UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE PORRAS

FACULTAD DE MEDICINA HUMANABIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

CITOESQUELETO2015-II

PROFESOR: Hélmer Lezama, MSc.

USMP-FMH-FN-BCM-2015-II H. Lezama *

CITOESQUELETO Microtúbulos,

microfilamentos y

filamentos intermedios

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

H.Lezama

CITOESQUELETO

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

CITOESQUELETO⦿ 1970, Porter, Buckely y Wolosewick.

⦿Retículo microtrabecular

› Microscopio electrónico de alta aceleración. Secado a punto crítico.

› Retículo de finas trabéculas que sostiene los orgánulos citoplasmáticos como mitocondrias, retículo endoplasmático, polisomas, etc.

› Estructura dinámica, responde a cambios morfológicos y fisiológicos.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

CITOESQUELETO⦿ Forma de las células.

⦿ Mantiene posición de las organelas.

⦿ Pista para mover organelas, cromosomas y otras estructuras.

⦿ Genera movimiento celular.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

CITOESQUELETO•Forma parte de organelos locomotores como cilios y flagelos.

•Forma sitios para fijar mRNA.

•Interviene en la transmisión de señales del ambiente extracelular al interior de la célula.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROTÚBULOS:Estructura

•Tubos cilíndricos largos de 24nm de diámetro y pared de 5nm de espesor.

•Dos subunidades globulares (α y β) de tubulina.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROTÚBULOS

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

HUSO ACROMATICO

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

HUSO ACROMÁTICO

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

Protofilamento

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROTÚBULOS: función⦿Andamio para determinar la forma celular.

⦿Pistas para que se muevan las organelas y vesículas.

⦿Forman las fibras del huso para separar los cromosomas durante la mitosis.

⦿Se disponen en forma geométrica dentro de

flagelos y cilios para la locomoción.USMP-FMH-FN-BCM-2014-II

H. Lezama *

MICROTÚBULOS: Ensamblaje

Heterodímeros de tubulina se adicionan al extremo de crecimiento.

El ensamblaje es dependiente de GTP.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROTÚBULOS: Ensamblaje

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROTÚBULOS: protofilamentos•Cada subunidad globular consta de una sola molécula de tubulina.

•La subunidades se disponen en hileras longitudinales llamadas protofilamentos, alineados paralelamente al eje mayor del túbulo.

•En un corte transversal se nota que los microtúbulos casi siempre contienen 13 subunidades por cada circunferencia.

•Cada protofilameto presenta una estructura asimétrica con α-tubulina en un extremo y β-tubulina en el otro.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROTÚBULOS: polaridad

•Presenta dos extremos diferenciables: Más y menos.

•La polaridad estructural de los microtúbulos es un factor importante en el ensamblaje de las organelas y en la participación en actividades mecánicas dirigidas.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROTÚBULOS: PRM Proteínas relacionadas con microtúbulos:

En tejido cerebral. PRM4 en varias células.

•Frecuentemente las PRM tienen:- Una porción globular o cabeza que se fija al lado

del microtúbulo.- Una porción filamentosa o cola que se extiende

hacia fuera, a partir de la superficie del microtúbulo

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

PRM - MICROTÚBULOS•Interconectan microtúbulos formando haces visibles (puentes transversales).

•Incrementan la estabilidad de los microtúbulos.

• Alteran la rigidez e influyen en la velocidad del ensamblado de los microtúbulos.

•Su actividad está controlada por fosforilaciones – desfosforilaciones (proteinkinasas) en un aminoácido particular.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROTÚBULOS - PRM

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MOTORES MOLECULARES• Proteínas que operan en coordinación con el

citoesqueleto.

• Son transductores mecanoquímicos. Convierten la energía química (ATP) en energía mecánica para desplazar cargas celulares fijas al motor.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MIOSINAS

KINESINAS DINEÍNAS

MOTORES MOLECULARES⦿Kinesinas y dineínas se mueven a lo largo

de microtúbulos.

⦿Miosina se desplaza a lo largo de microfilamentos.

