Tema 7 Biología Celular - Resumen PDF

BIOLOGÍA CELULAR BLOQUE 2: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 7. Citoesqueleto y movimiento celular BLOQUE 2: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 1 Uni...

BIOLOGÍA CELULAR BLOQUE 2: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Unidad Didáctica 7. Citoesqueleto y movimiento celular BLOQUE 2: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 1 Unidad Didáctica 7 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. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 2 Unidad Didáctica 7  El citoesqueleto consiste en 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. Responsable de los movimientos de la célula: movimiento celular en conjunto, transporte interno de los orgánulos y otras estructuras (como los cromosomas mitóticos) a través del citoplasma. Es una estructura dinámica que se reorganiza continuamente 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, que se mantiene juntos y unidos a los orgánulos intracelulares y a la membrana plasmática mediante una serie de proteínas accesorias. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 3 Unidad Didáctica 7 Citoesqueleto Estructura y función de los filamentos de actina BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 4 Unidad Didáctica 7  La proteína citoesquelética más abundante en la mayoría de las células es la actina La actina polimeriza formando filamentos, también llamados microfilamentos. Se trata de fibras delgadas y flexibles de aproximadamente 7 nm de diámetro y hasta varios micrómetros de longitud. Se organizan en estructuras de orden superior, formando haces o redes tridimensionales con las propiedades de un gel semisólido. Se asocia a otras estructuras celulares, como la membrana plasmática. La interacción entre los filamentos de actina y con otras estructuras celulares se regulan mediante proteínas de unión a la actina. Los filamentos de actina abundan sobre todo debajo de la membrana plasmática, donde forman una red que proporciona soporte mecánico, determina la forma celular y permite el movimiento de la superficie celular. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 5 Unidad Didáctica 7  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 codificados por genes diferentes. Los mamíferos, por ejemplo, tienen 6 tipos de actina: 4 se expresan en distintos tipos de músculo (esquelético, cardíaco y liso) y 2 en el resto de células. Todas las actinas tienen una secuencia de aa. muy similar que se ha conservado evolutivamente. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 6 Unidad Didáctica 7  Ensamblaje y desensamblaje de los filamentos de actina Los monómeros de actina son proteínas globulares de 375 aa (43KDa) (actina globular G). Cada monómero interacciona cabeza con cola con otros monómeros para polimerizar y formar filamentos (actina filamentosa F). En los filamentos, cada monómero se encuentra girado 166º, por lo que los filamentos tienen apariencia de hélice de doble cadena. Los monómeros se encuentran orientados en la misma dirección, lo que otorga al filamento de cierta polaridad, que será determinante en su función. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 7 Unidad Didáctica 7  Ensamblaje y desensamblaje de los filamentos de actina En condiciones fisiológicas, los monómeros de actina se polimerizan para formar filamentos. El primer paso de la polimerización de actina (nucleación) es la formación de un acúmulo compuesto por 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 de 5 a 10 veces más rápido que el extremo (-), o puntiagudo. Los monómeros de actina se unen a ATP que se hidroliza tras el ensamblaje del filamento. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 8 Unidad Didáctica 7  Ensamblaje y desensamblaje de los filamentos de actina La actina unida al ATP se asocia con los extremos (+), protuberantes, del filamento de actina de crecimiento rápido. A continuación, se produce la hidrólisis del ATP a ADP dentro del filamento. Como la actina-ADP se disocia de los filamentos con más facilidad que la actina-ATP, los monómeros de actina unidos al ADP se disocian del extremo (-), o puntiagudo, mientras que los monómeros actina-ATP se añaden al extremo (+). Este fenómeno se denomina intercambio rotatorio o treadmilling, e ilustra el comportamiento dinámico de los filamentos de actina. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 9 Unidad Didáctica 7 El ensamblaje y desensamblaje de los filamentos de actina está regulado por proteínas de unión a la actina El paso limitante de la formación de los filamentos de actina es la nucleación, que requiere el alineamiento correcto de los tres primeros monómeros de actina para permitir su posterior polimerización. Este proceso es facilitado por la formina, una proteína de unión de la actina. Cada subunidad del dímero de formina se une a un monómero de actina, y estos monómeros se mantienen en la conformación correcta para permitir la unión del tercer monómero, seguida de una rápida polimerización durante la cual, la formina sigue unida al extremo protuberante. Las forminas están asociadas a la profilina, que estimulan el intercambio de ADP unido por ATP en los monómeros de actina. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 10 Unidad Didáctica 7 El ensamblaje y desensamblaje de los filamentos de actina está regulado por proteínas de unión a la actina Las proteínas Arp2/3 inician el crecimiento de filamentos de actina ramificados, que 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. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 11 Unidad Didáctica 7  El ensamblaje y desensamblaje de los filamentos de actina está regulado por proteínas de unión a la actina Muchos filamentos de actina son relativamente estables debido a proteínas de caperuza que se unen a sus extremos y a proteínas de estabilización de filamentos, como los miembros de la familia de las tropomiosinas. Las tropomiosinas son proteínas fibrosas de 30-36 kDa que se unen en sentido longitudinal a lo largo de los surcos del filamento de actina. Hay más de 40 proteínas de tropomiosina diferentes codificadas por splicing alternativo por únicamente 4 genes. