que poseen monómeros globulares. Las proteínas fibrosas están integradas por una sucesión de secuencias idénticas de siete aminoácidos cada una, se combinan entre sí y forman dímeros lineales. Los dímeros al combinarse forman tetrámeros Los tetrámeros se conectan por sus extremos y dan lugar a estructuras cilíndricas alargadas llamadas protofilamentos. Los filamentos intermedios se forman con el concurso de cuatro pares de protofilamentos, los cuales se adosan por sus lados y componen una estructura fibrilar de lO nm de grosor  Los filamentos intermedios contribuyen al mantenimiento de la forma celular y establecen las posiciones de los organoides en el interior de la célula. Función Su función principal es de índole mecánica, de ahí que se encuentren mucho más desarrollados en las células sometidas a grandes tensiones. Forman una red continua tendida entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear, alrededor de la cual componen una malla filamentosa compacta Otra malla cubre la cara interna de la envoltura Ubicación nuclea, estos son los filamentos intermedios que no se encuentran en el citoplasma, sino en el interior del núcleo.  Tipos de Filamentos Intermedios Laminofilamentos Filamentos de queratina Únicos que no se ubican en el También llamados Tonofilamentos citoplasma Se encuentran en las células epiteliales, Malla delgada apoyada sobre la cara particularmente en la epidermis y sus interna de la envoltura nuclear, derivados (pelos, uñas, etc.), en las conocida como lámina nuclear. mucosas y en Poseen dominios fibrosos más largos las glándulas. Se asocian a los que los de los filamentos intermedios hemidesmosomas y a los desmosomas citosólicos y su ensamblaje genera Proteína ligadora: Filagrina una malla aplanada, no una red Sus monómeros se llaman: citoqueratinas tridimensional  Tipos de Filamentos Intermedios Filamentos de Vimentina Filamentos de Desmina Aspecto ondulado Se encuentran en el citoplasma de las Muy comunes en células embrionarias células musculares En el organismo desarrollado se Proteína ligadora: Sinamina encuentran en células de origen mesodérmico (fibroblastos, células endoteliales, células sanguineas) Proteína ligadora: plactina  Tipos de Filamentos Intermedios Neurofilamentos Filamentos Gliales Principal elemento estructural de las Se encuentran en el citosol de neurones, incluidos el axón y las los astrocitos y de algunas células de dendritas Schwann. Forma un enrejado tridimensional que Los oligodendrocitos no contienen convierte al axoplasma en un gel esta clase de filamentos intermedios. resistente y estructurado  M i c r o t ú b u l o s Filamentos de 25 nm de diámetro De aspecto tubular y rectilíneo En corte transversales: configuración anular con una pared de 6 nm de espesor y una luz central uniformemente clara  Clasificación de acuerdo a su ubicación Citoplasmáticos: presentes en la Ciliares: localizados en el eje de célula en interfase los Cilios Mitóticos: correspondientes a las Centriolares: pertenecientes a los fibras del huso mitótico cuerpos basales y los centriolos  IMPORTANTE: Son estables: mt ciliares y centriolares No son estables: mt citoplasmáticos y mitóticos (se polimerizan y despolimerizan muy rápido) Las proteínas accesorias de los microtubulos (reguladoras, ligadoras y motoras) reciben el nombre de MAP (por microtubule-associated proteins)  Los microtúbulos son polímeros compuestos por unidades t proteicas llamadas tubulinas, cuyas dos subunidades se denominan α tubulina y β tubulina, y son proteínas de tipo u globular b u Cada microtúbulo consta de 13 l protofilamentos i Uno de los extremos del microtúbulo n se llama más (+]; el otro, menos(-). Se debe a que por el extremo(+) el a microtúbulo se alarga y se acorta más rápidamente que por el extremo (-)  Microtúbulos citoplasmáticos Nacen en una estructura Centrosoma: contigua al núcleo llamada Se llama también centro centrosoma. Desde allí se organizador de los microtubulos extienden por todo el o MTOC citoplasma hasta arribar a la Está compuesto por un par