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Organelas fibrilares 2011 (pp_tminimizer)
 

Organelas fibrilares 2011 (pp_tminimizer)

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Varias funciones celulares están determinadas por las organelas fibrilares. Los cilios y flagelos tienen una estructura común a base de microtúbulos. Los centriolos están formados a partir de ...

Varias funciones celulares están determinadas por las organelas fibrilares. Los cilios y flagelos tienen una estructura común a base de microtúbulos. Los centriolos están formados a partir de tripletes de microtúbulos y junto con otras estructuras celulares organizan a los microtúbulos y durante la división celular dirigen a los cromosomas.

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    Organelas fibrilares 2011 (pp_tminimizer) Organelas fibrilares 2011 (pp_tminimizer) Presentation Transcript

    • BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAROrganelas fibrilares:centriolos, cilios y flagelos.
      César Amanzo López
      2011
    • Temario
      Introducción.
      Una breve revisión estructural de los microtúbulos.
      El centro organizador de microtúbulos: centrosoma, cuerpo basal.
      Cilios y flagelos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      2
    • Cilios Flagelos
      Teoría endosimbiótica
      USMP-FMH Amanzo
      3
    • USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      4
    • USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      5
      Microtúbulos
      • Determinan la posición de las organelas citoplasmáticas y dirigen el transporte dentro de la célula.
      • Son estructuras rígidas y fuertes.
      Filamentos intermedios
      • Determinan la forma de la superficie celular y son necesarios para el movimiento celular.
      • Son difíciles de doblar pero fáciles de romper
      Citoesqueleto
      Microfilamentos
      • Determinan la forma de la superficie celular y son necesarios para el movimiento celular.
      • Son difíciles de doblar pero fáciles de romper
    • USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      6
    • USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      7
      Estructurasrígidas y fuertes
      Estructurasfáciles de doblarperodifíciles de romper.
      Difíciles de doblarperofáciles de romper
    • USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      8
      Microvellosidades
      Cortex(Microfilamentos)
      Uniones adherentes
      Desmosoma
      Hemidesmosoma
      Lámina basal
      Filamentos intermedios
      Microtúbulos
      Microfilamentos
    • Los cilios, flagelos y centriolos tienen una estructura común: Microtúbulos
      Cilios
      Flagelo
      Centrosoma: 2 centriolos
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      9
    • Propiedades de los microtúbulos, Filamentos intermedios y Microfilamentos
      USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      10
      Karp, Biología Celular y Molecular. 2010
    • Temario
      Introducción.
      Una breve revisión estructural de los microtúbulos.
      El centro organizador de microtúbulos: centrosoma, cuerpo basal.
      Cilios y flagelos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      11
    • MicrotúbulosEstructura
      Están conformados por subunidades de tubulina globulares diferentes unidas por enlaces no covalentes:
      -tubulina
      -tubulina
      La -tubulina expone el extremo menos.
      • La -tubulina expone el extremo más.
      α-tubulina, estaligado a GTP quenuncaeshidrolizado o intercambiado.
      β-tubulina, puedeunirse a GTP o GDP reversiblemente.
      • Las interaccionesquemantienenunido al dímero de tubulina son bastantefuertesqueraravez se disocian.
      USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      12
      Estructura terciaria del heterodímero de tubulina
    • Microtúbulos Estructura
      Cada protofilamentoen un microtúbulo esta ensamblado por subunidades que siguen la misma dirección.
      Los protofilamentos están alineados en paralelo.
      13 protofilamentos se asocian lado a lado mediante interacciones laterales formando un cilíndro: microtúbulo.
      Protofilamento
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      13
    • Extremo +
      Extremo -
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      14
    • Los microtúbulos son responsables de diversos movimientos celulares:
      Transporte intracelular: proteínas.
      Posicionamiento de vesículas de membrana.
      Localización de organelas: mitocondrias, lisosomas, retículo endoplasmático, etc.
      Separación de cromosomas en la mitosis.
      Movimiento de cilios y flagelos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      15
    • USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      16
    • Temario
      Introducción.
