Lección 5: Movimiento Celular (PDF)

Fundamentos de Biología. Lección 5.- Movimiento celular. Citoesqueleto: Movimiento de cilios y flagelos. Matriz extracelular. https://www.greelane.com/es/ciencia-tecnolog%C3%ADa-matem%C3%A1ticas/ciencia/microtubules-373545/ ...

Fundamentos de Biología. Lección 5.- Movimiento celular. Citoesqueleto: Movimiento de cilios y flagelos. Matriz extracelular. https://www.greelane.com/es/ciencia-tecnolog%C3%ADa-matem%C3%A1ticas/ciencia/microtubules-373545/  Fundamentos de Biología. Consiste en una malla tridimensional de filamentos proteicos cuyas principales funciones son: * proporcionar el SOPORTE ESTRUCTURAL para la membrana plasmática *proporcionar el MEDIO PARA EL MOVIMIENTO INTRACELULAR de orgánulos y otros componentes del citosol *proporcionar el SOPORTE para las estructuras celulares móviles especializadas, responsables de la propiedad contráctil de las células en tejidos especializados https://es.wikipedia.org/wiki/Citoesqueleto#/media/Archivo:FluorescentCells.jpg  Fundamentos de Biología. En el esqueleto hay tres componentes fundamentales que se hallan conectados entre sí: Filamentos delgados (microfilamentos): tienen un diámetro de unos 5 a 7 nm. Están formadas por una proteína globular llamada ACTINA Intervienen en: * la contracción muscular, al asociarse a filamentos de MIOSINA y otras proteínas. *la formación de pseudópodos en protozoos *el refuerzo de la membrana plasmática, formando justo por debajo de la misma una densa red de filamentos conocida como CORTEX CELULAR *la citocinesis de células animales, formando un anillo contráctil que divide la célula en dos. Filamentos intermedios Proteínas fibrosas (desmina, nestina, queratina). Presentan un diámetro de 10 nm intermedio entre los microfilamentos y los microtúbulos. Su principal función es la de brindar sostén estructural a la célula, ya que su gran resistencia tensil es importante para proteger a las células contra las presiones y las tensiones. Microtúbulos Son las fibra de mayor diámetro del citoesqueleto (20-25nm). Intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de vesículas de secreción, movimiento de orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis), ya que forman el huso mitótico. Además, constituyen la estructura interna de los cilios y los flagelos. Están formados por la polimerización de un dímero de dos proteínas globulares, la alfa Molecular Probes®. y la beta tubulina. Son más flexibles pero más duros que la actina.  Fundamentos de Biología. Entre las principales funciones de los microtúbulos se encuentran: * brindan rigidez y conservan la forma celular * regulan el movimiento intracelular de orgánulos y vesículas * contribuyen a formar los compartimentos intracelulares. * constituyen el huso mitótico, responsable de organizar el movimiento de los cromosomas durante la división celular. *distribuyen el retículo endoplásmico y aparato de Golgi en los lugares apropiados *son los elementos estructurales y generadores del movimiento de cilios y flagelos http://www.quo.es/ciencia/salud/autoreparacion_celular  Fundamentos de Biología.. El CENTROSOMA, CITOCENTRO O CENTRO CELULAR es exclusivo de células animales. Está próximo al núcleo y es considerado como un centro organizador de microtúbulos. A menudo está rodeado por el aparato de Golgi. La estructura consta de una zona interior donde aparece el DIPLOSOMA, formado por dos CENTRÍOLOS, y los dos centriolos de cada diplosoma se disponen entre sí con sus ejes longitudinales en ángulo recto, sin que se sepa muy bien el significado de esta disposición. Este diplosoma está inmerso en un MATERIAL PERICENTRIOLAR ( formado por proteinas, más de 100 diferentes) que es el centro organizador de microtúbulos. http://biologia1bch.blogspot.com/2011/10/el-centrosoma.html  Fundamentos de Biología. Cada centriolo consta de nueve tripletes de microtúbulos dispuestos en forma cilíndrica. Este cilindro se mantiene gracias a unas proteínas que unen los tripletes. Esquema de la organización de los dímeros de tubulina en un protofilamento que forma parte de un microtúbulo. Cada microtúbulo consta de 13 protofilamentos. Nótese que la α- tubulina está orientada hacia el extremo menos y la β- tubulina hacia el extremo más. Los centriolos son estructuras microtubulares altamente especializadas, y el centriolo actúa como el centro organizador del crecimiento de los microtúbulos del citoesqueleto que se irradian a partir del mismo mediante una disposición estrellada llamada áster. https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/7-microtubulos-a.php De él se derivan estructuras de movimiento como cilios y flagelos y forma el huso acromático o mitótico que facilita la separación de las cromátidas en la mitosis. https://www.docsity.com/pt/microtubulos-alfa-e-beta-tubulina/5378921/ Fundamentos de Biología.  