de membrana plasmática, en la centríolos o diplosoma y una que se fijan sustancia aparentemente amorfa que los circunda, la matriz centrosómica. Esta matriz contiene una red de fibras muy delgadas y un complejo de proteínas reguladoras denominadas γ-tubulinas. Los microtúbulos se desarrollan a partir de la matriz centrosómica. Para ello, unas pocas tubulinas (provenientes del depósito de tubulinas libres que se encuentran en el citosol) concurren a ]a matriz centrosómica y se polimerizan. Se forma por influencia del complejo proteico de γ-tubulinas, que promueve el ensamblaje de las primeras 13 tubulinas del extremo (-)  El complejo de y-tubulinas se comporta como un capuchón que bloquea el crecimiento y el acortamiento del microtúbulo por su extremo (-): Cuando las tubulinas se despolimerizan de los microtúbulos, pasan a formar parte del depósito de tubulinas libres del citosol. Inicialmente cada tubulina contiene un GDP en su subunidad β. que no tarda en intercambiarse por un GTP en el citosol Las tubulinas con GTP son atraídas por los extremos (+) de los microtúbulos y se unen. La polimenzación hace que el GTP de las tubulinas se hidrolice en GDP y fosfato. Las tubulinas con GDP tienden a despolimerizarse del extremo [ +] Esto no ocurre debido a que las tubuhnas recién incorporadas demoran un tiempo en hidrolizar sus GTP y forman un capuchón de tubulinas-GTP en el extremo del microtúbulo  Inestabilidad dinámica: Cuando un microtúbulo alcanza la longitud deseada, para mantenerla debería alternar breves períodos de polimerización con otros de despolimerización. La despolimerización de los mt es mucho mas rápida que la polimerización. Por esto se llama a los procesos: Polimerización: salvamento Despolimerización: catástrofe  Proteína Detiene el crecimiento de los microtúbulos y lleva Catastrofina reguladora a su despolimerización tras la pérdida del capuchón de tubulinas-GTP Utilizado para el tratamiento de la gota, se une a Colchicina y Droga las tubulinas e impide su polimerización, lo que colcemid lleva -al no formarse el capuchón- a la desaparición de los microtúbulos  T r a n s p o r t e Para el transporte de organelos y vesículas se requiere de proteínas motoras que según su dirección de desplazamiento son: Quinesina/cinesina: extremo + Dineína (citoplasmática): extremo – En la membrana de los organoides y vesículas a ser transportadas encontramos proteínas transmembranosas: Quinectina: asociada a la quinesina Dinactina: asociada a la dineína  Datos: Las proteínas motoras consumen ATP La quinesina se desplaza unos 8 nm por cada ATP Las neuronas contienen otra proteína motora ligada a los microtubulos: DINAMINA, posee actividad GTPasa. Además, en todos los tipos celulares la dinamina provoca el desprendimiento de las vesículas transportadoras que se generan mediante cubiertas de clatrina  Neurona: Los mt se hallan en el cuerpo, dendritas y axón. El crecimiento del axón depende del alargamiento de sus mt. Durante ese alargamiento, a la altura del cono de crecimiento del axón, se ha descubierto entre los microtúbulos a la DINAMINA. Provoca el deslizamiento de algunos mt sobre otros, lo que sería necesario para el proceso de avance del cono por la matriz extracelular Tau: MAP reguladora que inhibe la despolimerización. Ejerce también una función ligadora, ya que establece puentes entre los mt contiguos y les confiere estabilidad. Otras MAP ligadora: llamadas MAP1 y MAP2, crean puentes similares entre los mt neuronales.  