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 12 Unidad Didáctica 7  El ensamblaje y desensamblaje de los filamentos de actina está regulado por proteínas de unión a la actina Otras proteínas de unión a la actina, remodelan o modifican, en lugar de estabilizar los filamentos existentes. Las cofilinas, por ejemplo, cortan los filamentos de actina, generando así nuevos extremos de los filamentos que son accesibles para la despolarización de sus extremos puntiagudos o crecimiento por añadido de nuevos monómeros de actina en sus extremos protuberantes. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 13 Unidad Didáctica 7 Organización de los filamentos de actina Los filamento de actina se En las redes, los filamentos de actina se unen por ensamblan en dos tipos generales de puentes cruzados con una disposición ortogonal estructura denominados haces de más holgada, formando mallas tridimensionales actina y redes de actina. con las propiedades de los geles semisólidos. En los haces, los filamentos de actina Las proteínas de unión a la actina relacionada se unen por puentes cruzados y se con los puentes cruzados, tienen al menos dos disponen en estructuras paralelas dominios de unión a la actina, lo que le permite estrechamente agrupadas. fijar y entrecruzar dos filamentos de actina diferentes. La naturaleza de la asociación viene determina por el tamaño y las formas de las proteínas de entrecruzamiento. Haz: pequeñas y rígidas que alinean los filamentos estrechamente unos con otros. Red: más largas y flexibles y pueden establecer puentes de unión entre filamentos perpendiculares. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 14 Unidad Didáctica 7  Existen dos tipos de haces de actina distintos tanto estructural como funcionalmente Haz paralelo: 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 protuberans adyacentes a la membrana plasmática. La fimbrina es una de las proteínas formadoras de haces. Se trata de una proteína de 68kDa con dos dominios adyacentes de unión a la actina. Se une a los filamentos en forma de monómero, manteniendo unidos los dos filamentos paralelos. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 15 Unidad Didáctica 7  Existen dos tipos de haces de actina distintos tanto estructural como funcionalmente Haz contráctil: Sus filamentos están más espaciados y son capaces de contraerse. La -actinina es la proteína de entrecruzamiento en este tipo de haces. Se une a los filamentos de actina como un dímero, siendo cada una de las subunidades una proteína de 102 kDa que contiene un único sitio de unión a la actina. Los filamentos entrelazados por la -actinina se encuentran separados por una distancia mucho mayor que aquellos unidos por la fimbrina (40 nm de separación frente 14 nm). BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 16 Unidad Didáctica 7  En las redes los filamentos de actina se mantienen unidos mediante proteínas de unión a la actina de gran tamaño como la filamina La filamina se fija a la actina como un dímero de dos subunidades de 280 kDa. Los dominios de unión a la actina (ABD) y los dominios de dimerización se encuentran en extremos opuestos de cada subunidad. El dímero de filamina es una molécula flexible en forma de V, con los ABD en los extremos de cada brazo. Forma puentes cruzados entre filamentos de actina ortogonales, creando una malla tridimensional holgada, subyacente a la membrana plasmática que proporciona soporte estructural a la superficie de la célula. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 17 Unidad Didáctica 7  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 principal proteína que proporciona la base de estructural del citoesqueleto cortical es la proteína de unión a la actina, espectrina, relacionada con la filamina. La espectrina es un tetrámero constituido por dos cadenas polipeptífdicas diferentes, denominadas  y , con un peso molecular de 240 y 220 kDa respectivamente. Las cadenas  y  se unen para formar tetrámeros con dos ABD separados aproximadamente por 200 nm. Los extremos de los tetrámeros de espectrina se asocian con filamentos cortos de actina, dando como resultado una red espectrina-actina que forma el citoesqueleto cortical de los eritrocitos. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 18 Unidad Didáctica 7  La red de filamentos de actina y de proteínas asociadas subyacente a la membrana plasmática recibe el nombre de córtex celular La propia espectrina se puede unir a los fosfolípidos de la membrana. Pero el principal nexo de unión entre la red espectrina-actina del citoesqueleto cortical lo proporciona la anquirina. La anquirina se une tanto a la espectrina como al dominio citoplásmico de una proteína transmembrana abundante denominada Banda 3 (intercambiador aniónico, presente en la mayoría de las membranas). Otro nexo adicional del dominio espectrina-actina con la membrana plasmática, la constituye la proteína 4.1, que reconoce las uniones espectrina-actina así como el dominio citoplásmico de la glicoforina (abundante en la membrana plasmática de los eritrocitos y cuyo papel fundamental es impedir que éstos se adhieran a otras células o a las paredes de los vasos sanguíneos). BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 19 Unidad Didáctica 7  La red de filamentos de actina y de proteínas asociadas subyacente a la membrana plasmática recibe el nombre de córtex celular La distrofina es otra proteína que une los filamentos de actina del citoesqueleto cortical a la membrana plasmática, pero es muy abundante en las células musculares. Las mutaciones del gen que codifica para la distrofina provocan distintos tipos de distrofias musculares (degradación progresiva del músculo esquelético): distrofia de Duchenne y distrofia de Becker. La distrofina forma dímeros que fijan los filamentos de actina a proteínas transmembrana de la membrana plasmática de la célula muscular. A su vez, las proteínas transmembrana fijan el citoesqueleto a la matriz extracelular, desempeñando un papel importante en mantener la estabilidad celular durante la contracción celular. