Citoesqueleto BC-1 PDF

Introducción (Órganos de locomoción) La locomoción, se refiere al desplazamiento de un organismo para moverse en su entorno. Algo esencial para la supervivencia e interacción con el entorno En las células, los órganos de locomoción son estructuras especializadas que permiten su movimiento en medio...

Introducción (Órganos de locomoción) La locomoción, se refiere al desplazamiento de un organismo para moverse en su entorno. Algo esencial para la supervivencia e interacción con el entorno En las células, los órganos de locomoción son estructuras especializadas que permiten su movimiento en medios líquidos o sobre superficies. Los principales órganos de locomoción celular son: Flagelos: Son estructuras largas y delgadas que se extienden desde la superficie celular. Su movimiento ondulatorio impulsa a la célula. Cilios: Son estructuras más cortas y numerosas que los flagelos. Se mueven de manera coordinada, generando un movimiento de tipo “remo”. Los cilios están presentes en algunas células eucariotas. Pseudópodos: Son extensiones temporales del citoplasma que permiten a las células moverse o ingerir partículas. Este tipo de locomoción se observa en organismos unicelulares. Introducción al citoesqueleto Así como el cuerpo humano, la célula también tiene una estructura interna que le proporciona soporte, forma y movilidad, el cual es el citoesqueleto Microtúbulos Los microtúbulos son uno de los tres tipos de filamentos que adopta el citoesqueleto de la célula y además son los de mayor diámetro. Funciones: Dan resistencia a las células. Forman rieles para las proteínas motoras Son los responsables por la organización de la estructura Son componentes claves de los flagelos y cilios Están formados por monómeros de una proteína llamada tubulina que es una proteína de tipo globular. Las tubulinas se componen de dos subunidades: la alfa-tubulina y la beta- tubulina, que son los dímeros de la tubulina. Así la α-tubulina del primer dímero siempre formará un extremo del protofilamento y la β del último el otro. Todos los protofilamentos de un microtúbulo están orientados de la misma manera, y el microtúbulo es por tanto una estructura polarizada. Contenido importante:  POLARIDAD (+,-): No hace referencia a su carga eléctrica si no que hace referencia a la velocidad con la que crecen. Extremo -: Normalmente más cerca del centrosoma, aquel donde se encuentran los monómeros de alfa tubulina. Crece muy lento. Extremo +: Encontramos los monómeros de beta tubulina y el crecimiento es muy rápido. Kinesinas y Dineinas Característica Kinesinas Dineínas Dirección del Hacia el extremo positivo del Hacia el extremo negativo del movimiento microtúbulo (periferia de la célula) microtúbulo (centro de la célula) Energía Utilizan ATP para moverse Utilizan ATP para moverse Ejemplo de carga Orgánulos, vesículas, proteínas Orgánulos, vesículas, cromosomas Rol en la mitosis Organización del huso mitótico Participación en la separación cromosómica y organización del huso Movimiento de No participan Dineínas axonemales mueven cilios y cilios/flagelos flagelos Analogía de Como una persona caminando hacia Como una persona retrocediendo o movimiento adelante caminando hacia atrás Microfilamentos De los tres tipos de fibras de proteína del citoesqueleto, los microfilamentos son los más delgados. Tienen un diámetro de alrededor de 7 nm y están compuestas sólo por dos hilos proteicos entrelazados. Los hilos están formados por cadenas de monómeros de actina, por lo que los microfilamentos se denominan comúnmente filamentos de actina combinados en una estructura que se asemeja a una doble hélice. Los microfilamentos y los microtúbulos pueden desmontarse y volverse a montar rápidamente en distintas partes de la célula. Su función principal es mantener o cambiar la forma celular y ayudar al transporte intracelular. Los filamentos de actina tienen direccionalidad, lo que significa que sus extremos tienen diferente estructura. Tienen varias funciones importantes en la célula: Sirven como rieles para el movimiento de una proteína motora llamada miosina, la cual