Microtúbulos citoplasmáticos La célula en mitosis y en meiosis posee dos centrosomas en lugar de uno; y los microtúbulos citoplasmáticos que se observan en la interfase son reemplazados por los microtúbulos mitóticos, llamados también “fibras del huso mitótico” Vinblastina y Drogas Solo para fibras del huso. Se une a las tubulinas e Vincristina impide su polimerización (como la colchicina) Para tratar el cáncer, impide la despolimerización Taxol Droga de las fibras del huso e induce su crecimiento descontrolado, incompatible con la división celular  Microtúbulos ciliares Apéndices delgados. Los de mayor longitud se llaman flagelos. Matriz ciliar envuelta por una prolongación de la membrana plasmática Diámetro: 0,25 μm Axonema: Eje longitudinal del cilio. Cuerpo basal o cinetosoma: estructura idéntica al centriolo. De aquí nace el cilio  Movimiento ciliar: El movimiento ciliar puede ser pendular, unciforme, infundibuliforme u ondulante. El movimiento es producido por el axonema  A x o n e m a Configuración: 9+2 En la parte periférica de esta estructura se observan nueve pares de mt, los cuales forman un círculo, y en la parte central, dos microtúbulos más. Se dice "9 + 2" porque los dos microtúbulos de cada par periférico están firmemente unidos entre sí (forman un doblete) y los del par central están separados (singletes)  Protofilamentos Uno de los microtúbulos de cada par periférico, identificado con la letra A, es completo, es decir, posee 13 protofilamentos. El otro, llamado B, es incompleto, pues posee 10 u 11 protofilamentos  El axonema contiene proteínas ligadoras y proteínas motoras Proteínas ligadoras: Nexinas: unen el microtúbulo A de un doblete con el microtúbulo B del doblete vecino. (5) Vaina interna: rodea a los microtúbulos centrales. (2) Proteínas radiales: unen a los microtúbulos A con la vaina. (4) Proteínas motoras: Dineína ciliar: se denominan brazos internos y externos. Establecen uniones intermitentes con el microtúbulo B del doblete vecino. (3)  C u e r p o B a s a l Se localiza por debajo de la membrana plasmática, a la altura de la raíz del cilio. Existen tantos cuerpos basales como cilios. Miden 0,2 μm de diámetro por 0,4 μm de largo  El microtúbulo A es completo, pues posee 13 protofilamentos; en cambio, los microtúbulos B y C son incompletos, ya que contienen 11 protofilamentos cada uno = 13x11x11 Configuracion: 3x0 Proteínas ligadoras: Fibras cortas: enlazan el microtúbulo A de un triplete con el microtúbulo C del triplete vecino. Fibras largas: unen a los tripletes de forma semejante a los rayos de una rueda M i c r o f i l a m e n t o s Filamentos de actina Filamentos de 8 nm de diámetro En base a su distribución se Los monómeros se encuentran clasifican en: libres en el citosol, donde forman Corticales: debajo de la un depósito al que la célula membrana plasmática. recurre cuando los necesita. Transcelulares: atraviesan el citoplasma. Cada monómero se halla asociado a un ADP o a un ATP Su estructura terciaria es globular, de ahí el nombre de actina G.  Poseen un extremo + y uno - El inicio: De Robertis Hijo: comienza a formarse a partir de un núcleo de tres monómeros de actina G que se combinan entre sí, en cualquier punto del citosol donde la construcción de filamentos de actina sea necesaria. (A esta versión le haremos caso) De Robertis Padre: comienza a formarse a partir de la proteína reguladora Formina, a partir del núcleo de 2 monómeros. (No le haremos caso. Solo les pongo por si el nombre Formina aparece en un test)  Celulas conectivas Celulas epiteliales Prevalecen en mayor cantidad los Prevalecen los microfilamentos microfilamentos transcelulares corticales La profe lo llama “antagonista” Profilina Proteína  De ella depende la polimerización. reguladora  Induce la hidrólisis de los ATP en los monómeros ya polimerizados. Timosina Proteina Inhibe el nucleamiento del trímero inicial de reguladora actinas G y su polimerización en el filamento en crecimiento ADF (Cofilina) Proteína Se une al filamento de actina y lo despolimeriza reguladora progresivamente. Citocalasina B droga Provoca la despolimerización de los filamentos de actina debido a que se une a sus dos extremos y bloquea su crecimiento, con lo que se pierden de los capuchones de actinas con ATP  Células epiteliales Proteínas que fijan a los mf corticales entre sí y a la membrana Frodrina Proteína ligadora Une los mf entre sí y a la membrana Anquirina Proteína ligadora Conecta a la fodrina con las proteínas integrales de la membrana  T r a n s p o r t e Para el transporte de organelos y vesículas se requiere de proteínas motoras: Miosina I: de deslizan hacia el extremo +. Tiene una ATPasa dependiende de Ca+2. se desplaza aproximadamente 10 nm por cada ATP que consume. Miosina V: "camina" sobre elfilamento de actina. y cada "paso" que da la hace avanzar unos 37 nm  Células conectivas Aquí los filamentos de actina arman una especie de andamio que incrementa la viscosidad del citosol. En la construcción del andamio interfieren (además de la profilina): Filamina o ABP Proteína ligadora une a los filamentos de actina entre sí. Entrecruza los filamentos en redes ortogonales. Gelsolina Prot. dependiente fragmenta a los filamentos de de Ca+ actina  M i g r a c i ó n Celular La célula migratoria adquiere un aspecto poligonal. Luego, a consecuencia de modificaciones en los filamentos de actina corticales, en el extremo de la célula correspondiente al futuro movimiento se forman varias láminas citoplasmáticas horizontales llamadas LAMELIPODIOS, de cuyos bordes libres nacen prolongaciones digitiformes denominadas FILOPODIOS Miosina II Para el movimiento de lamelipodios. Hacen deslizar a los filamentos de actina en direcciones opuestas Miosina I Conecta los microfilamentos mas periféricos a la membrana del filipodio Fimbrina Une los microfilamentos  Los desplazamientos celulares son guiados: Haptotaxis: migración guiada por células no solubles en el medio extracelular. Quimiotaxis: migración guiada por moléculas solubles emitidas por otras células Quimiorrepulsión: fenómeno opuesto a la quimiotaxis. Dada por la proteína SEMAFORINA. El avance de los axones también es un ejemplo de motilidad: para el alargamiento presenta una zona especializada en el axón llamada “cono de crecimiento” que posee Miosina V M i c r o v e ll o s i d a d e s Son proyecciones citoplasmáticas nacidas de la superficie celular, rodeadas por membrana plasmática. Diámetro: 0,08 μm y Longitud promedio:1 μm Constituido por una matriz que contiene 20 a 30 filamentos de actina paralelos Extremos(-) en la raíz y extremos(+) en la punta de la microvellosidad La punta de la microvellosidad está ocupada por un fluido citosólico amorfo Villina y Fimbrina Une los microfilamentos entre sí Miosina I Une los microfilamentos a la membrana. Se desconoce la función motora Espectrina Conecta los microfilamentos corticales entre sí y con la membrana  C o n t r a c t i l i d a d Muscular La miofibrilla está compuesta por una sucesión lineal de unidades contráctiles denominadas sarcómeros ,de 2,2 μm de longitud y un ancho equivalente al de la miofibrilla, de 1 a 2 μm. Con el microscopio electrónico se observa: una estructura electrodensa, el DISCO Z, en medio de las bandas I Una región menos electrodensa, la BANDA I (por isotrópica) las bandas I se alternan con otras más densas, las BANDAS A (por anisotrópica) en la parte media se distingue una zona de menor densidad: la BANDA H, dividida a su vez por la LÍNEA M, más densa que la H.  Datos: La miosina que encontramos es Miosina II La flexión es controlada por las proteínas reguladoras tropomiosina, troponina I, troponina C y troponina T, las cuales se hallan junto a los filamentos de actina. Las tres troponinas forman un complejo que se mantiene unido gracias a la troponina T El aumento de Ca+2 en el citosol hace que el ion se una a la troponina C Alfa actinina Proteina ligadora Una la actina y la titina al disco Z Prot ligadora que Mantiene a la fibra de miosina II en su posición y tiene Titina va hasta la línea un segmento que se comporta como un resorte que M (centro) restablece la longitud de reposo de la célula durante la relajación muscular Nebulina Proteina gigante Determinar el largo del filamento de actina durante la miogéncsis y conferirle rigidez Desmina Filamento Une las miofibrillas por los lados. Evita la perdida de Intermedio alineamiento y conecta los mf de la periferia con distroglicanos y sarcoglicanos. Este complejo se une a la laminina de la lámina basal que rodea a la célula  “Nunca bajes tus metas, aumenta tus esfuerzos.” Nada es particularmente difícil si lo divides en pequeños trabajos.