El CITOESQUELETO

El CITOESQUELETO

1. Constituido por una red de polímeros proteicos - proporcionan soporte estructural a la célula, posicionan los órganulos en el citoplasma y están implicados en funciones importantes como el movimiento y división celular, o transporte de vesículas.

   • Alto dinamismo - polímeros que lo componen están en constante proceso de formación y destrucción
     • Principales Elementos:
       • MICROTÚBULOS
         • Compuestos principalmente por la proteína TUBULINA y forman cilindros de 25 nm de diámetro
           • Largas estructuras cilíndricas huecas - diámetro exterior 25 nm - diámetro interior 14 nm. La pared del microtúbulo formada por 13 protofilamentos compuestos de heterodímeros de: α- y β- TUBULINA - se ensamblan mediante adición longitudinal y reversible de estos heterodímeros. Los procesos de POLIMERIZACIÓN y DESPOLIMERIZACIÓN se pueden estudiar in vitro (tubulogénesis).
             • Las primeras fases de la POLIMERIZACIÓN - ensamblaje se produce por adición de heterodímeros de α- y β- tubulina - da lugar a oligómeros que constituyen un núcleo inicial de formación del Microtúbulo: NUCLEACIÓN. Posteriormente, la unión de nuevos heterodímeros de α- y β- tubulina a ambos lados del núcleo provoca la ENLONGACIÓN (gran velocidad). Finalmente, se llega a un estado de EQUILIBRIO, en el que el microtúbulo se mantiene con una longitud más o menos constante (Fase de meseta) adición y eliminación de tubulina son semejantes. Las unidades de α- y β- tubulina también se pueden desprender de los microtúbulos - proceso de formación/destrucción.
               • El crecimiento de un microtúbulo tiene lugar preferente por un de los extremos. EXTREMO (+) y EXTREMO (-) -- Polaridad. En el extremo (-) queda situada la α-tubulina, mientras que el en extremo (+) se situa la β-tubulina. POLARIDAD: la concentración necesaria para que las mol de tubulina se adhieran al polímero es diferente a ambos lados. Se necesita menos concentración de tubulina en el extremo (+) para que produzca la polimerización - este extremo crece con más facilidad que el (-).
                 • Dinámica de polimerización/despolimerización. Los dímeros de α- y β- tubulina-GTP se añaden en el extremo (+), pero la β-tubulina-GTP pasa a β-tubulina-GDP - más inestable. La formación de un casquete de tubulina-GTP protege el extremo (+) - rápida polimerización. Si la concentración de tubulina-GTP disminuye - se pierde el casquete y se produce una abrupta destrucción del microtúbulo. Intercambio rotatorio en los microtúbulos.
                   • La génesis de nuevos microtúbulos en el citoplasma celular depende de los centros organizadores de microtúbulos MTOC - regiones muy características de las células - actúan como lugares de nucleación de los microtúbulos. MTOC incluyen estructuras cel como los centríolos y los cuerpos basales de cilios y flagelos. En los MTOC se encuentra la γ-tubulina - esecnail para la tubulogénesis.
                 • Agrupaciones
                   • CENTRÍOLOS
                     • Nueve tripletes - estructura cilíndrica - no posee en parte central - A (13 protofilamentos), B y C (10 protofilamentos) - NEXINA
                       • Organización del huso mitótico
                         • Dinamica de microtúbulos papel esencial durante los mov. de los cromosomas y las cromátidas. En la Anafase A las cromátidas se mueven hacia los polo; en la Anafase B se produce una separación de los polos. La desp de los microtúbulos en los cinetocoros de las cromátidas y la acción de las proteínas motoras - cromátidas migren hacia los polos. La polim de los microtúbulos, junto con sus separación, provoca el alejamiento de los polos en la Anafase B
                   • CILIOS
                     • Proyecciones cel cilíndricas - 0,25 µm x 5 µm - superficie libre de las células - eje de 9 dobletes
                       • Móviles
                         • - tallo, cuerpo basal y raíces ciliares. - mov. batido ciliar: 2 fases - golpe fuerte (energía) y golpe de recuperación. - desplazamiento del moco para arrastrar material particulado, bacterias, etc.
                       • Inmóviles
                         • Cilio primario (inmóvil) - control de respuestas sensoriales
                           • Situs inversus
                   • FLAGELOS
                     • Función motora - espermatozoides: cabeza y cola: pieza intermedia (mitocondrias), pieza principal y pieza final.
               • Agentes y fármacos que modifican la formación de microtúbulos
                 • - TAXOL (taxus baccata) aumenta la estabilidad de los microtúbulos - demasiados rígidos - inhibe la despolimerización de los microtúbulos, no hay dinamismo en mitosis; cél mueren en apoptosis. (taxanos). - COLCHICINA (colchicum autumnale) impide la polimerización de los microtúbulos l unirse a subunidades de tubulina libres y evit que se incorporen al microtúbulo; detiene mitosis en metafase. - CITOCALASINA B inhibe la polimerización de actina en los microfilametos, al unirse a los extremos (+). - ALCALOIDES de plantas herbáceas del género Vinca.
                 • Relación con el caso
         • Principales funciones:
           • - Contribuyen al establecimiento de la forma particular de c/cél. - Participan en el movimiento celular. - Permiten el transporte de vesículas y órganulos a lo largo del citoplasma y el mantenimiento de órganulos en det localizaciones cel. - Procesos de endocitosis y exocitosis. - Papel esencial en el mov. de los cromosomas y cromátidas. - Constituyen los centríolos cel. - Forman el axonema de los cilios y flagelos.
         • Proteínas asociadas