Fundamentos de Biología. https://slideplayer.es/slide/2909152/ http://www.uco.es/organiza/departamentos/anatomia-y-anat-patologica/libro/cilio.htm  Fundamentos de Biología. En el material pericentriolar hay numerosas moléculas entre las que se encuentra la γ- tubulina, las cuales forman unos anillos denominados anillos de γ-tubulina. Estos anillos actúan como molde y lugar de nucleación y anclaje de nuevos microtúbulos. Las células vegetales, al carecer de centriolos, no forman centrosomas típicos como en las células animales, pero sí anillos de γ-tubulina dispersos por el citoplasma o asociados a la envuelta nuclear. El sistema de microtúbulos de las células animales se forma principalmente a partir del centrosoma, que contiene un par de centriolos dispuestos perpendicularmente rodeados por el material o matriz pericentriolar. En ella se encuentran los anillos de γ-tubulina a partir de los cuales polimerizan los microtúbulos. https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/7-microtubulos-a.php  Fundamentos de Biología. Tanto cilios como flagelos son proyecciones móviles de las células. Se trata de estructuras diseñadas para permitir el desplazamiento de la propia célula (ej. los espermatozoides) o para movilizar sustancias alrededor de la misma (ej. moco, partículas de polvo, etc.). Los cilios son cortos y abundantes, y los flagelos son alargados y escasos, aunque ambos tienen una estructura similar: http://www.innovaticias.com/ciencias/12880/bacterias-podrian-viajar-atmosfera-largas-distancias  Fundamentos de Biología. CILIOS Los cilios son expansiones celulares filiformes, de unos 0,25 µm de diámetro y unos 10 a 15 µm de longitud, que aparecen en las células animales y en algunos protozoos. Suelen disponerse densamente empaquetados, a modo de cesped, en las superficies libres de numerosas células, como las que forman los epitelios de los tractos respiratorios, de los conductos del aparato reproductor femenino de mamíferos o de las branquias de los peces. También aparecen en numerosos protozoos. Son estructuras que pueden moverse y su principal misión es la de desplazar fluidos, como ocurre con el mucus del tracto respiratorio, pero también empujan al óvulo a lo largo de las trompas de falopio hasta el útero o mueven el agua alrededor de las branquias. Los organismos unicelulares los usan para moverse ellos mismos o para arremolinar el líquido que les rodea y así atraer alimento. El tipo de movimiento que realizan es de bateo, a modo de látigo, de manera sincronizada, produciendo una especie de ola que desplaza el fluido en una dirección paralela a la superficie de la célula. https://www.asturnatura.com/articulos/citosol-citoesqueleto/cilios-flagelos.php  Fundamentos de Biología. Protozoos ciliados Cilios del oido interno Cilios pulmonares https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3825696/mod_resource/content/0/Te%C3%B3ric https://www.monografias.com/trabajos31/protozoos/protozoos.shtml a%204%20SistemaRespiratorio.pdf  Fundamentos de Biología. FLAGELOS Los flagelos son similares a los cilios pero mucho más largos, con unas 150 µm de longitud, y un poco más gruesos. Su principal misión es desplazar a la célula. Son mucho menos numerosos que los cilios en las células que los poseen. Su movimiento también es diferente puesto que no desplazan el líquido en una dirección paralela a la superficie de la célula sino en una dirección paralela al propio eje longitudinal del flagelo. Los flagelos son frecuentes en células móviles como ciertos organismos unicelulares y gametos masculinos. Bacilo E. Coli Espermatozoides humanos Flagelos en el alga verde Chlamydomonas https://www.ruf.rice.edu/~bioslabs/studies/invertebrates/chlamydomonas.html https://www.microbiologybook.org/Spanish/chapter1.htm https://www.asturnatura.com/articulos/citosol-citoesqueleto/cilios-flagelos.php  Fundamentos de Biología. ESTRUCTURA DE CILIOS Y FLAGELOS EJE O AXONEMA, rodeado por la membrana plasmática, que tiene dos microtúbulos centrales y 9 pares de microtúbulos periféricos, orientados de forma paralela al eje principal del cilio o del flagelo. ZONA DE TRANSICIÓN, en ella desaparece el doblete central y en su lugar aparece la placa basal. CORPÚSCULO BASAL, situado justo por debajo de la membrana plasmática, presenta una estructura similar a la de los centriolos.  Fundamentos de Biología. Esta disposición se mantiene gracias a un entramado de conexiones proteicas internas. Al menos doce proteínas diferentes se han encontrado formando parte del axonema, las cuales están implicadas fundamentalmente en mantener la organización de los microtúbulos. Las parejas de microtúbulos externos están conectadas entre sí mediante una proteína denominada nexina. Los túbulos A de cada pareja están conectados por radios proteicos a un anillo central que encierra al par central de microtúbulos. En los microtúbulos externos aparece una proteína motora asociada llamada dineína que está implicada en el movimiento de cilios y flagelos. Sección del axonema. 