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Citoesqueleto y motilidad celular

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Mg. Vania Mallqui Brito

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  • 1. Citoesqueleto y Motilidad celularMg.Vania Mallqui Brito
  • 2. Generalidades-Esqueleto de un vertebrado.-Elementos endurecidos que sostienen tejidos blandos del cuerpo,función clave en movimientos corporales.-Propio células eucarióticas-Estructura supramolecular “red tridimencional”-Define forma “arquitectura” celular.-Movimiento y transporte intracelular (proteínas motoras)-Media procesos de endocitosis y exocitosis-Participación activa mitosis y procesos modulación de receptores desuperficie (define conformación y función receptores)-Crea compartimientos
  • 3. -La idea que célula es amorfa y gelatinosa es errónea-Matriz fibrosa de proteínas se extiende por citoplasma entre elnúcleo y cara interna de la membrana plasmática, ayudando a definirforma de la célula e interviene en locomoción y división celular.“citomusculatura”.-La célula eucariota organiza movimientos directos: migrar,alimentarse, dividirse y dirigir coordinadamente el transportemateriales intracelulares.-Este movimiento está asociado “disipación Eº”, a travésmicrotúbulos y filamentos actina, convierte Eº derivada ATP enmovimiento dirigido.-Otro movimiento direccionado y que consume ATP está mediadopor ensamblaje polarizado de polímeros (actina)
  • 4. - Componentes citoesqueleto: 1. Microtúbulos (largos, huecos y sin ramificaciones) 2. Microfilamentos (sólidas, delgadas, formando red) 3. Filamentos intermedios (resistentes, exclusivo eucariotas ) *Sistemas primarios fibras- Poliméros subunidades proteicas unidos enlaces no covalentes- Cada filamentos características y propiedades definidas.- Se sabe en actualidad ciertos procariontes contienen proteínas similares a tubulina y actina, se presume que las células eucariotas tienen sus raíces evolutivas en estas células procariotas (microtúbulos y microfilamentos)
  • 5. •Citoesqueleto complejo sistema tridimensional de fibrasproteínicas que intervienen en movilidad y forma célula•Microtúbulos y microfilamentos polimerizan ydespolimerizan de acuerdo a diferentes condiciones.•Desplazamiento organelos y partículas se da a travésmotores moleculares presentes citoesqueleto.•Cilios y flagelos difieren número, tamaño y movimiento.
  • 6. Funciones citoesqueleto1. Estructura y soporte, andamio dinámico, puede determinar forma célula y resistir fuerzas que tienden a deformarla.2. Posición de los organelos (marco interno)3. Transporte intracelular, (mRNA a ciertas partes de la célula, transporte de neurotransmisores)4. Generador de fuerza, unicelulares “arrastramiento” multicelulares (espermatozoide, leucocitos, fibroblastos)5. División celular componente esencial, (cromosomas, mitosis, meiosis, citocinesis)
  • 7. Citoesqueleto está compuesto por sistema primario de fibras asociadosa PROTEINAS ACCESORIAS, se clasifican en:1. P. Reguladoras2. P. Ligadoras3. P. Motoras
  • 8. Funciones citoesqueletoA. Cel epitelial. B. célula nerviosa C. cel en división
  • 9. Microtúbulos-Estructuras tubulares y huecas, forman parte huso mitótico, centrocilios y flagelos.-Diámetro 25 nm, pared con grosor 4 nm.- Pared compuesta proteínas globulares “protofilamentos”, dispuestasen hileras unidos por enlace no covalente.-Se ensamblan subunidades tubulina alfa y beta (dímeros) Aprox. 55KD (GTP) Polimerización de la tubulina a partir de tubulinas alfa y beta
  • 10. -Microtúbulos manifiestan polaridad, un extremo tiende a lapolimerización o despolimerización a mayor velocidad (extremo +)y en el otro extremo ocurre lo mismo pero a menor velocidad(extremo).-“Extremo más” termina con subunidad beta; el extremo contrario“Extremo menos” termina con subunidades alfa (todos poseen lamisma polaridad por lo que participa en el crecimiento de estaestructura y actividades dirigidas)-Dependen interacción filamentos actina y la proteína motoramiosina, ATP asa que acopla hidrólisis de ATP. Extremos + y - de un microtúbulo
  • 11. -Proteínas relacionadas con los microtúbulos (MAPs) estabilizanmicrotúbulos y promover su ensamble.-Actividad MAP se controla por cinasas y fosfatasas, se cree que unnivel muy alto de fosforilación de una de las MAP (tau) participa enprocesos degenerativos (enfermedad de Alzheimer).-Resisten fuerzas que puedan comprimir fibras.-Transporte axónico.-Microtúbulos son similares sin embargo presentan diferenciasmarcadas en estabilidad. Ej. Del huso mitótico son muy lábiles que delas neuronas, cilios y flagelos son muy estables.-Proteínas motoras convierten Eº química (ATP) en Eº mecánica,pueden agruparse en 3 familias: cinesinas, dineínas y miosinas.-Cinesinas y dineínas: microtúbulos- miosina: microfilamentos
  • 12. MAP por su localización se clasifican en:1. Citoplasmáticos (célula en interfase)2. Mitóticos (fibra del huso)3. Ciliares (en el eje de los cilios)4. Centriolares (en cuerpos basales y centríolos)
  • 13. ESTRUCTURA DE LOS MICROTUBULOS