      Una breve revisión estructural de los microtúbulos.
      El centro organizador de microtúbulos: centrosoma, cuerpo basal.
      Cilios y flagelos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      17
    • Centros Organizadores de Microtúbulos (COMTs) (MTOCs, microtubuleorganizing centers)
      Lugar citoplasmático donde ocurre la nucleación de los microtúbulos y donde están anclados los extremos menos de los microtúbulos.
      Tiene dos funciones principales:
      Organización de los flagelos y los cilios eucariotas.
      Organización de la mitosis/meiosis mediante el huso mitótico/meiótico que separa los cromosomas durante la división celular.
      USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      18
    • En las células animales, los microtúbulos del citoesqueleto son típicamente nucleadas por el centrosoma, un estructura compleja que contiene dos centriolos en forma de barril rodeados de  material pericentriolar amorfo de alta densidad   electrónica.
      USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      19
    • Centros Organizadores de Microtúbulos (COMTs) (MTOCs, microtubuleorganizing centers)
      Hay un centrosoma por célula, cuando ésta se encuentra en la fase G1 o G0 del ciclo celular, y se suele localizar cerca del núcleo.
      El centrosoma se compone de dos compartimentos: uno central formado por un par de centriolos dispuestos de forma ortogonal y otro periférico formado por material proteico denominado material pericentriolar.
      USMP-FMH Amanzo.
      Los centriolos son estructuras
      Cilios Flagelos
      20
    • El centro organizador de microtúbulos
      Los microtúbulos no están distribuidos al azar en la célula.
      Se estructuran en forma radiada a partir del centrosoma.
      El centrosoma tiene dos centriolos orientados perpendicularmente uno respecto al otro.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      21
    • En células animales un centrosoma es el Centro Organizador de Microtúbulos(MTOC, microtubule-organizing center).
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      22
    • El Complejo en anillo de la tubulina gamma (γ-TuRCs ) en el material pericentriolar participa en la nucleación de los microtúbulos.
      Centriolo madre
      microtúbulo
      γ-TuRCs
      Centriolo hijo
      Fibras conectoras
      CENTROSOMA ANIMAL
      Compuesto por un par de centriolos:
      • centriolo madre con apéndices distal y subdistal
      • centriolo hijo rodeados por el material pericentriolar (PCM).
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      23
    • El centro organizador de microtúbulos
      • Se encuentra localizado cerca al núcleo.
      • Dirige:
      • El ensamblaje y orientación de los microtúbulos.
      • La dirección del tráfico vesicular.
      • La orientación de las organelas.
      Tubulina 
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      24
    • La tubulina (tubulina gamma)
      Componente universal de los centros organizadores de microtúbulos.
      Tiene un rol importante en la nucleación para la polimerización de microtúbulos.
      • La tubulina  (gamma) es parte del material pericentriolar que orienta a los microtubulos.
      Mientras la tubulinas y  son componentes regulares de los microtúbulos la tubulina  cumple un rol más especializado.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      25
    • La tubulina gamma y sus proteínas asociadas están localizadas alrededor del centrosoma.
      Son fundamentales para:
      La iniciación o nucleación durante el ensamblaje de microtúbulos.
      La organización de los microtúbulos.
      La tubulina (tubulina gamma)
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      26
    • El complejo en anillo de la tubulina gamma(-TuRC, -tubulin ring complex)
      Es un material pericentriolarmuy grande.
      Tiene forma de anillo y contiene al menos 6 proteínas además de la tubulina gamma.
      La -tubulina dirige el ensamblaje de microtúbulos al formar un núcleo de polimerización de las subunidades de tubulina.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      27
    • USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      28
    • El crecimiento de los microtúbulos puede ser afectado por sustancias químicas
      Unión a GTP y lenta hidrólisis
      Heterodímero de Tubulina de 53 y 55 KDa
      Microtúbulo
      (polímero cilíndrico)
      Extremo ( + ): en crecimiento o acortamiento.
      Extremo ( - ): estabilizado por su unión al centrómero.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      29
    • Drogas inhibidoras de la polimerización de tubulina
      Colchicina y colcemida: inhiben el ensamblaje de moléculas de tubulina para formar los microtúbulos provocando la despolimerización.