1-doblete externo de microtúbulos, 2- doblete interno de microtúbulos, 3-dos brazos de dineína, uno interno y otro externo, 4-radio, 5-puente de nexina, 6- membrana plasmática. https://es.wikipedia.org/wiki/Axonema  Fundamentos de Biología. Los microtúbulos se originan por polimerización a partir de una estructura localizada en el citoplasma celular periférico denominada cuerpo basal. La estructura del cuerpo basal es similar a la de los centriolos, es decir, 9 tripletes de microtúbulos que se disponen formando una estructura cilíndrica. Carece del par central. En cada triplete sólo uno de los microtúbulos contiene una forma completa y los otros dos comparten protofilamentos. Entre el cuerpo basal y el axonema del cilio existe una zona de transición que posee sólo los 9 dobletes típicos del cilio pero no el par central. Éste se formará a partir de una estructura llamada placa basal, localizada entre la zona de transición y el doblete interno. La parte del cuerpo basal más próxima al interior celular se ancla al citoesqueleto mediante estructuras proteicas denominadas radios o raices ciliares. http://arablogs.catedu.es/blog.php?id_blog=907&id_articulo=110413  Fundamentos de Biología. El movimiento se produce por deslizamientos de unos microtúbulos sobre otros. Las proteínas nexinas y los radios proteicos son los que impiden que el flagelo se desorganice. El movimiento de los microtúbulos está producido por la dineína, un motor molecular, puesto que es donde se produce la hidrólisis de ATP y si se elimina el movimiento cesa, aún en presencia de ATP. La dineína se ancla con su zona globular al microtúbulo B y con la zona motora al microtúbulo A del par vecino. El proceso es similar al que se utiliza para el transporte de orgánulos en el citoplasma celular pero en este caso la carga que transporta es otro microtúbulo. Cuando la dineína se activa produce un desplazamiento de un par respecto al otro. Para permitir un movimiento eficiente se necesita una coordinación entre las dineína de los dobletes externos de microtúbulos. El control del movimiento parece depender de las concentraciones de calcio y permite a la célula variar el movimiento de estas estructuras. https://epidemiologiamolecular.com/citoesqueleto-microtubulos-cilios-flagelos/  Fundamentos de Biología. La matriz extracelular está formada por un conjunto de macromoléculas, que se localizan entre las células de un determinado tejido o en el lado externo de la membrana plasmática de cualquier célula, considerada aisladamente. Estos componentes son en general producidos por las mismas células o los aporta la corriente sanguínea. En ambos casos forman el medio donde las células sobreviven, se multiplican y desempeñan sus funciones. https://es.wikipedia.org/wiki/Matriz_extracelular#/media/Archivo:Peritoneo_arg6.JPG  Fundamentos de Biología. En los tejidos vegetales la pared celular se puede considerar, aunque no siempre hay acuerdo, como una matriz extracelular especializada con unas características muy diferentes a la de los tejidos animales. Su papel es crucial para dar rigidez a las células y por extensión a la planta. Es una barrera a la permeabilidad, protege frente a las agresiones de patógenos o mecánicas, entre otras funciones. https://www.ecured.cu/Pared_celular  Fundamentos de Biología. La matriz extracelular tiene múltiples funciones: * aporta propiedades mecánicas a los tejidos (dureza, resistencia, elasticidad) * mantiene la forma celular * permite la adhesión de las células para formar tejidos * sirve para la comunicación intercelular * forma sendas por las que se mueven las células * modula la diferenciación celular y la fisiología celular La cantidad, la composición y la disposición de la matriz extracelular depende del tipo de tejido considerado. Hay algunos como el epitelial y el nervioso que carecen o tienen muy poca matriz extracelular, mientras que en otros como el tejido conectivo es el elemento más importante en volumen. https://epidemiologiamolecular.com/matriz-extracelular/  Fundamentos de Biología. En esta imagen se presentan ejemplos de distintos tipos de matrices extracelulares teñidas con diferentes colorantes. Los asteriscos señalan la matriz extracelular. A) Cartílago hialino, B) Matriz ósea compacta, C) Conectivo denso regular (tendón), D) Conectivo gelatinoso del cordón umbilical, E) Paredes celulares del sistema vascular de un tallo de una planta, F) Células epiteliales. Obsérvese que prácticamente no hay sustancia intercelular, G) Imagen de microscopía electrónica del tejido nervioso donde prácticamente no existe matriz extracelular. https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/2-matriz_extracelular.php  Fundamentos de Biología. Las principales macromoléculas que componen la matriz extracelular son: colágeno que proporciona rigidez, elastina, que proporciona elasticidad (son las dos proteínas más abundantes), glucosaminoglucanos (hidratación), proteoglucanos y glucoproteínas. glicoproteínas que son altamente glicosiladas Glicoproteínas multifuncionales Los colágenos y el sistema elástico constituyen la arquitectura de la matriz extracelular. Esquema de las principales moléculas que aparecen en la matriz extracelular de un tejido conectivo. http://webs.uvigo.es/mmegias/5-celulas/2-matriz_extracelular.php Cada una desempeña funciones de manera integrada con las demás; esto hace que la matriz sea calificada como un verdadero complejo funcional. Todas ellas se encuentran en un medio acuoso junto con otras moléculas de menor tamaño, además de los iones. Es la cantidad y el tipo de cada una de estas macromoléculas lo que distingue a unas matrices extracelulares de otras.