Apunts biocel definitis 2023-2024 (Clàudia Esteve) PDF

18. CITOESQUELET Definició: xarxa molt complexa de filaments proteics que s’estenen arreu del citoplasmade les cèl·lules eucariotes. És una estructura molt dinàmica, ja que els seus filaments es poden polimeritzar i despolimetzar a partir dels seus monòmers. Principals funcions del citoesquelet - M...

18. CITOESQUELET Definició: xarxa molt complexa de filaments proteics que s’estenen arreu del citoplasmade les cèl·lules eucariotes. És una estructura molt dinàmica, ja que els seus filaments es poden polimeritzar i despolimetzar a partir dels seus monòmers. Principals funcions del citoesquelet - Mantenir l’estructura de la cèl·lula - Determinar la forma i l’organització general del citoplasma - Responsable dels moviments cel·lulars (p.ex. neutròfil perseguint bacteri) - Permet el moviment de vesícules i dels cromosomes (divisió cel·lular) - Permet mantenir els compartiments cel·lulars a una localització determinada - Alguns filaments participen a la contracció muscular - Filaments d’actina i microtúbuls participen a la polarització de la cèl·lula - Fagocitosi TÈCNIQUES D’ESTUDI: FRAP (observació del dinamisme) 1. 2. 3. 4. Expressem la proteïna d’interès fusionada amb una proteïna fluorescent Concentrem un làser fort en un punt El làser treu la fluorescència Es recupera la fluorescència poc a poc gràcies al dinamisme de les molècules - en alguns casos no es recupera, si la proteïna és molt estable i no permet que la substitueixin - temps de recuperació depèn de la mobilitat de la proteïna (p.ex. segments post-sinàptics de l’actina a les dendrites són molt dinàmics i tenen recuperació ràpida) Fracció immòbil: proteïnes molt residents que no permeten que altres proteïnes les substitueixin, per tant no recuperen la fluorescència Fracció mòbil: proteïnes que s’han mogut i han recuperat la fluorescència 67 PRINCIPALS COMPONENTS DEL CITOESQUELET Estructura - Formats per polimerització subunitats proteiques solubles (monòmers) - Desfets per la despolimerització dels filaments TIPUS DE FILAMENTS Microtúbuls -> +rígids que els filaments d’actina, normalment tenen un extrem enganxat a un centrosoma (MTOC) Funció (diàmetre 25 nm) - Posicionament dels orgànuls - Dirigir el transport vesicular - Formar el fus mitòtic - Estructura dels cilis i flagels Filament d’actina o microfilaments -> polímers helicoïdals de l’actina, flexibles i concentrats majorment sota la MP (1r en descobrir-se) Funció (diàmetre 5-9 nm) - Moviment cel·lular - Forma cel·lular Filaments intermedis -> família de proteïnes gran i heterogènia, fortifiquen l’epiteli, formen la làmina nuclear Làmina nuclear: xarxa de filaments intermedis sota la membrana nuclear per protegir el nucli d’estrés o pressions mecàniques (protegeix el material genètic) Funció (diàmetre 10 nm) - Resistència mecànica 68 Principals tipus de filaments que formen el citoesquelet Microfilaments Microtúbuls 5-9 nm 25 nm Filaments intermedis 10 nm Actina unida a ATP Alfa/beta tubulina unida a GTP No s’uneix a cap nucleòtid (proteïnes fibroses) Disposició lineal ordenada Disposició radial a la cèl·lula Disposició al voltant del nucli i al citoplasma Polimerització regulada des de Polimerització regulada des molts llocs de pocs llocs Polimerització sobre filaments preexistents Dinàmics Dinàmics Menys dinàmics Polaritzats Polaritzats No polaritzats Forma cel·lular i contracció muscular Posicionament dels orgànuls, dirigir transport vesicular, fus mitòtic... Confereix resistència mecànica a la cèl·lula Encara que els diferents filaments tenen funcions pròpies aquests poden actuar conjuntament (polarització de les cèl·lules) 69 DINAMISME DEL CITOESQUELET (+exemples) El citoplasma té sempre la mateixa quantitat de monòmers en equilibri dinàmic, polimeritzant-se i despolimeritzant-se molt ràpidament (unions febles) per satisfer les necessitats de la cèl·lula. Exemple 1: Neutròfil Els neutròfils són cèl·lules macròfagues que durant la fagocitosi han de emetre pseudòpodes d’actina. A més a més, per atrapar el bacteri, l’actina va polimeritzant-se a diferents llocs de la cèl·lula. Exemple: Durant la mitosi - Filaments intermedis: desfan la làmina nuclear per permetre la ruptura del nucli Microtúbuls: formen el fus mitòtic Actina: forma l’anell contràctil per separar les cèl·lules 70 PROTEINES ACCESSORIES - Possibiliten diferents funcions dels filaments a diferents llocs de la cèl·lula. - Regulen la polimerització i despolimerització dels filaments. - Proteïnes motores (moviment). - Permeten la unió dels filaments amb ells mateixos i amb altres tipus de filaments i amb altres estructures cel·lulars (0rganització 3D, cross-link). - Cada filament té unes proteïna accessòries associades a ell (n’hi ha de molts tipus) MAPs: Microtubule Associated Proteins ABPs: Actin Binding Proteins IFAPs: Intermediate Filament Associated Proteins Interactoma de l’actina (proteïnes accessòries) 71 72 19. FILAMENTS INTERMEDIS CARACTERÍSTIQUES - Funció: resistència mecànica - Diàmetre: 10 nm - Filaments molt forts i persistents - Formen una xarxa al voltant al voltant del nucli i s’estenen pel citoplasma arribant fins a la MP - Formen la làmina nuclear sota la membrana nuclear - Importants en cèl·lules sotmeses a tensions mecàniques: cèl·lules musculars, nervioses i epitelials - Formen els desmosomes en cèl·lules polaritzades FORMACIÓ DELS FILAMENTS INTERMEDIS 6. Monòmer -> fibrós i llarg, de forma helicoïdal 7. Dímer -> associació paral·lela de dos monòmers (extrems coincideixen), polaritzat - Hèlix s’enrotllen perquè poden formar interaccions hidrofòbiques entre elles 8. Tetràmer (unitat bàsica) -> associació antiparal·lela de dos dímers (extrems no coincideixen), no polaritzat - Unió esbiaixada, els extrems dels dímers no coincideixen - Pocs lliures a la cèl·lula 9. Protofilament -> associació de 8 tetràmers 10. Unió del protofilament a un filament preexistent - Esbiaixat i antiparal·lel = + resistència, + difícil trencar (=llargada +fàcil trencar) - No polaritzar: no pot participar en processos de moviment cel·lular perquè no es poden associar a proteïnes motores -> + estables i dinàmics 73