también forma filamentos. Los filamentos de actina forman una malla dinámica en las partes del citoplasma adyacentes a la membrana plasmática. En las células musculares, miles de filamentos de actina interactúan con filamentos más gruesos de miosina que se encuentran entre los microfilamentos. Debido a su relación con la miosina, la actina está implicada en muchas funciones celulares que requieren movimiento. Los filamentos de actina también sirven como pistas dentro de la célula para el transporte de cargas, como vesículas llenas de proteínas o incluso orgánulos. Estos cargamentos son transportados por motores individuales de miosina que "caminan" a lo largo de los haces de filamentos de actina Filamentos intermedios Los filamentos intermedios son componentes del citoesqueleto cuya principal misión es conferir resistencia a las células contra el estrés mecánico asociado al estiramiento Se denominan intermedios porque el diámetro de estos filamentos es de aproximadamente de 8 a 15 nm, que se encuentra entre el de los filamentos de actina (7 a 8 nm) y el de los microtúbulos (25 nm). Microtúbulos Microfilamentos Filamentos intermedios 25 nm de diametro 7 a 8 nm de diametro 8 a 15 nm de diametro En la célula hay dos sistemas de filamentos intermedios: uno en el citoplasma y otro en el interior del núcleo Características y funciones. Son flexibles y resistentes.. Mantienen la forma de la célula.. Permiten que la célula se defienda del estrés mecánico asociado al estiramiento.. Están formados por muchas cadenas de proteínas fibrosas entretejidas.. Son los más resistentes y estables de los tres tipos de filamentos del citoesqueleto.. Mantienen a los organelos en su lugar y permite en algunas células su movimiento. Matriz extracelular Como pudimos ver, el citoesqueleto y los órganos de locomoción celular están estrechamente conectados en su función de permitir el movimiento y la adaptación de la célula a su entorno. El citoesqueleto, al proporcionar el soporte estructural interno y facilitar la dinámica de los órganos de locomoción, actúa como el motor que permite el desplazamiento celular y el cambio de forma. La matriz extracelular es un invento de los organismos pluricelulares. Es esencial para estos organismos puesto que permite la adhesión de las células para formar tejidos. Pero con el tiempo ha adquirido muchas más funciones: mantiene la integridad y aporta las propiedades mecánicas a los tejidos (tanto en animales como en vegetales), mantiene e influye en la forma celular, permite la comunicación intercelular, forma sendas por las que se mueven las células, modula la diferenciación y la fisiología celular, secuestra factores de crecimiento, etcétera. Las principales macromoléculas que componen la matriz extracelular de los animales son: proteínas estructurales, fundamentalmente fibrosas, como el colágeno y la elastina, y componentes no fibrilares como los glucosaminoglicanos, proteoglicanos y glicoproteínas. 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. Las células de los tejidos animales interaccionan con la matriz celular mediante proteínas transmembrana, principalmente las integrinas. Dando paso al siguiente tema, la matriz extracelular (MEC) y la comunicación celular están estrechamente vinculadas, ya que la MEC no solo proporciona un entorno estructural. Comunicación celular En los seres vivos las células se comunican entre sí para coordinar apropiadamente sus funciones y respuestas a su entorno. En las células animales para lograr esta comunicación se utilizan señales o mensajeros químicos denominados ligandos, que sintetizan y se secretan o que se exponen al medio extracelular para ser recibidos por receptores de células diana que transmitirán el mensaje al interior induciendo la generación de una respuesta. Se clasifica en AUTOCRINA Es por la cual se da la auto induccion de un estímulo, es decir son señales que se envían a si mismas las células. PARACRINA Este tipo de comunicación surge a corta distancia, se da entre células que se encuentran a corta proximidad. YUXTRACRINA Por contacto directo entre las células y