Apunts Biocel Definitis 2023-2024 (Clàudia Esteve) PDF

21. FILAMENTS D’ACTINA DROGUES QUE AFECTEN L’ACTINA Faloidina (Amanita Falloides) -> estabilitza la f-actina i no permet la divisió cel·lular - Si la unim a un fluoròfor serveix per estudiar on es troba la f-actina FUNCIÓ - Moviment cel·lular Forma cel·lular Formació de fagosomes Contracció muscula...

21. FILAMENTS D’ACTINA DROGUES QUE AFECTEN L’ACTINA Faloidina (Amanita Falloides) -> estabilitza la f-actina i no permet la divisió cel·lular - Si la unim a un fluoròfor serveix per estudiar on es troba la f-actina FUNCIÓ - Moviment cel·lular Forma cel·lular Formació de fagosomes Contracció muscular DINÀMICA DE POLIMERITZACIÓ DE L’ACTINA 1. G-actina (globular) -> soluble, polaritzada (unió a ATP no centrada) 2. Protofilaments: F-actina (filamentosa) -> unió de g-actines amb hidròlisi d’ATP 3. Filament d’actina -> unió de dos protofilaments paral·lels de manera helicoïdal Inici de polimerització és difícil perquè les interaccions són inestables, necessitem nucli que sigui un trímer. Procés de creixement està polaritzat, ja que l’extrem + (ATP) polimeritza 10 vegades + ràpid que el - (ADP). Recanvi rotatori Concentració crítica (Cc) -> no s’uneixen noves subunitats al filament - Cc extrem - >Cc extrem + - Extrem - comença a despolimeritzar a [g-actina] més baixes que extrem + [g-actina] > Cc de l’extrem +, [g-actina] < Cc de l’extrem -: - despolimeritzarà l’extrem - polimeritzarà l’extrem + Es manté la llargada del filament però es produeix recanvi rotatori. A la cèl·lula, [g-actina] sempre és més alta que les Cc, però l’actina es manté en 50% gactina i 50% f-actina gràcies a proteïnes accessòries. PROTEÏNES ACCESSÒRIES DE L’ACTINA (ABPs) Proteïnes de nucleació - Complex Arp2/3 -> estimulat per un NPF (factor de promoció de nucleació) pot iniciar la polimerització o Poden crear ramificacions (70º) unint-se a f-actines 83 - preexistents (lamelipodis) o Bacteris formes escobetes d’actina amb NPF que estimulen Arp2/3 Formina -> dímer (anell) poden iniciar la polimerització estreta lineal (fil·lopodis) Proteïnes de polimerització: - Cofilina -> despolimeritza f-actina unida a ADP, més vella - Profilina -> s’uneix a subunitats ADP i promou l’intercanvi a ATP per tornar a unir-se a f-actina +, PI(4,5) facilita la separació entre profilina i g-actina - Timosina -> segresta subunitats i impedeix la polimerització. - Gelsolina -> amb calci trenca els f-actina, s’uneix al + i impedeix polimerització Proteïnes d’unió - Fimbrina -> unió compacte, microvil·li - α-actinina -> unió menys compacta i antiparal·lela (miofibril·les) - Filamina -> dímer forma xarxa entrecreuant f-actines (gel 3D) - Espectrina -> manté estructura MP (sobretot) i orgànuls, còrtex cel·lular Proteïnes caputxa -> estabilitzen la llargada de l’extrem al que s’uneixen - Cap-Z -> unió a extrem + (disc Z sarcòmer) - Tropomodulina -> unió a extrem - Proteïna estabilitzadora - Tropomiosina -> estabilitza els filaments Proteïna motora - Miosines -> hidrolitza ATP per a produir moviment o per transport (a través de proteïnes accessòries) o Lloc d’unió a actina, a altres proteïnes o a MP o Es mouen cap a +, excepte miosina VI o Cua helicoïdal de cadena pesant i cap globular (N-terminal) o Contracció: formen fibres unint les cues globulars o Miosina II: participa en contracció de les fibres d’estrès 84 85 LA CONTRACCIÓ MUSCULAR Estructura de la cèl·lula muscular (+ gran a + petit) -> no conté g-actina 1. Múscul 2. Conjunt de fibres musculars 3. Fibra muscular -> cèl·lula polinucleada amb nuclis propers a la MP 4. Miofibril·la -> conjunt de sarcòmers, n’hi ha diverses en cada cèl·lula, envoltades de mitocondris