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 20 Unidad Didáctica 7  Microvellosidades Extensiones digitiformes de la membrana plasmática, abundantes en la superficie de células implicadas en la absorción (células epiteliales del intestino). Estas microvellosidades forman una capa en la superficie apical de estas células, denominada borde en cepillo, que consta aproximadamente de un millar de microvellosidades por célula, y que aumenta la superficie útil de absorción entre 10-20 veces. Otras formas de microvellosidades especializadas las constituyen los estereocilios de las células auditivas, que son las responsables de la audición mediante la detección de las vibraciones sonoras. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 21 Unidad Didáctica 7  Microvellosidades BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 22 Unidad Didáctica 7  Estereocilios Las células sensoriales del oído interno, llamadas células ciliadas, son responsables de detectar el sonido y de ayudar a enviarlo cerebro. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 23 Unidad Didáctica 7  Las microvellosidades intestinales contienen haces paralelos de 20 a 30 filamentos de actina estrechamente agrupados Los filamentos de estos haces están entrelazados en parte por la fimbrina. Sin embrago, la proteína formadora de haces de actina más importante en microvellosidades de células intestinales es la villina, una proteína de 95 kDa únicamente presente en las microvellosidades de células muy especializadas (las que tapizan el intestino, tubos renales y uniones celulares). A lo largo de su estructura, los haces de actina de las microvellosidades se encuentran unidos a la membrana plasmática a través de brazos laterales constituidos por la proteína fijadora de calcio, calmodulina en asociación con la miosina I, que puede estar implicada en el movimiento de la membrana plasmática a lo largo del haz. En su base, los haces de actina se anclan a una región rica en espectrina del citoesqueleto cortical denominada red terminal, que entrelaza y estabiliza las microvellosidades. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 24 Unidad Didáctica 7  Protrusiones de la superficie celular y movimiento de las células A diferencia de las microvellosidades, muchas protuberancias celulares son estructuras transitorias que se forman en respuesta a estímulos ambientales e intervienen en el movimiento celular. Todos 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 retracción de todas estas estructuras durante el movimiento celular se basa en el ensamblaje y desensamblaje regulado de los filamentos de la célula. Los pseudópodos son extensiones de un ancho moderado, basados en filamentos de actina entrelazados en una red tridimensional, que son responsables de la fagocitosis. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 25 Unidad Didáctica 7  Protrusiones de la superficie celular y movimiento de las células Los lamelipodios son extensiones anchas, laminares, del borde apical de los fibroblastos, que de forma similar contienen una red de filamentos de actina. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 26 Unidad Didáctica 7  Protrusiones de la superficie celular y movimiento de las células Los filópodos son prolongaciones muy delgadas de la membrana plasmática, sustentada por haces de actina que se extienden desde los lamelipodios. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 27 Unidad Didáctica 7 El movimiento celular o la extensión de las largas prolongaciones de la célula se basan en una serie de movimientos coordinados En primer lugar, se deben extender protrusiones del tipo pseudópodos, lamelipodios o filópodos para formar el borde delantero de la célula. Estas extensiones deben fijarse al sustrato a través del cual se mueve la célula. El borde trasero de la célula ha de disociarse del sustrato y retraerse en el cuerpo celular. Todo este proceso requiere de la ramificación y polimerización de los filamentos de actina. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 28 Unidad Didáctica 7 Las células se mueven como respuesta a señales de otras células o del entorno La formación de protrusiones de la superficie celular en respuesta a estímulos externos está mediada por pequeña moléculas de unión al GTP de la familia Rho (Cdc42, Rho, Rac). Las señales que estimulan el movimiento celular activan receptores en la membrana plasmática, lo que conduce a la activación de miembros de la familia Rho, que promueven la polimerización de actina. Los miembros de la familia Rho, activan a los miembros de la familia WASP, que estimulan el complejo Arp2/3 e inician el crecimiento de filamentos de actina ramificados. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 29 Unidad Didáctica 7 Las células se mueven como respuesta a señales de otras células o del entorno Los miembros de la familia Rho activan también forminas, que extienden los filamentos ramificados iniciados por el complejo Arp2/3, e inician filamentos lineales. La cofilina, ejerce un papel importante en la remodelación de la red de filamentos de actina mediante la escisión de filamentos existentes y suministro de nuevos extremos protuberantes como soporte de la ramificación y el crecimiento de los filamentos. Los filamentos de actina en crecimiento empujan a la membrana plasmática y activan la formación de protrusiones en las superficies celulares. