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Tema 8. Citosol y Citoesqueleto

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  • 1. TEMA 8 CITOSOL Y CITOESQUELETO
  • 2. CITOPLASMA  Es la parte de la célula comprendida entre la membrana plasmática y la membrana nuclear.  Esta constituido por el citosol, donde se encuentran inmersos los orgánulos.  El citosol tiene una estructura interna compleja formada por filamentos proteicos que constituyen el citoesqueleto.  En el citoplasma también podemos encontrar inclusiones.
  • 3. CITOSOL  Es el medio líquido interno de la célula.  Tiene consistencia viscosa, pero puede variar pasando de sol (líquido) a gel (semisólido).  En él se localizan todas los orgánulos y estructuras de la célula.  Composición química:  85% agua  Sales minerales  Proteínas, enzimas, aminoácidos  Metabolitos  Ácidos nucleicos, RNAm RNAt, ATP, ADP  Lípidos  Polisacáridos, monosacáridos  Inclusiones (grasa, glucógeno…)
  • 4. CITOSOL  Funciones:  Regula el pH intracelular  Lugar en el que se realizan muchas reacciones metabólicas:  Glucogénesis y Glucólisis  Biosíntesis de aminoácidos y ácidos grasos  Modificaciones de proteínas  Reacciones con participación de ATP y ARNt  Almacén de los compuestos de síntesis (inclusiones)
  • 5. INCLUSIONES  Sustancias de reserva en forma de gránulos (no rodeadas de membrana) que se almacenan en el citosol.  Glucógeno, en hepatocitos y células musculares  Triglicéridos, en adipocitos  Aceites esenciales en células vegetales  Latex en células vegetales
  • 6. INCLUSIONES Micrografía electrónica de un adipocito de feto de cerdoMicrografía electrónica de un hepatocito de rata
  • 7. CITOESQUELETO  Está formado por filamentos de proteínas.  Es una estructura muy dinámica.  Hay tres tipos de componentes fibrosos: • Microfilamentos, o filamentos de actina • Microtúbulos • Filamentos intermedios.
  • 8. CITOESQUELETO
  • 9. CITOESQUELETO  Funciones:  Interviene en la estructura y organización interna del citoplasma.  Da forma a la célula e interviene en sus cambios de forma.  Participa en los movimientos celulares y en los movimientos de los orgánulos dentro de la célula.  Es responsable de la formación de vías de comunicación entre distintas áreas celulares.
  • 10. CITOESQUELETO Membrana plasmáticaMicrofilamentos Filamentos intermedios Microtúbulos
  • 11. Microfilamentos  Tienen un diámetro de 5 a 9 nm.  Están formados por moléculas de actina G, que en presencia de ATP polimeriza formando actina filamentosa o actina F.  Son estructuras dinámicas que pueden aparecer y desaparecer en función de las necesidades de la célula.
  • 12. Filamentos de actina  En la actina la polimerización esta polarizada, de forma que existe un extremo + en el que la hebra se alarga por adición de subunidades y un extremo – en el que se acorta por pérdida de ellas, lo que puede suceder a diferentes velocidades.
  • 13. Filamentos de actina  Los filamentos de actina se encuentran justo debajo de la membrana plasmática y están entrecruzados por varias proteínas.  La actina es la proteína celular más abundante
  • 14. Funciones de los Microfilamentos  Están ampliamente distribuidos en las células y se encuentran asociados a otros tipos de proteínas.  Según sean estos otros tipos de proteínas, las funciones pueden cambiar:  Contracción muscular,  Movimiento ameboide y emisión de pseudópodos,  Refuerzo de la membrana celular,  Formación de microvellosidades,  Formación de corrientes citoplasmáticas  Formación del anillo contractil
  • 15. Funciones de los Microfilamentos  Intervienen en la contracción muscular Actina Miosina Músculo relajado Músculo contraído Cabezas de miosina
  • 16. Funciones de los Microfilamentos  Intervienen en el movimiento ameboide y la fagocitosis.
  • 17. Funciones de los Microfilamentos  Contribuyen a reforzar la membrana plasmática.  Mantienen la estructura de las microvellosidades.  Forman el anillo contráctil.
  • 18. Funciones de los Microfilamentos  Producen corrientes citoplasmáticas o ciclosis.
  • 19. Filamentos intermedios  Son potreínas fibrosas resistentes y estables.  Tienen una función mecánica o estructural en la célula.  Abundan en las células que están sometidas a importantes tensiones mecánicas.
  • 20. Filamentos intermedios  Varían según el tipo celular:  Los filamentos de queratina de las células epiteliales.  Los neurofilamentos de las células nerviosas.  Los filamentos de vimentina y otras proteínas relacionadas, como la desmina.  Los filamentos de la lámina nuclear.
  • 21. Funciones de los Filamentos intermedios  Su principal función es otorgar resistencia a la célula al estrés mecánico, gracias a la formación de largos polímeros.  También contribuyen al mantenimiento de la forma celular.  Ayudan a la distribución y posicionamiento de los orgánulos celulares.
  • 22. Microtúbulos  Es una estructura cilíndrica hueca de varias micras de longitud.  Es el componente mas abundante del citoesqueleto.  Están constituidos por dímeros de tubulina.  Los dímeros de tubulina están asociados en 13 protofilamentos lineares que constituyen las paredes del microtúbulo.
