Tema 8. Citosol y Citoesqueleto

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Tema 8. Citosol y Citoesqueleto

  1. 1. TEMA 8 CITOSOL Y CITOESQUELETO
  2. 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. 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. 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. 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. 6. INCLUSIONES Micrografía electrónica de un adipocito de feto de cerdoMicrografía electrónica de un hepatocito de rata
  7. 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. 8. CITOESQUELETO
  9. 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. 10. CITOESQUELETO Membrana plasmáticaMicrofilamentos Filamentos intermedios Microtúbulos
  11. 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. 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. 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. 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. 15. Funciones de los Microfilamentos  Intervienen en la contracción muscular Actina Miosina Músculo relajado Músculo contraído Cabezas de miosina
  16. 16. Funciones de los Microfilamentos  Intervienen en el movimiento ameboide y la fagocitosis.
  17. 17. Funciones de los Microfilamentos  Contribuyen a reforzar la membrana plasmática.  Mantienen la estructura de las microvellosidades.  Forman el anillo contráctil.
  18. 18. Funciones de los Microfilamentos  Producen corrientes citoplasmáticas o ciclosis.
  19. 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. 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. 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. 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. 23. Los microtúbulos se forman por la polimerización de tubulina. Microtúbulos
  24. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 32. CILIOS Y FLAGELOS
  33. 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. 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. 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. 36. Corpúsculo basal
  37. 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. 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. 39. Proteínas de cilios y flagelos
  40. 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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