      Vinblastina y vincristina: inducen la formación de agregados de tubulina.
      Taxol estabiliza los microtúbulos.
      USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      30
    • Nucleación de los microtúbulos
      La nucleación se inicia en el extremo menos.
      Se crea un microtúbulo con 13 protofilamentos.
      Tubulina 
      Tubulina 
      Tubulina 
      M.E. Estructura de la γ-TuRCs
      Proteínas accesorias en el Complejo en anillo de la tubulina 
      M.E.
      Microtúbulo nucleado
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      31
    • Centrosoma
      • Se encuentra en todas las células eucariotas; excepto: plantas superiores.
      • Participa en :
      Organización de microtúbulos.
      Coordinación movimientos de cilios y flagelos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      32
    • Centrosoma - Estructura
      El centrosomaesta formado por dos centríolos.
      Cada centríolo esta estructurado por microtúbulos triples dispuestos perpendicularmente.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      33
    • El centrosoma tiene dos centriolos orientados perpendicularmente entre ellos.El centrosoma esta rodeado de material pericentriolar.
      Cilios Flagelos
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      34
    • El centrosoma y los microtúbulos organizan la polaridad de la célula:
      Sitio de nucleación
      (complejo en anillo de gamma tubulina, -TuRC)
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      35
    • Las células logran su polarización con la participación del MTOC
      Célula animal en interfase
      Cuerpo basal
      Flagelo o cilio
      Núcleo
      Centriolo
      MTOC, centro organizador de microtúbulos
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      36
    • Las células logran su polarización con la participación del MTOC
      Célula animal en mitosis
      Cromosoma
      Centriolo
      Huso de microtúbulos
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      37
    • Las células logran su polarización con la participación del MTOC
      Célula nerviosa
      Dendrita
      Axón
      Núcleo
      Cuerpo celular
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      38
    • La mayoría de microtúbulos presentan una orientación constante respecto al centro organizador de microtúbulos(MTOC).
      Los extremos menos se orientan hacia el centro organizador de microtúbulos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      39
    • Los microtúbulos participan en al separación de los cromosomas durante la mitosis formando las fibras del Huso acromático.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      40
    • Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      41
    • Los centriolos participan activamente en el ciclo celular
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      42
    • Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      43
    • USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      44
    • Los microtúbulos son “pistas” para la movilización de las organelas y vesículas.
      Vesículas
      Mitocondria
      Golgi
      Lisosoma
      Lisosoma
      Kinesinas: dirigen las estructuras hacia el extremo “más”.
      Dineínas: dirigen las estructuras hacia el extremo “menos”.
      MTOC: centro organizador de microtúbulos
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      45
    • Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      46
    • Las proteínas mal plegadas pueden formar agresomas en el Centro organizador de microtúbulos.
      Ocurre si no son destruidas en el Proteosoma 26S después de sufrir ubiquitinación.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      47
    • USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      48
    • USMP-FMH Amanzo
      Cilios Flagelos
      49
    • Temario
      Introducción.
      Una breve revisión estructural de los microtúbulos.
      El centro organizador de microtúbulos: centrosoma, cuerpo basal.
      Cilios y flagelos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      50
    • Cilios y flagelosPresentan la misma estructura básica
      Cilios:
      Son muchos.
      Son cortos.
      Siempre presentan la misma estructura.
      Se encuentran sólo en eucariotas
      Flagelos:
      Son pocos.
      Más gruesos y más largos.
      Varían en su estructura.
      Presentes en eucariotas como en procariotas, con estructura diferente.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      51
    • Cilio o flagelo
      Microtúbulos dobles
      Arreglo: 9 + 2
      Cuerpo basal
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      52
    • Casi todos los microtúbulos de las células son tubos simples.
      Doble
      (cilios y flagelos)
      Triplete
      (cuerpos basales, centriolos)
      Simple
      • Los cilios, flagelos, cuerpos basales y centriolos tienen microtúbulos dobles o triples.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      53
    • microtúbulos
      • Túbulo A: un microtúbulo completo de 13 protofilamentos.
