Citoesqueleto y motilidad celular

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Mg. Vania Mallqui Brito

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Citoesqueleto y motilidad celular

  1. 1. Citoesqueleto y Motilidad celularMg.Vania Mallqui Brito
  2. 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. 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. 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. 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. 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. 7. Citoesqueleto está compuesto por sistema primario de fibras asociadosa PROTEINAS ACCESORIAS, se clasifican en:1. P. Reguladoras2. P. Ligadoras3. P. Motoras
  8. 8. Funciones citoesqueletoA. Cel epitelial. B. célula nerviosa C. cel en división
  9. 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. 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. 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. 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. 13. ESTRUCTURA DE LOS MICROTUBULOS
  14. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 21. Estructura de los filamentos intermedios
  22. 22. Clasificación proteínas de FI
  23. 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. 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. 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. 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. 27. PROPIEDADES FIBRAS CITOESQUELETO
  28. 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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