  • 23. Los microtúbulos se forman por la polimerización de tubulina. Microtúbulos
  • 24. Microtúbulos • La polimerización de los microtúbulos, al igual que en los filamentos de actina, está polarizada. • El extremo (+) crece a mayor velocidad, y el extremo (-) crece más lentamente. • En las células animales los microtúbulos se polimerizan y despolimerizan continuamente (GTP).
  • 25. Formación de los microtúbulos  Los microtúbulos se originan a partir del centrosoma en las células animales, y de un centro organizador de microtúbulos, en las células vegetales.  A partir de ellos se originan:  El citoesqueleto  El huso acromático  Los centríolos  Los cilios y los flagelos
  • 26. Funciones de los microtúbulos  Determinan la forma y polaridad de la célula.  Relacionados con el movimiento de la célula:  Junto a los microfilamentos, participan en la emisión de pseudópodos  Son los principales elementos estructurales de cilios y flagelos.  Organización y distribución de orgánulos (Retículo endoplásmico y Aparato de Golgi) y transporte intracelular.  Forman el huso mitótico (separación de cromosomas)  Intervienen en la organización de todos los filamentos del citoesqueleto.
  • 27. Proteínas motoras  Las proteínas motoras se fijan a los microtúbulos y utilizan la energía del ATP para desplazar orgánulos a lo largo de los microtúbulos. Esquema del transporte axonal de vesículas
  • 28. CENTROSOMA  Está sólo en células animales, próximo al núcleo.  Está formado por dos centríolos centrales, dispuestos perpendicularmente, (diplosoma).  Rodeandolos hay un material amorfo y denso: material pericentriolar.  De la centrosfera parten unas fibras de microtúbulos dispuestos de forma radial: áster.
  • 29. Diplosoma  Cada centríolo consta de 9 tripletes de microtúbulos.  Los tripletes se unen entre si por puentes de nexina.  En cada triplete de microtúbulos, sólo uno es completo (13 protofilamentos), en tanto que los otros dos poseen sólo 10 y comparten tres protofilamentos con el anterior.
  • 30. Funciones del centrosoma  Es el centro organizador de los microtúbulos.  En interfase organiza los microtúbulos citoplasmáticos.  En la división celular, cuando se separan los dos diplosomas, entre ellos, se extienden los microtúbulos que forman el huso acromático.  En los vegetales, el huso mitótico se forma en torno a una zona difusa que hace las veces de Centro Organizador de Microtúbulos (COM).  El corpúsculo basal que se halla en la base de cada cilio y flagelo es un centríolo típico, que sirve de anclaje y organización de los microtúbulos que forman la estructura interna del cilio o del flagelo.
  • 31. CILIOS Y FLAGELOS  Prolongaciones de la membrana plasmática dotadas de movimiento presentes en células animales.  En células libres tienen una función locomotriz.  En células fijas provocan el movimiento del fluido extracelular formando pequeños remolinos que atrapan partículas.  La diferencia entre unos y otros estriba en el tamaño y el número.  Cilios: Pequeños (2 a 10 µm) y muy numerosos.  Flagelos: Largos (hasta 200 µm) y escasos.  En ambos casos el diámetro (unas 2 µm) y la estructura interna es la misma.
  • 32. CILIOS Y FLAGELOS
  • 33. Estructura cilios y flagelos  Se pueden distinguir las siguientes partes:  el eje o axonema cuya flexión produce el movimiento del cilio o flagelo.  la zona de transición.  el corpúsculo basal.  Ambos presentan la misma estructura pero diferente movimiento:  Los cilios se mueven como un látigo.  Los flagelos tienen movimiento ondulatorio.
  • 34. Axonema  Sistema de 9 pares de microtúbulos periféricos y un par de microtúbulos centrales, (9+2).  Los dos microtúbulos centrales son completos (13 protofilamentos) y están envueltos por una vaina.  En los perifericos, el A es completo, y el B sólo tiene 10 protofilamentos.  El microtúbulo A emite dos prolongaciones de otra proteína llamada dineína (responsable del movimiento)  Los dobletes vecinos se unen por puentes de nexina.  Las fibras radiales conectan cada doblete con la vaina central.
  • 35. Zona de transición • No se halla rodeada de membrana, ya que se sitúa en el citoplasma. • Carece del doblete central. • Es la base del cilio o flagelo y aparece la placa basal (se interrumpe el doblete central), que conecta la base del cilio o flagelo con la membrana plasmática.
  • 36. Corpúsculo basal
  • 37. Corpúsculo basal  Lugar donde se organizan los microtúbulos que constituyen el axonema.  Estructura identica al centríolo (9+0)  Presenta tripletes y en él se aprecian dos zonas:  una distal que es similar a un centríolo,  una proximal en la que aparece un eje central proteico del que parten radialmente proteínas hacia los tripletes de la periferia; esta estructura se denomina «rueda de carro».
  • 38. Movimiento de cilios y flagelos  Se produce por el deslizamiento de unos dobletes periféricos con respecto a otros.  La dineína es una proteína motora responsable del deslizamiento.  En presencia de ATP, los brazos de dineína hacen que los dobletes se muevan uno respecto del otro.
  • 39. Proteínas de cilios y flagelos
  • 40. Formación de cilios y flagelos • La estructura de microtúbulos que forman cilios y flagelos se forma durante el proceso de diferenciación celular a partir del corpúsculo basal. • Estos cuerpos basales se forman a partir de uno de los centriolos del centrosoma que migra hacia la membrana plasmática y inicia la polimerización de los túbulos A y B del axonema. • Al final del proceso el centriolo se transforma en cuerpo basal.

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