      • Uno o dos túbulos adicionales (B y C): microtúbulos incompletos compuestos por 10 protofilamentos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      54
    • Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      55
      • Todos los cilios y flagelos eucariotes tienen una estructura semejante.
      • Tienen un haz central de microtúbulos : axonema.
      Existen células que tienen movilidad en un medio líquido:
      Espermatozoides.
      Protozoarios.
      Células epiteliales de mamíferos.
      disposición: 9 + 2
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      56
    • Cilios y flagelos
      Los cilios y los flagelos eucarióticos tienen una estructura muy similar:
      Diámetro: 0,25 μm.
      Axonema: constituído por microtúbulos y sus proteínas asociadas.
      Longitud variable: algunasmicras a más de 2 milímetros.
      Muchas bacterias también tienen flagelos de estructura diferente carentes de microtúbulos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      57
    • axonema
      Diagrama del axonema
      Membrana plasmática
      Par central
      dineína
      Doblete externo
      Doblete externo
      puente
      rayo
      El axonemaes la estructura interna axil de los cilios y flagelos de las células eucariotes.
      Es una estructura microtubular con una disposición de 9 pares de microtúbulos periféricos y 1 par central (9+2).
      Constituye el elemento esencial para la motilidad.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      58
    • Cilios y flagelos
      Se compone de un haz de fibras recubierto por una membrana y recibe el nombre de axonema.
      El axonema consta de:
      Un anillo de 9 microtúbulos dobles que rodean a un par de microtúbulos centrales simples.
      Axonema
      Disposición “9 + 2”
      Cilios Flagelos
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      59
    • Cilios y flagelos
      Cada microtúbulo doble tiene un túbulo A y otro B.
      Los túbulos A son microtúbulos completos con 13 protofilamentos.
      Los túbulos B son incompletos y tienen 10 protofilamentos.
      B
      A
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      60
      • El axonema se mantiene unido por tres conjuntos de conexiones cruzadas proteicas:
      Puentes periódicos que conectan el par de microtúbulos centrales (a manera de peldaños). Rodeados por una vaina interna.
      La proteína nexinaque es sumamente elástica, conecta microtúbulos dobles externos adyacentes.
      Conexiones radiales que parten de los microtúbulos simples centrales a cada túbulo A de los microtúbulos dobles externos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      61
    • Cilios y flagelos
      Cada subfibra A esta unida a los brazos de dineína:
      un brazo interior de dineína.
      un brazo exterior de dineína. 
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      62
    • Los microtúbulos dobles se continúan en toda la longitud dell cilio o flagelo.
      Existe una hilera interna y otra externa de brazos de dineína adosados al túbulo A de cada microtúbulo doble.
      Los brazos de dineína se extienden hasta el túbulo B del microtúbulo doble adyacente.
      Brazos de dineína
      Túbulo A
      Túbulo B
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      63
    • Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      64
    • Dineína
      • Las dineínas del axonema son complejos multimonómeros de cadenas pesadas, cadenas intermedias y cadenas ligeras.
      • Se organizan mediante un gran dominio de cabeza globular unidos a pequeños dominios globulares a través de un tallo.
      Cilios Flagelos
      Es 10 veces más grande que las kinesinas
      USMP-FMH Amanzo
      65
    • Dineína
      Se han identificado 8 a 9 cabezas pesadas diferentes capaces de hidrolizar ATP.
      Las cadenas ligeras e intermedias median la unión de la dineína al túbulo A regulando la actividad de la dineína.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      66
    • Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      67
    • Ultraestructura de cilios y flagelos
      Axonema
      Microtúbulos externos dobles
      Microtúbulos centrales
      Membrana plasmática
      Cilio: 2 microtúbulos.
      Brazos de dineína
      Cuerpo basal
      Centriolo: 3 microtúbulos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      68
    • Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      69
    • Cilios y flagelos
      En el sitio de fijación a la célula el axonema se conecta con el cuerpo basal.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      70
    • El cuerpo basal es una estructura cilíndrica de 0,4 m de largo por 0,2 m de ancho.