que aporten ATP 5. Sarcòmer -> unitat contràctil formada per fibres d’estrés unides a miosina II Estructura del sarcòmer - Unitats contràctils formades per dues bandes antiparal·leles de f-actina unides per miosina II - Delimitats per Z-discs que s’uneixen a les proteïnes Cap-Z - Proteïnes caputxa f-actina: tropomodulina (-) i Cap-Z (+) -> estabilitzen perquè sempre tinguin la = llargària - Titines fan de molla entre les miosines i el disc Z Importància del calci Tropomiosina està unida a f-actina gràcies a la troponina, impedint que la miosina II s’uneixi als filaments i hi hagi contracció. El calci fa que la troponina es desenganxi de la tropomiosina, permeten la unió de la miosina al filament i la contracció. Arribada del calci Cèl·lules tenen invaginacions (túbuls T) amb canals de calci i connecten les miofibril·les amb l’exterior. Els canals s’obren quan arriba un potencial d’acció. Al voltant de les miofibril·les i dels túbuls tenim reticle sarcoplasmàtic, que emmagatzema calci. Relaxació muscular -> disminuir [Ca] amb bombes SERCA (bombejen Ca fora del citosol) 86 Funcionament de la miosina en la contracció 1. Organització de rigor -> quan no té ni ADP ni ATP s’uneix fortament a les f-actines 2. Unió d’ATP al cap polar fa que la miosina es desenganxi de la factina (canvi conformacional) 3. Hidròlisi a ADP permet moviment de la miosina cap a l’extrem +, escurçant la distància entre les bandes de f-actina i contraient el sarcòmer (perquè tenen les cues unides) 4. Pèrdua de fosfat i ADP permet que la miosina torni a enganxarse a la f-actina Altres funcions de la miosina: senyalització cel·lular 1. Receptors musculars fan que el reticle sarcoplasmàtic secreti calci 2. Canvi conformacional de la calmodulina amb el calci 3. Calmodulina uneix myosin light-chain kinase com a efectora 4. Efectora fosforila la miosina i l’activa per permetre la contracció TIPUS D’ESTRUCTURES AMB MICROFILAMENTS D’ACTINA Fibres d’estrès -> polimerització regulada per RhoA (permet ancoratge) - Fibres antiparal·leles - Formen adhesions focals amb el punt de contacte del substrat (unides a la integrina (alfa i beta) entren en contacte amb la matriu extracel·lular) - Contràctils Còrtex - Xarxa de filaments sota la MP - Molt dinàmica - Invaginacions: anell contràctil (mitosis) - Protusions: filopodis, lamelipodis (fagocitosis, macropinocitosis) Fil·lopodis -> polimerització regulada per Cdc42 - Feixos paral·lels - Exploració de l’exterior per regular processos cel·lulars Lamelipodi -> polimerització regulada per Rac1 (també regula ondulacions de membrana) - Estructura ramificada - Permeten el moviment cel·lular (empeny MP) 87 Microvellositats o microvil·li (NO CONFONDRE AMB CILIS) - Estructura digitiforme a la MP de cèl·lules epitelials - Molt estables - Augmenten la superfície d’absorció de la cèl·lula - Formats per filaments d’actina units de manera compacta per fimbrina - Membrana apical de cèl·lules polaritzades GTPASES REGULADORES RhoA, Cdc42 i Rac1 -> s’activen per senyals de receptors activats - Les seves proteïnes efectores són factors de nucleació (p. ex. WASP i WAVE) que activen Arp2/3 i permeten que inici la polimerització d’actina. - Cdc42 i RhoA també poden activar la formina i iniciar la polimerització. EL MOVIMENT CEL·LULAR 1. Cèl·lula rep senyal per iniciar el moviment cel·lular (quimioatraients) 2. Formació de lamelopodis a un lloc concret per avançar (Rac1) 3. Integrines formen noves adhesions focals a mesura que avança la cèl·lula pel substrat 4. Cèl·lula es contrau en l’extrem posterior gràcies a RhoA, ja que el còrtex cèl·lular està en tensió. Integrines són endocitades i reciclades en altres parts de la cèl·lula. 88