se da célula a célula ENDOCRINA A larga distancia se da por medio de mensajeros que viajan a lo largo del torrente sanguíneo comunicando asi células de órganos y tejidos distantes. HIDROFÍLICOS Cómo proteínas o péptidos hidrosolubles, estos podrán viajar en un medio acuoso y se unirán a receptores ubicados a nivel de la superficie celular HIDROFÓBICOS Cómo moléculas esteroideas o lípidicas que evitarán el contacto con el agua, Por medio de proteínas acarreadoras o transportadoras que si puedan navegar en contacto con la superficie acuosa y que por sus propiedades no polares podrán atravesar la membrana plasmática para posteriormente unirse a receptores intracelulares. OTRO TIPO DE LIGANDOS: Los LIGANDOS tendrán receptores específicos, dónde el receptor recibira la señal y está recepción de la señal dará como resultado una o más vías de señalización o mecanismos de transducción celular, que son la serie de reacciones que se desencadenaran dentro de la célula y que promoverán la respuesta. Ejemplos: AUTOCRINA: procesos de desarrollo, crecimiento, división y diferenciación celular entre otros. Por ejemplo los procesos de división celular como la meiosis o el cáncer, dónde las células se comunican para autoreplicarse PARACRINA: la cual se da entre células de cercana proximidad y un ejemplo sería cuando alguien se hace una lesión y las células dañadas liberan histamina como forma de protección haciendo que se difunda entre los capilares y desencadene una respuesta inmune. La comunión neuronal o sináptica: esta comunicación es foco de atención pues es considerada por algunos autores como PARACRINA debido a que su mecanismo transmite señales mediante la liberacion de neuro transmisores y otros químicos, mientras que otros la consideran un tipo de comunión independiente. YUXTRACRINA: mediada por el contacto directo, por ejemplo a través de uniones en hendidura (gap) que son complejos proteícos formados entre las membranas plasmáticas de dos células, para permitir la comunicación y paso de pequeñas moléculas entre sus citoplasmas: como iones de calcio. ENDOCRINA: el hipotálamo, la glándula pituitaria, la tiroides secretan mensajeros hormonales vitales para las funciones fisiológicas del organismo. Cómo la insulina…. Que es secretada por el páncreas. Unión y adhesión celular La comunicación celular es esencial para coordinar las funciones y respuestas de las células dentro de un organismo, asegurando que trabajen de manera sincronizada. Sin embargo, esta coordinación no sería posible sin la capacidad de las células para mantenerse unidas entre sí y con su entorno. Es aquí donde entran en juego los mecanismos de unión y adhesión celular. La unión y adhesión celular son procesos fundamentales en la biología celular que permiten la interacción y comunicación entre células. Tipos de uniones celulares: 1. Uniones gap: Permiten el intercambio de moléculas pequeñas. 2. Uniones adherentes: Fortalecen la adhesión entre células. 3. Uniones selladas: Impiden el paso de moléculas y iones. 4. Uniones en hendidura: Permiten la comunicación eléctrica. Moléculas de adhesión celular: 1. Caderinas: Proteínas que se unen a receptores específicos. 2. Integrinas: Proteínas que conectan células a la matriz extracelular. 3. Selectinas: Proteínas que facilitan la adhesión celular. Procesos de adhesión celular: 1. Adhesión célula-célula: Entre células adyacentes. 2. Adhesión célula-matriz: Entre células y matriz extracelular. 3. Adhesión célula-superficie: Entre células y superficies artificiales. Importancia de la unión y adhesión celular: 1. Mantenimiento de la estructura tisular. 2. Comunicación y señalización celular. 3. Regulación del crecimiento y diferenciación celular. 4. Defensa contra infecciones y enfermedades. Enfermedades relacionadas con la unión y adhesión celular: 1. Cáncer: Alteraciones en la adhesión celular pueden promover la metástasis. 2. Enfermedades cardiovasculares: Problemas en la unión celular pueden afectar la función cardiovascular. 3. Enfermedades autoinmunes: Alteraciones en la adhesión celular pueden contribuir a la respuesta inmune anormal.