      Contiene 9 microtúbulos triples al igual que los centriolos.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      71
    • Cilios y flagelos
      • Los túbulos A y B de los cuerpos basales se continúan dentro de la vaina del axonema.
      • El túbulo C termina dentro de la zona de transición entre el cuerpo basal y la vaina.
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      72
    • Cilio
      Cilios Flagelos
      USMP-FMH Amanzo
      73
    • Cilios
      Se disponen densamente empaquetados en las superficies libres de numerosas células:
      Mucosa respiratoria: unos 200 cilios/célula que pulsan en sincronía para movilizar el moco hacia la garganta .
      Mucosa de los conductos del aparato reproductor femenino de mamíferos: movilizan el óvulo.
      Branquias de los peces y bivalvos.
      También aparecen en protozoos.
      Los organismos unicelulares los usan para moverse ellos mismos (“reman”) o para arremolinar el líquido que les rodea y así atraer alimento.
      Expansiones celulares filiformes.
      Miden: 0,25 µm de diámetro y unos 10 a 15 µm de longitud.
      Presentes en células animales y en algunos protozoos.
      Son estructuras móviles y su principal función es desplazar fluidos.
      Cilios Flagelos
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    • Cilios
      El tipo de movimiento que realizan es de bateo, a modo de látigo, de manera sincronizada.
      Produce una especie de ola que desplaza el fluido en una dirección paralela a la superficie de la célula.
      Una función del movimiento ciliar descubierta recientemente está implicada con el establecimiento de la lateralidad de determinadas estructuras de los vertebrados durante el desarrollo embrionario.
      Cilios Flagelos
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    • Cilios
      • Son orgánulos de apariencia capilar en las superficies de muchas células animales y vegetales.
      • Funciones:
      • Mueven fluido sobre la superficie de la célula.
      • Impulsan a «remo» células simples a través de un fluido.
      • En los seres humanos, por ejemplo, las células epiteliales que recubren el tracto respiratorio tienen cada una unos 200 cilios que pulsan en sincronía para impulsar la mucosidad hacia la garganta para su eliminación.
      Cilios Flagelos
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    • Vista lateral
      Vista superior
      Movimiento ciliar
      Cilios Flagelos
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    • Flagelo
      Cilios Flagelos
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    • Flagelos
      Similares en estructura a los cilios pero mucho más largos y un poco más gruesos.
      Longitud : 150 µm
      Su principal misión es desplazar a la célula.
      Son mucho menos numerosos que los cilios en las células que los poseen.
      Su movimiento es diferente:
      no desplazan el líquido en una dirección paralela a la superficie de la célula sino en una dirección paralela al propio eje longitudinal del flagelo.
      Los flagelos son frecuentes en células móviles como ciertos organismos unicelulares y gametos masculinos.
      Cilios Flagelos
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    • Cilios Flagelos
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    • Cilios Flagelos
      En el espermatozoide:
      • Se originan ondas sucesivas de curvatura en la base, que se propagan hacia la punta.
      • Estas ondas presionan contra el líquido e impulsan a la célula hacia adelante.
      • Los golpes se producen con una frecuencia de 5 a 10 por segundo.
      El golpe es producido por un deslizamiento controlado de los microtúbulos dobles externos.
      Golpe de fuerza
      Golpe de recuperación
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    • Movimiento flagelar
      Dirección del nado
      Movimiento ciliar
      Dirección del movimiento del organismo
      Dirección de la remada de recuperación
      Dirección de la remada activa
      Cilios Flagelos
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    • Cilios Flagelos
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    • Cilios Flagelos
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    • El Flagelobacteriano
      Cilios Flagelos
      ¡Tieneestructuradiferente!!!
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      1) filamento, 2) espacio periplásmico,
      3) codo, 4) juntura, 5) anillo L, 6) eje,
      7) anillo P, 8) pared celular, 9) estátor,
      10) anillo MS, 11) anillo C, 12) sistema de secreción de tipo III, 13) membrana externa, 14) membrana citoplasmática, 15) punta.