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 30 Unidad Didáctica 7 Citoesqueleto Motores de miosina BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 31 Unidad Didáctica 7  Los filamentos de actina, generalmente asociados con la miosina, son los responsables de muchos tipos de movimientos celulares. La miosina es el prototipo de motor molecular. Convierte la energía química en forma de ATP en energía mecánica que genera fuerza y movimiento. Las interacciones entre los filamentos de actina y la miosina intervienen en: La contracción muscular División celular Transporte de vesículas Transporte de orgánulos BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 32 Unidad Didáctica 7  Las células musculares están altamente especializadas en LA CONTRACCIÓN Existen tres tipos distintos de células musculares: esqueléticas (movimientos voluntarios), cardíacas (corazón), lisas (movimientos involuntarios de órganos como el estómago, intestino, útero, etc.) En el músculo esquelético y en el cardíaco, los elementos contráctiles del citoesqueleto aparecen en estructuras organizadas y complejas con un patrón de estriaciones transversales. Los músculos esqueléticos son haces de fibras musculares (células grandes de 50 m de diámetro y varios centímetros de longitud), formadas por la fusión de células individuales. La mayor parte del citoplasma está constituido por miofibrillas, haces cilíndricos de dos tipos de filamentos: filamentos gruesos de miosina (15 nm de diámtero), y filamentos delgados de actina (7 nm de diámetro). Cada miofibrilla se estructura a modo de una cadena de unidades contráctiles llamadas sarcómeros (responsables de la apariencia estriada de estas células). BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 33 Unidad Didáctica 7  Los sarcómeros constan de varias zonas diferenciadas Longitud de 2,3 m. Disco Z: representan los extremos del sarcómero. Dentro de cada sarcómero se alternan bandas oscuras (bandas A) y bandas claras (bandas I). Estas bandas se corresponden a la presencia o ausencia de filamentos de miosina: bandas I (filamentos de actina) y bandas A (filamentos gruesos consistentes de miosina). Los filamentos de actina y miosina se solapan en los extremos de la banda A, mientras que la región intermedia (Zona H) son solo filamentos de miosina. Los filamentos de actina se unen al disco Z por sus extremos protuberantes, que contiene la proteína de entrecruzamiento -actinina. Los filamentos de miosina se unen en la zona media del sarcómero (línea M). BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 34 Unidad Didáctica 7 El modelo del deslizamiento de los filamentos nos sirve para comprender la contracción muscular En la contracción muscular cada sarcómero se encoge, acercándose a los discos Z. La amplitud de la banda A no varía, pero las Bandas I y las Zonas H casi desaparecen por completo. Esto es así, porque los filamentos de actina y de miosina se deslizan uno sobre otro, de modo que los filamentos de actina ocupan la Banda A y la zona H. La contracción muscular se debe a la interacción entre los filamentos de actina y miosina que genera el movimiento relativo de uno sobre otro. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 35 Unidad Didáctica 7  La miosina II es el tipo de miosina presente en el músculo Proteína muy grande (500 kDa). Constituida por dos cadenas pesadas idénticas (200 kDa), que constan de una cabeza globular y una cola larga en -hélice. Dos pares de cadenas ligeras (20 kDa cada una): cadena ligera esencial (ELC) y cadena reguladora ligera (RLC). Las colas -hélice de dos cadenas pesadas se enrollan una alrededor de la otra en una estructura espiral enrollada para formar un dímero. Las dos cadenas ligeras se asocian con el cuello de cada región de cabeza. Miosina II BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 36 Unidad Didáctica 7  Los filamentos gruesos del músculo están formados por varios cientos de moléculas de miosina La miosina se dispone por interacciones entre sus colas, en una disposición paralela escalonada. Las cabezas globulares de la miosina interaccionan mediante puentes cruzados con la actina de os filamentos de actina. La orientación de los filamentos gruesos de miosina y los microfilamentos de actina se invierte a partir de la línea M, de modo que la orientación relativa de los filamentos de actina y miosina es la misma a ambos lados del sarcómero. La contracción procede del movimiento de los grupos de cabeza de miosina a lo largo del filamento de actina en la dirección del extremo protuberante. Este movimiento de contracción desliza los filamentos de actina desde ambos lados del sarcómero hacia la línea M. Titina – Nebulina: Aseguran la alineación correcta de los filamentos, dentro de un sarcomero. La titina es una molécula elástica enorme, se considera la proteína más grande conocida, compuesta por más de 25000 aminoácidos. Una única molécula de titina, se extiende desde un disco Z, a la Línea M. La titina, tiene 2 funciones: Primero, estabilizar la posición de los filamentos contráctiles y segundo, Su elasticidad retorna los músculos estirados a su longitud de reposo. La Nebulina por su parte es la encargada de alinear los filamentos de actina del sarcómero. Organización de los filamentos BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 37 Unidad Didáctica 7 gruesos de miosina  La actividad de la miosina como motor molecular requiere de moléculas de ATP El ciclo empieza con la miosina unida fuertemente a la actina (en ausencia de ATP). La unión de ATP (en los grupos cabeza) disocia el complejo miosina-actina ya que induce un cambio conformacional en la miosina. Este cambio afecta a la región del cuello de la miosina que une las cadenas ligeras que actúa como un brazo de palanca desplazando la cabeza de miosina aproximadamente 5 nm. La cabeza de miosina se vuelve a unir al filamento de actina en una nueva posición, produciéndose la liberación de Pi y ADP, de modo que la cabeza de miosina, adopta de nuevo la posición inicial, de este modo los filamentos de actina se desplazan hacia la línea M del sarcómero. Modelo para la actuación de la miosina BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 38 Unidad Didáctica 7  La contracción del músculo esquelético se produce por impulsos nerviosos que producen la liberación de Ca2+ Este Ca2+ se libera desde el retículo sarcoplásmico. El retículo sarcoplásmico es una red especializada de membranas internas, similar al RE, que almacena una elevada concentración de Ca2+. Esta liberación de incrementa la concentración de Ca2+ en el citosol en 100 veces. El aumento de la concentración de Ca2+ es la señal para la contracción muscular, interviniendo proteínas accesorias unidas a los filamentos de actina: la tropomiosina y troponina. Cada molécula de tropomiosina se une a la troponina, la cual es un complejo de tres polipéptidos: troponina I (inhibitorio), troponina C (de unión al Ca2+) y troponina