⦿La carga celular incluye vesículas, mitocondrias, lisosomas, cromosomas y otros filamentos citoesqueléticos.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MOTORES MICROTUBULARES•Kinesinas: contituídas por dos cadenas pesadas que se entrelazan en la región del tallo.

La cabeza generadora de fuerzas se une al microtúbulo.

•La cola se une a la carga transportada.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

KINESINA⦿1985. De axón de calamar gigante.⦿Son una familia de proteínas.⦿Los dominios motores o cabezas tienen secuencias

semejantes, se desplaza por los microtúbulos.⦿Las colas tienen secuencias diferentes de acuerdo a las

diferentes cargas que transportan.⦿Se desplaza hacia el extremo más.⦿En neuronas los extremos positivos de los microtúbulos

se dirigen hacia las terminales sinápticas. Las kinesinas intervienen en el movimiento anterógrado.

DINEÍNAS CITOPLASMÁTICAS⦿1963. En células nerviosas.

También está en otras células.⦿Responsable del movimiento

de flagelos y cilios.⦿Proteína enorme, 9 a 10

cabezas grandes, globulares, generadoras de fuerza.

⦿Se mueven hacia el extremo menos del microtúbulo. Movimiento retrógrado.

⦿ Generador de fuerza para el movimiento del cromosoma durante la mitosis.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROFILAMENTOS •Finas fibras proteicas.

• En diferentes células, debajo de la membrana como hilos de 3-6 nm de diámetro.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

•Compuestos predominantemente por la proteína contráctil actina.

• La estabilidad de actina está controlada por ATP y iones Ca++.

MICROFILAMENTOS: función

⦿Intervienen en el movimiento de células no musculares: desplazamiento, contracción citocinesis.

⦿La asociación con la proteína miosina es la responsable de la contracción muscular.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

ACTINA

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

ACTINA•Es una de las proteínas más abundantes del músculo.

•10% de todas las proteínas que forman el fibroblasto. El 15% en amebas y plaquetas y el 2% en hepatocitos .

•Proteína globular. Hay hasta 6 tipos.

•Actina α sólo en músculo.

• Se conocen 4 tipos de actina α de músculos: estriado, cardiaco, liso vascular y liso entérico.

•En células no musculares: variedades β y γ.USMP-FMH-FN-BCM-2014-II

H. Lezama *

POLIMERIZACIÓN Y DESPOLIMERIZACIÓN DE ACTINA(dependiente de ATP)

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROFILAMENTOS: ensamblaje

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

POLIMERIZACIÓN DE ACTINA: GENERADOR DE MOVIMIENTO

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROVELLOS Y ESTEREOCILIOS

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROFILAMENTOS PROTEINAS RELACIONADAS

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MICROFILAMENTOS PROTEINAS RELACIONADAS

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

MOTILIDAD DE MIOSINA

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

FILAMENTOS INTERMEDIOS- Formados por diferentes proteínas relacionadas.

- Polímeros muy estables y resistentes.

- Especialmente abundantes en citoplasma de células sometidas a fuertes tensiones mecánicas.

- Tienen un diámetro de 10 nm.

- Proveen fuerza de tensión a la célula, ya que su función consiste en repartir las tensiones, que de otro modo podría romper la célula.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

FILAMENTOS INTERMEDIOS (FI)

⦿Solo se han identificado en células animales.⦿Son de 6 clases:⦿Queratina: células epiteliales⦿Vimentina: células de origen mesodérmico.⦿Desmina: células musculares.⦿Glial: células gliales.⦿Neurofilamentos: neuronas.⦿Periferina: neuronas del SNC.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

FILAMENTOS INTERMEDIOS

•Son muy resistentes a las fuerzas de tracción.

•Son más estables a la fragmentación química.

•Difíciles de solubilizar utilizando procedimientos leves de extracción.

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

QUERATINA

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

FIBROBLASTOS EN PROCESO DE FIJACIÓN

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *30, 60 min 2 y 24 horas

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

LOCOMOCIÓN CELULAR

FORMACIÓN DEL TUBO NEURAL

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *

FORMACIÓN DEL TUBO NEURAL

USMP-FMH-FN-BCM-2014-II H. Lezama *