Apunts biocel definitis 2023-2024 (Clàudia Esteve) PDF

20. MICROTÚBULS Estructures formades per tubulina, distribuïts de manera radial a la cèl·lula. Tenen una rigidesa més elevada que els filaments intermedis. FUNCIONS: - Posicionament dels orgànuls - Dirigir el transport vesicular, a través de proteïnes motores (polaritzats) - Estructura de cilis i f...

20. MICROTÚBULS Estructures formades per tubulina, distribuïts de manera radial a la cèl·lula. Tenen una rigidesa més elevada que els filaments intermedis. FUNCIONS: - Posicionament dels orgànuls - Dirigir el transport vesicular, a través de proteïnes motores (polaritzats) - Estructura de cilis i flagels - Estructura de centríols i corpuscles basals - Formar el fus mitòtic DROGUES QUE AFECTEN ALS MICROTÚBULS Toxines que afecten als filaments d’actina i als microtúbuls han permès analitzar la implicació d’aquests en diferents processos cel·lulars. Taxol (paclitaxel) -> impedeix la despolimerització (estabiltza), no permet formació del fus mitòtic (evita proliferació) - Base de molts fàrmacs quimioterapèutics FORMACIÓ DELS MICROTÚBULS Procés de síntesi o polimerització dels microtúbuls: 1. Formació d’un heterodímer amb els monòmers alfa i beta-tubulina - GTP unit a les dues subunitats, però només accessible i hidrolitzable a beta - Extrem beta +, extrem alfa 2. Formació d’un protofilament polaritzat per unions lineals d’heterodímers 3. Formació d’un microtúbul: unió cilíndrica de 13 protofilaments - Unió esbiaixada enforteix i aporta resistència Nucleació: inici de la polimerització Centres de nucleació: 7 proteïnes accessòries i 14 gamma-tubulines (2 per p. accessòria) - Unió de la primera tubulina amb la última proteïna accessòria per tenir 13 tubulines (biaix) - Extrem - dels microtúbuls -> unió de la subunitat alfa dels heterodímers 77 Centres organitzadors de microtúbuls (MTOC): centrosoma - Formats per un parell de centríols (9 triplets) envoltats per una matriu proteica - Al centre de la cèl·lula - Anells de gamma-tubulina a la matriu -> provoca disposició radial a la cèl·lula - Es duplica abans de la mitosi per formar el fus mitòtic i separar els cromosomes - C. Vegetals -> anells de gamma-tubulina a proteïnes SCAMP al nucli INESTABILITAT DINÀMICA Polimertizen i despolimeritzen molt ràpidament. Velocitat d’addició d’heterodímers és major a l’extrem + que Alternen períodes de creixement lent i ràpid trencament Despolimerització i polimerització 1. Unió de nous heterodímers amb GTP, formant casquet de GTP 2. Vhidròlisi>Vaddició -> pèrdua del casquet de GTP 3. Protofilament es torça (canvi comformacinal) i perd estabilitat - Despolimerització 100 vegades + ràpid amb GDP 4. Catàstrofe -> despolimerització molt ràpida 5. Si es recupera el casquet GTP -> ràpida polimerització Intercanvi rotatori: es van unint heterodímers GTP i desunint els GDP, renovant així els dímers. PROTEÏNES ACCESSÒRIES DE MICROTÚBULS (MAPS) Són bàsiques i s’uneixen a aa àcids (no totes) -> fosforilació fa que adquireixen càrrega negativa i no puguin unir-s’hi. Proteïnes de polimerització – despolimerització - EB1: s’uneix als extrems + i regula creixement i direccionalment - TIPs: s’associen a extrem + i poden unir-lo a estructures - Stathmina: segresta heterodímers i alenteix polimerització. Fosforilada afavoreix polimerització (molt expressada en tumors). - Kinesina-13 (catastrofina): desestabilitza curvant casquet de GTP - XMAP215: estabilitzen extrem i afavoreixen polimerització. Aporta nous dímers al 78 casquet de GTP, unint-se als laterals dels protofilaments. - Katanina: s’uneix al microtúbul i el trenca (katana) Proteïnes de control de l’organització (cross-link) Mantenen microtúbuls units a una determinada distància: - MAP2 -> + distància, - compacte - TAU -> - distància, + compacte - Plectina -> uneix amb filaments intermedis, pont entre components del citoesquelet - Augmina -> s’uneix al lateral i crea nova polimerització (ramifica), pot comportar la unió d’anells de gamma-tubulina Proteïnes motores: transporten orgànuls i vesícules - Dineïnes: moviment cap a l’extrem -, cap al centre de la cèl·lula, moviment centrípet. - Quinesines: moviment cap a l’extrem positiu +, cap a l’exterior de la cèl·lula, moviment centrífug. Dinàmica de transport Les proteïnes motores normalment són efectores de les Rab, i quan la GTPasa s’activa, s’uneixen a la vesícula o orgànul amb la seva cua retorçada (són citosòliques). Els caps motors s’uneixen a les subunitats beta dels filaments, i amb despesa d’ATP van movent-se cap a l’extrem determinat dels microtúbuls. Poden desactivar-se per fosforilació. Cèl·lules neuronals - axó: tots els microtúbuls tenen l’extrem - cap al centre - dendrita: ambdós extrems cap al centre 79 80 TIPUS D’ESTRUCTURES AMB MICROTÚBULS Microtúbuls citoplasmàtics Disposició radial i amb polaritat funcional gràcies al centrosoma (MTOC). Fus mitòtic Divisió del centrosoma en els dos extrems cel·lulars -> formació de microtúbuls que permet estirar els cromosomes cap als extrems de la cèl·lula (EB1 permet interaccionar amb cinetocor) Cilis i flagels Sota cada cili o flagel hi ha un corpuscle basal que organitza l’estructura. Estructura semblant als centríols -> 9 triplets de microtúbuls amb un doblet central - Axonema (a partir de MP, recobert de membrana) -> 9 doblets de microtúbuls amb doblet central Cilis -> moviment a la via aèria per netejar, necessiten estar hidratats per funcionar - Fibrosi quística: falta de fenilalanina 508 provoca falta d’hidratació, canal de Cl- CCTR no funciona i no envia clor a l’exterior Proteïnes que mantenen l’estructura Nexina -> manté units els microtúbuls Dineïna -> proteïna motora que permet el moviment dels cilis i flagels (doblega els microtúbuls perquè no pot lliscar, ja que estan units per la nexina) Cili primari -> el tenen gairebé totes les cèl·lules per fer de sensor, permet regular funcions cel·lulars i la transmissió de senyals 81 82