T (de unión a la tropomiosina). A concentraciones bajas de Ca2+, el complejo de las troponinas con la tropomiosina bloquea la interacción de casi todas las actinas con los grupos globulares de la miosina. A concentraciones altas de Ca2+, la troponina C altera la disposición del complejo, permitiendo el acceso a las cabezas de miosina e incrementando el número de actinas accesibles. Asociación de la tropomiosina y la troponina a los filamentos de actina BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 39 Unidad Didáctica 7  Asociaciones contráctiles de actina y miosina en células no musculares. Los filamentos de actina en estos ensamblajes contráctiles se encuentran intercalados con filamentos bipolares de miosina II, constituidos por entre 10-20 moléculas de miosina II, los cuales producen la contracción deslizando los filamentos de actina unos sobre otros. Los filamentos actina/miosina no se encuentran formando sarcómeros. Asociaciones contráctiles en células no musculares BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 40 Unidad Didáctica 7 En células no musculares o en el musculo liso la contracción se regula por fosforilación de una de las cadenas ligeras de la miosina II (cadena ligera reguladora) La fosforilación de la cadena ligera reguladora tiene dos efectos: ✓ Promueve el ensamblaje de la miosina en filamentos. ✓ Aumentar la actividad catalítica de la miosina, permitiendo que la contracción tenga lugar. La enzima que cataliza la fosforilación se denomina quinasa de la cadena ligera de la miosina (MLCK), que está regulada por la asociación con la calmodulina, porteína de unión al Ca2+. El aumento del Ca2+ citosólico promueva la unión de la proteína y la quinasa correspondiente, lo que fosforila la cadena ligera reguladora de la miosina. Asociaciones contráctiles en células no musculares BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 41 Unidad Didáctica 7  Miosinas no convencionales Hay más de 20 tipos de miosinas en las células no musculares. No forman filamentos No participan en la contracción. Son los responsables de determinados movimientos celulares como es el transporte de vesículas de membrana, orgánulos y otras cargas. La miosina I: o De mucho menor tamaño que la mosina II (110 kDa) o Sus colas se unen a otras estructuras celulares (vesículas, orgánulos). o El movimiento de la miosina I a través del filamento de actina transporta la carga que lleva unida. Funciones de la miosina I: o Formación de los brazos laterales que unen el filamento de actina con la membrana plasmática de las microvellosidades. o Transporte de vesículas y orgánulos a través del filamento de actina. Miosina I o Movimiento de la membrana plasmática durante la fagocitosis o extensión de pseudópodos. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 42 Unidad Didáctica 7  Miosinas no convencionales Miosina V: Dímero con dos cabezas que transportan vesículas y otras cargas a través de los filamentos de actina (especialmente en las neuronas). BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 43 Unidad Didáctica 7 Citoesqueleto Microtúbulos BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 44 Unidad Didáctica 7 Los microtúbulos son el tercer componente principal del citoesqueleto celular Estructuras rígidas de unos 25 nm de diámetro Estructuras dinámicas Determinan la forma de las células Participa en el movimiento celular Transporte de orgánulos Separación de los cromosomas durante la mitosis BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 45 Unidad Didáctica 7  Estructura y organización dinámica de los microtúbulos Compuestos por un solo tipo de proteína globular: la tubilina. Dímero constituido por dos subunidades de 55 kDa: -tubilina y -tubulina. Estas subunidades son codificadas por familias génicas de unos 6 y 7 genes respectivamente. La -tubulina se encuentra específicamente en el centrosoma y juega un papel clave en el ensamblaje de los microtúbulos. Consiste, por lo general, en 13 protofilamentos lineales, constituidos por dímeros de tubulina, dispuestos en paralelo y Estructura de los microtúbulos orientados cabeza con cola, ensamblados alrededor de un núcleo hueco. La -tubilina y -tubulina se encuentran unidas a GTP y GDP respectivamente. Los microtúbulos son estructuras polares, con dos extremos diferenciados referidos como más y menos. Son estructuras muy dinámicas que pueden sufrir ciclos rápidos de ensamblaje y desensamblaje. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 46 Unidad Didáctica 7  Estructura y organización dinámica de los microtúbulos El GTP unido a la -tubulina, se hidroliza inmediatamente después de la polimerización. Esta hidrólisis debilita la afinidad de unión entre los dímeros de tubulina, que puede llevar a la disociación de la tubulina unida al GDP en los ‘extremos menos’ del microtúbulo. En consecuencia estos ‘extremos menos’ deben ser protegidos para evitar esta despolimerización, habitualmente por el anclaje de los Rol del GTP en la polimerización del microtúbulo ‘extremos menos’ al centro organizador de los microtúbulos o centrosoma. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 47 Unidad Didáctica 7  Estructura y organización dinámica de los microtúbulos En los microtúbulos estabilizados por los extremos ‘menos’ tiene lugar un comportamiento conocido como inestabilidad dinámica. Esta inestabilidad se debe a la hidrólisis de GTP unido a la -tubulina durante o justo después de la polimerización, lo que reduce su afinidad por las moléculas adyacentes. El crecimiento continuará mientras exista una concentración elevada de tubulina unida a GTP. De este modo, las moléculas nuevas de tubulina y GTP se unen más rápido de lo que el GTP es hidrolizado, por lo que se mantiene una caperuza de GTP en el extremo de crecimiento. Sin embargo, si el GTP se hidroliza más rápidamente de lo que se añaden las nuevas subunidades, la presencia de tubulina unida a GDP en el extremo del microtúbulo lleva al desensamblaje y al acortamiento. Los microtúbulos de esta forma, mantienen una vida media en la célula de varios minutos, dinamismo que es sumamente importante en el remodelado del citoesqueleto durante la mitosis. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 48 Unidad Didáctica 7 Estructura y organización dinámica de los microtúbulos BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 49 Unidad Didáctica 7  Las proteínas asociadas a los microtúbulos (MAP) regulan el comportamiento dinámico de los microtúbulos celulares Los extremos ‘menos’ de los microtúbulos se estabilizan mediante proteínas que evitan su despolimerización. El crecimiento o el acortamiento de los extremos ‘más’ de los microtúbulos está regulado por MAP que promueven la polimerización o la despolimerización de los dímeros de tubulina. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 50 Unidad Didáctica 7 Las proteínas asociadas a los microtúbulos (MAP) regulan el comportamiento dinámico de los microtúbulos celulares Polimerasas: se unen al extremo ‘más’ de los microtúbulos y multiplican su velocidad de crecimiento por 10, incorporando tubulina unida a GTP. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 51 Unidad Didáctica 7 Las proteínas asociadas a los microtúbulos (MAP) regulan el comportamiento dinámico de los microtúbulos celulares Despolimerasas: estimulan el acortamiento acelerando la disociación de la tubulina-GTP en el extremo ‘más’ de los microtúbulos. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 52 Unidad Didáctica 7 Las proteínas asociadas a los microtúbulos (MAP) regulan el comportamiento dinámico de los microtúbulos celulares CLASP: suprimen la catástrofe y promueven el rescate de los microtúbulos, mediante la detención de la desconstrucción y el reinicio de su ensamblaje. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 53 Unidad Didáctica 7 En las células animales la mayoría de los microtúbulos se extienden hacia fuera desde el centrosoma El centrosoma desempeña un papel fundamental como centro de organización de microtúbulos en la determinación de la distribución intracelular de microtúbulos en las células animales. Actúa como el lugar de inicio para el ensamblaje de microtúbulos. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 54 Unidad Didáctica 7  El papel del centrosoma es iniciar el crecimiento de los microtúbulos La proteína clave en el centrosoma es la -tubulina, que nuclea el ensamblaje de los microtúbulos. La -tubulina está asociada a 8 o más proteínas diferentes con una estructura en forma de anillo denominado complejo de anillo de -tubulina. Los centriolos son estructuras cilíndricas que contienen 9 tripletes de microtúbulos organizados alrededor de una estructura central en forma de rueda de carro. Es el material pericentriolar, y no los centriolos, los que contienen los complejos de Los centrosomas, en la mayoría de las células anillo de -tubulina, animales, están constituidos por un par de responsables de la nucleación centriolos, orientados perpendicularmente entre de los microtúbulos y de la Sitio de nucleación orientación de los mismos. sí, rodeados por un material pericentriolar amorfo. (complejo de anillo de -tubulina) BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 55 Unidad Didáctica 7  Centriolos La función de los centriolos es dirigir el ensamblaje de los microtúbulos, participando en la organización celular (posición del núcleo y disposición espacial de la célula), formación y función de flagelos y cilios (ciliogénesis) y división celular (mitosis y meiosis). Los defectos en la estructura o el número de centriolos en cada célula, pueden tener consecuencias considerables para la fisiología de un organismo, produciendo alteraciones en la respuesta al estrés durante la inflamación, infertilidad masculina, enfermedades neurodegenerativas y formación de tumores, entre otras. Los centriolos supernumerarios tienden a juntarse, llevando a la agrupación del centrosoma (“amplificación del centrosoma”, característico de las células cancerosas), alterando la polaridad celular y el desarrollo normal de la mitosis, lo que resulta en la aparición de tumores. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 56 Unidad Didáctica 7  Organización de los microtúbulos en las células Además del papel que juegan las proteínas asociadas a los microtúbulos (MAP), los residuos de -tubulina y -tubulina pueden sufrir modificaciones post-traduccionales: fosforilación, acetilación, palmitoilación, eliminación y adición posterior de tirosinas en el extremo carboxi- terminal, y adición de múltiples glutaminas o glicinas. Estas modificaciones influyen en el comportamiento de los microtúbulos, al aportar sitios de unión a MAP específicas. Las interacciones con las MAP permite que la célula estabilice sus microtúbulos en localizaciones concretas, y suponen un mecanismo importante para determinar la forma y la polaridad celular. Muchas MAP son específicas de determinados tipos celulares: MAP1, MAP2 y tau (todas específicas de neuronas) y MAP4 (presente en todos los tipos celulares) BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 57 Unidad Didáctica 7  La neurona constituye un ejemplo de célula polarizada Poseen dos extensiones, dendritas y axones. Los microtúbulos de las neuronas NO están anclados al centrosoma. Se liberan desde el centrosoma y sus extremos ‘más’ y ‘menos’ terminan en el citoplasma, estabilizado por proteínas caperuza. Los microtúbulos se organizan en función de distintos MAP en axones y en dendritas. En axones, los microtúbulos se orientan con sus extremos ‘más’ hacia el exterior y se asocian a proteínas tau. En las dendritas, los microtúbulos se orientan en ambas direcciones y se asocian a proteínas MAP2. Tanto tau como MAP2 son las proteínas responsables de la organización de los microtúbulos en axones y dendritas respectivamente. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 58 Unidad Didáctica 7 Citoesqueleto Motores microtubulares y movimiento BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 59 Unidad Didáctica 7  Los microtúbulos son responsables de los movimientos celulares Movimientos en los que están implicados los microtúbulos El movimiento es generado por procesos de Transporte intracelular polimerización y despolimerización de los Posicionamiento de las vesículas en a microtúbulos bajo la acción de proteínas motoras membrana y de los orgánulos que utilizan energía derivada de la hidrólisis de Separación de los cromosomas en la mitosis ATP para producir el movimiento. Batir de los cilios y flagelos Entre estas proteínas motoras destacan: las quinesinas y las dineínas. Las quinesinas y las dineínas se mueven a lo largo de los microtúbulos, y por lo general, en direcciones opuestas: dineínas hacia los extremos ’menos’ y las quinesinas, a los extremos ‘más’. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 60 Unidad Didáctica 7  Proteínas motoras microtubulares La quinesina I: 380 kDa. 2 cadenas pesadas (120 kDa cada una) y dos cadenas ligeras (64 kDa cada una). Las cadenas pesadas contiene regiones largas de -hélice que se enrollan una alrededor de la otra en una estructura de hélice enrollada. Los dominios de cabeza globular (amino-terminales) de las cadenas pesadas son los motores de la molécula: se unen tanto a los microtúbulos como al ATP, cuya hidrólisis proporciona la energía necesaria para el movimiento. La zona de la cola de la molécula está constituida por las cadenas ligeras unidas a los dominios carboxi-terminales de las cadenas pesadas. Esta región en la responsable de la unión a otros componentes celulares (vesículas y orgánulos) que se transportan a lo largo de los microtúbulos por la acción de los motores de quinesina. Se han descrito 45 quinesinas diferentes en humnanos. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 61 Unidad Didáctica 7  Proteínas motoras microtubulares Dineínas: Responsables del batido de los cilios. Las dineínas citoplásmicas son las responsables del movimiento de la mayor parte de la carga hacia los extremos menos de los microtúbulos. Proteína grande (2000 kDa), con 2 ó 3 cadenas pesadas (cada una de 500 kDa) en complejo con un número variable de cadenas ligeras e intermedias. Las cadenas pesadas forman dominios motores globulares de unión al ATP, que son responsable del movimiento a lo largo de los microtúbulos. La parte basal de la dineína se une a otras estructuras celulares (vesículas y orgánulos). Según se piensa, las dineínas y las quinesinas específicas también reconocen diferentes microtúbulos por modificaciones postraduccionales de la tubulina. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 62 Unidad Didáctica 7  Transporte de mercancías y organización intracelular https://youtu.be/z7paiArj9Gs La quinesina I y otros miembros de la familia de quinesinas dirigidos hacia el extremo ‘más’, transportan vesículas y orgánulos en dirección a los extremos ‘más’ de los microtúbulos que se extienden hacia la periferia celular- La dineína, y otros miembros de la familia de las dineínas dirigidos al extremo ‘menos’, transportan sus cargas en dirección a los extremos ‘menos’ de los microtúbulos, que se encuentran unidos en el centro de la célula. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 63 Unidad Didáctica 7  Cilios y flagelos Los cilios y flagelos son prolongaciones de la membrana plasmática constituidas por microtúbulos, responsables del movimiento de varios tipos de células eucariotas. En eucariotas, ambas estructuras son muy similares, cada una con un diámetro de 0,25 m. Varían en número (más abundantes los cilios) y longitud (los flagelos pueden llegar a medir 200 m). BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 64 Unidad Didáctica 7  La estructura fundamental tanto de cilios como de flagelos es el axonema Constituido por microtúbulos y sus proteínas asociadas. Los microtúbulos se disponen en patrón característico 9+2, en el que un par central de microtúbulos se encuentra rodeado por nueve dobletes de microtúbulos exteriores. Los microtúbulos fusionados de cada doblete exterior son distintos: uno es un microtúbulo completo constituido por 13 prtofilamentos (túbulo A); el otro (túbulo B) está incompleto, constituido por entre 10 u 11 protofilamentos unidos al túbulo A. A cada túbulo A están unidos dos brazos de dineína, y es la Los dobletes exteriores de microtúbulos se actividad motora de estas dineínas las que dirige el batido conectan al par central mediante espinas de los cilios y flagelos. radiales; y entre sí, mediante puentes formados por una proteína denominada nexina. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 65 Unidad Didáctica 7  Los extremos ‘menos’ de los microtúbulos de los cilios y flagelos están unidos al cuerpo basal El cuerpo basal tiene una estructura similar al centriolo y contiene 9 tripletes de microtúbulos. Los cuerpos basales sirven para iniciar el crecimiento de los microtúbulos del axonema, además de anclar a cilios y flagelos a la superficie de la célula. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 66 Unidad Didáctica 7 Los extremos ‘menos’ de los microtúbulos de los cilios y flagelos están unidos al cuerpo basal BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 67 Unidad Didáctica 7  Movimiento de los microtúbulos en los cilios y flagelos El movimiento de los cilios y flagelos se produce por el deslizamiento de los dobletes externos de microtúbulos uno respecto a otro, impulsados por la actividad motora de la dineína axonémica. La base de la dineína se une al túbulo A, mientras que los grupos de cabeza de la dineína se unen a los túbulos B de los dobletes adyacentes. Debido a que los dobletes de microtúbulos en un anoxema están unidos mediante puentes de Cómo funciona: nexina, el deslizamiento de un doblete sobre https://xvivo.com/blog/activate-inhibit-cilia-flagella-move/ otro hacen que se doblen, lo que constituye la base del movimiento batido de cilios y flagelos. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 68 Unidad Didáctica 7  Reorganización de los microtúbulos durante la mitosis Los microtúbulos que intervienen en la mitosis son de 4 tipos: Microtúbulos cinetocóricos: se unen a los cromosomas condensados de las células mitóticas en sus centrómeros, y que se unen a proteínas específicas para formar el cinetócoro. La fijación al cinetócoro estabiliza al microtúbulo. Microtúbulos cromosómicos: conectan con los extremos de los cromosomas. Microtúbulos interpolares: se encuentran en el uso mitótico, pero no se unen a los cromosomas. Microtúbulos astrales: se extienden desde los centrosomas hacia la periferia de la célula BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 69 Unidad Didáctica 7  Reorganización de los microtúbulos durante la mitosis El conjunto de microtúbulos presente en las células interfásicas se disgrega y las subunidades libres de tubulina se reensamblan para formar el huso mitótico, responsable de la segregación de los cromosomas. La reestructuración del citoesqueleto de microtúbulos es dirigida por la duplicación del centrosoma para formar dos centros organizadores de microtúbulos, separados en polos opuestos del huso mitótico. Los centriolos y otros componentes del centrosoma se duplica en las células interfásicas, pero permanecen juntos a un lado del núcleo hasta el comienzo de la mitosis. A continuación, los centrosomas se separan y migran a polos opuestos del núcleo, formando los dos polos del huso mitótico. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 70 Unidad Didáctica 7  Movimiento cromosómico Una vez los centrosomas se han desplazado a extremos opuestos de la célula al principio de la mitosis, los cromosomas duplicados se unen al cinetócoro y a los microtúbulos cromosómicos y se alinean en la fase metafáisca. Una vez que los cromosomas se encuentran alineados en la placa metafásica, las uniones entre cromátidas hermanas se escinden y comienza la anafase con la separación de las cromátidas hermanas y su desplazamiento hacia los polos opuestos del uso acromátrico. La anafase A: consiste en un movimiento hacia los polos del áster sobre los microtúbulos del cinetócoro que se aorta a medida que avanza el movimiento cromosómico. El movimiento de los cromosomas está producido por las quinesinas asociadas a los cromosomas, que despolimerizan y acortan los micritúbulos cinetocóricos y cromosómicos. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 71 Unidad Didáctica 7  Movimiento cromosómico La anafase B: se refiere a la separación de los polos del huso que se produce por dos tipos de movimientos. ▪ Los microtúbulos interpolares solapados se deslizan uno sobre otro, empujando y separando los polos del huso. Posiblemente debido a la acción de proteínas motoras dirigidas hacia el extremo más. ▪ Los microtúbulos astrales tiran de los polos del huso y los separan. La fuerza conductora podría ser un motor dirigido hacia el extremo menos fijado a una estructura citoplasmática, como el córtex celular. Las despolimerasas producen un acortamiento simultáneo de los microtúbulos astrales, dando lugar a la separación de los polos del huso acromático y su desplazamiento hacia la periferia celular, antes de la formación de las células hijas. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 72 Unidad Didáctica 7 Citoesqueleto Filamentos intermedios BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 73 Unidad Didáctica 7  Los filamentos intermedios poseen diámetros de 10 nm y 12 nm. No están directamente implicados en los movimientos celulares. Proporciona la fuerza mecánica a los tejidos celulares y proporcionan un medio para la localización de los procesos celulares, incluyendo la señalización intracelular. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 74 Unidad Didáctica 7  Proteínas de los filamentos intermedios Los filamentos intermedios están constituidos por diversas proteínas que se expresan en distintos tipos de células. Constituidos por más de 70 proteínas diferentes que se han clasificado en 5 grupos en función de las similitudes entre sus secuencias de aa. Tipo I (ácida) y II (neutra/básica) corresponden a dos grupos de queratinas, constituido cada uno por más de 15 proteínas diferentes y que se expresan en las células epiteliales. Tipo III: incluyen la vimentina, que se encuentran en diferentes tipos de células, incluyendo fibroblastos, células musculo liso y globulos blancos. También se incluye la desmina, propia de las células musculares, donde contacta con las bandas Z de los elementos contráctiles individuales. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 75 Unidad Didáctica 7  Proteínas de los filamentos intermedios Tipo IV: tres proteínas de neurofilamentos (NF), NFL, NFM y NFH (ligh, medium, heavy). Forman los filamentos intermedios de muchas células neuronales maduras. La Nestina, se expresa durante el desarrollo embrionario en diferentes células madre. Tipo V: las laminas nucleares, componentes del núcleo que forman una malla ortogonal subyacente a la envuelta nuclear. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 76 Unidad Didáctica 7  CK 8/18 Vim Des NF-L Carcinoma ductal infiltrante de mama Tumor del estroma gastrointestinal (GIST) Tumor cerebral Nestina Lamina B1 Melanoma Tejido cerebral BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 77 Unidad Didáctica 7  Ensamblaje de los filamentos intermedios Las proteínas de los filamentos intermedios contienen dominios en hélice  como eje central (310-350 aa) , y dominios de cabeza N-terminales y de cola C- terminales. Los dominios centrales de dos polipéptidos se enrollan en una estructura de hélice para formar dímeros. Los dímeros se asocian de manera escalonada, antiparalela y forman tetrámeros. Los tetrámeros se asocian extremo con extremo para constituir protofilamentos. Los protofilamentos unidos en sentido lateral constituyen los filamentos. Cada filamento contiene aproximadamente 8 protofilamentos enrollados entre sí en una estructura a modo de cuerda. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 78 Unidad Didáctica 7  Organización intracelular de los filamentos intermedios Los filamentos intermedios forman una elaborada red en el citoplasma de la mayoría de las células, extendiéndose a partir de un anillo que rodea al núcleo hasta la membrana plasmática. Se pueden asociar a otros elementos del citoesqueleto, como los microfilamentos o los microtúbulos. Por tanto, los filamentos intermedios proporcionan un andamiaje que integra los componentes del citoesqueleto y organiza la estructura interna de la célula. BLOQUE II: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS 79 Unidad Didáctica 7