  • 14. Cinesinas-1985 Ronald Vale y col. Aislaron proteína motora de los axones delcalamar gigante y denomino cinesinas.-Tetrámero 2 cadenas ligeras y pesadas.-2 cabezas globulares “máquinas”, hidrolizan ATP . Cuello, tallo ycola. Mecanismo “mano sobre mano”-Interactúan las 2 cabezas.Dineína citoplasmática-1963 se descubrió la proteína motora de ciliosy flagelos llamaron “dineína”.Presente en elreino animal.-PM 15 millones daltones, 2 cadenas pesadas,varias intermedias y ligeras (10 veces másgrande cinesina)-La cabeza actúa como máquina generadora defuerza.
  • 15. Motilidad: Cilios y flagelos-Proyecciones del citoesqueleto que sobresalen la membranaplasmática.-Organelos móviles muy diferentes de procariontes.-Cilios y flagelos son la misma estructura, se emplea paradiferenciar tipo de célula del que se proyecta y tipo movimiento.- Cilios se encuentra en grandes cantidades y actividad coordinada,epitelio vías respiratorias, ej. barren fluidos sobre célulasestacionarias en el epitelio de la tráquea y tubos del oviductofemenino (trompas de Falopio).-Los flagelos importantes movimiento celular, más largos quecilios estructuras internas de microtúbulos son similares.
  • 16. -Centro cilio Axonema, conjuntode microtúbulos recorrelongitudinal por todo organelo,estructura 9 microtúbulos doblesperiféricos que rodean 1 parcentral disposición “9 + 2”.-Túbulos centrales estánencerrados por proyecciones“vaina central” se conenctan contubulos A de las parejasperifericas por “rayos radiales”.-Las parejas conectadas entre sipor “nexina” proteína elástica
  • 17. - La movilidad del axonema se produce por el deslizamiento de unosdobletes periféricos respecto a otros, siendo la DINEINA ciliar(ATPasica), proteína responsable de este proceso, sus funciones son: *Mantener unidos microtúbulos *Generar la fuerza que permite el movimiento *Regular interacción de los componentes axonema. -Se considera que los cilios se mueven 10 a 40 veces por segundo, queda claro que este movimiento tiene una regulación precisa. -Empieza con la regulación “brazo de dineina”. -El par central rota mientras el cilio o flagelo se mueve, con adición de grupos fosfatos.
  • 18. Movimiento organelos internos-MAP son motores proteicos ligan dos moléculas y usa ATP ,provocan desplazamiento de una molécula con respecto a la otra.-Proteínas un extremo motor que unen al citoesqueleto(microtúbulos y actina) y por el extremo ligante se une a diferentesestructuras moleculares, ej. organelas, vesículas u otras proteínasdel citoesqueleto. *Miosina se une a actina *Quinesina se une a microtúbulos *Dineína se une a microtúbulos Movimiento de proteínas motoras sobre los microtúbulos
  • 19. Disposición de los microtúbulos en el axón de una neurona-Transporte anterógrado, del cuerpo celular a la terminal sináptica-Transporte retrógrado, de la terminal al cuerpo celular. (Transportanneurotransmisores).
  • 20. Filamentos Intermedios (FI)-Sólidos, ramificados y poco solubles, diámetro aprox. 10 nm-Presentes en células animales.-Fibras muy fuertes fuerza mecánica a células sometidas a tensión física,como neuronas, células musculares y epiteliales que recubren cavidadescuerpo.-FI no presentan extremo + y extremo --4 protofibrillas conforman un FI.-Son apolares.-Presenta proteínas asociadas a los filamentos intermedios (IFAPs)-Mayoría cel. Adultas un solo tipo FI, patrón distribución puede ayudaral Dx. Oncológico.
  • 21. Estructura de los filamentos intermedios
  • 22. Clasificación proteínas de FI
  • 23. Microfilamentos - Finas fibras de proteínas 8 nm de diámetro.Microfilamentos conmarcador fluorescente -Compuestos proteína contráctil actina, proteína celular más abundante. -Actina + Miosina = contracción muscular - Realiza movimientos celulares, desplazamiento, contracción y citocinesis. -En presencia de ATP los monómeros de actina se polimerizan, forma filamento helicoidal flexible -Filamento de actina o “actina- F” son sinónimos
  • 24. Polimerización y despolimerización de los filamentos de actina-Antes de incorporarse como microfilalmento, un monómero de actina seune con un ATP, por ATPasa.-La célula mantiene equilibrio entre las formas monoméricas ypoliméricas de actina.-Miosina “motores” del filamento actina, se mueven al extremo positivode un filamento actina (excepto 2 miosinas no convencionales se muevenen sentido contrario).Se dividen en: miosinas convencionales (tipo II) y no convencionales I, III a XVIII.
  • 25. -Toda miosina, dominio motor “cabeza” se une filamento actina y alATP, hidroliza e impulsa el motor de miosina.-Dominios cola son muy diversos.
  • 26. Distribución celular1. Filamentos Transcelulares2. Filamentos Corticales (debajo de la MP)En células epiteliales, filamentos transcelulares transportanorganoides, asociados a miosina I.En células tejido conectivo los filamentos de actina transcelularesse llaman fibras tensoras asociadas a miosina II.Los filamentos de actina rol principal en la motilidad celular,decisiva en el desarrollo embrionario.En células musculares los filamentos de actina no se acortan ni sealargan.La droga citocalasina B provoca la despolimerización de losfilamentos de actina, debido a que se une a sus dos extremos ybloquea su crecimiento.
  • 27. PROPIEDADES FIBRAS CITOESQUELETO
  • 28. Distribución de los componentes del citoesqueleto en la célula1. Filamentos intermedios unidos a desmosomas2. Microtúbulos partiendo del centrosoma3. Microfilamentos en el polo apical de la célula-(actina enmicrovellosidades).

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