           • Motoras
             • consumen energía - llevar vesículas u órganulos
               • QUINESTINAS Y DINEÍNA
                 • Movimiento de vesículas - quinesina desde el extremo (-) al extremo (+) - dineína en sentido opuesto.
           • No motoras
             • funciones estructurales - formación de haces y redes, estabilización
               • Proteínas que participan en el mantenimiento estructural - desestruturación y disociación - tau (τ) confiere estabilidad y que se agrupen en haces paralelos. taupatías - Alzheimer.
       • FILAMETOS INTERMEDIOS
         • Diámetro de 8-12 nm - polímeros de gran estabilidad estructural - mantenimiento del citoesqueleto y resistencia frente a tensiones mecánicas. Formados por proteínas diversas (filamentosas y no globulares. No presentan polaridad. No precisan de ATP o GTP. No poseen función motora - principalmente estructural
           • + 50 proteínas distintas - seis clases, dependiendo de su secuencia de aminoácidos y estructura proteica. Células epiteliales - neuronas (láminas nucleares) - MONOMEROS: proteínas filamentosas - peso molecular etre 40 y 210kDa, largo dominio central en hélice α formado x aprox. 310 aminoácidos, flauqeado por un dominio Nh2 y otro COOH - se asocian entre sí para formar el filamento. Formación de dímeros (homodímeros) - QUERATINAS - fosforilación. PLECTINA (une a las integrinas en los hemidesmosomas y a los fil intermedios).
             • Enfermedades
               • Las mutaciones en las CK - muchas en la piel - Epidermólisis bullosa: mut en genes de las CK 5 o 14 - destrucción del estrato basal de la piel (roturas-ampollas). Queratoma epidermolítico: mut en CK9 - queratosas (callosidades-ampollas)
       • MICROFILAMENTOS
         • ACTINA (finos) Y MIOSINA (gruesos)
           • diámetro de 7nm - constituidos x polímeros de actina - forman una doble cadena helicoidal. Actina tipo α (células musculares), β (no musculares) y γ (suele coincidir con la β)
             • Córtex celular - en células no musculares - compleja red de microfilamentos que proporciona rigidez estructural - permite deformaciones de la mem plasmática mediante contracción de los microfilamentos.
             • ACTINA muy abundante en células musculares esqueléticas, por todo el citoplasma formando parte de los SARCOMEROS.
               • Los microfilamentos constituidos x monómeros de actina. actina G (globular) y actina F (filamentosa). Extremo puntiagudo y extremo protuberante. La polimerización - las mol. quedan orientadas siempre en el mismo sentido - polaridad. Crecimiento: por el extremo (+) y decrece por el extremo (-). Las unidades de actina se incorporan por el extremo protuberante (+). Crecimiento o decrecimiento depende de la concentración de actina G. Intercambio rotatorio. Mantener la forma de las microvellosidades, promover el mov. de lameolipodios y filopodios, anclarse a un sustrato. Tambíen controla la densidad del citoplasma: mayor consistencia (gel); carece de redes y más fluido (sol).
                 • Proteínas unidoras de actina ABP
                   • - ADF/cofilina: se unen al la ADP-actina G y F - favorecen la tasa de disociación de la ADP-actina G en los extremos (-) induciendo despolimerización - origina ADF/cofilina-ADP-actina G (no se puede incorporar). - GELSOLINA: proteínas fragmentadora que actúa en presencia de Ca+2; se une a los extremos (+) impidiendo que crezcan. - ARP 2/3: ramificar; nucleación de la actina, favorece el inicio de polimerización. - RHO, RAC y CDC42: capacidad de unir nucleótidos de guanina. formación de fibras de estrés, formación de lamelipodios y de filopodios. mov. correcto. - FILAMINA: entrecruza los filamentos de actina formando ortogonales; anclaje de actina a la mem. plasmática; en ausencia en el citoplasma (estado sol). - WASP: promueve la polimerización de la actina; activa a ARP2/3 para comenzar la nucleación. - CORTACTINA: se une a ARP2/3 y lo activa; promueve la polimerización y estabilidas de los microfilamentos. - FIMBRINA Y VILLINA: en los microvellosidades y organizan en haces paralelos.
                     • - ACTINA α: fija filamentos de actina para formación de haces contractiles. - CAPZ: topanando el extremo (+) situados en el sarcómero; tipo gapping. - MIOSINA II: deslizamiento de filamentos delgados en la contracción del sarcómero. - MIOSINAS I y V: proteínas motoras; arrastre de microfilamentos en cél. no musculares y mov. de vesículas y orgánulos. - ESPECTRINA: se asocia a filamentos de actina para formar red de sostén ayuda a mantener la forma de eritrocitos. - TIMOSINA: une a actina G impidiendo su polimerización, permanece en su forma monomérica.
               • Utilización de la actina de cél. huésped por microorganismos.
                 • - LYSTERIA MONOCYTOGENES: listeriosis; se une a la cadherina E del epitelio del tubo digestivo, se incorpora en una vesícula de endocitosis; capaz de polimerizar actina G utilizando Arp2/3 para formar un haz de actina; permite a la bacteria recorrer el citoplasma; Las colas de actina pueden protruir esta mem. hacia la célula huésped contigua; invasión. - ESCHERICHIA COLI: enterobacteria, inf. intestinales. formación de actina F en posición perpendicular a la membrana apical (pedestal).
           • Formación de filamentos gruesos (miosina)
             • células musculares lisas y estriadas; interactúan con la actina; funciones motoras - contracción muscular, transporte de vesículas. Tres dominios: globular, cuello y cola. Capacidad de utilizar energía - ATPasa en cabeza globular. Miosina unida a la actina: contracción de músculo liso y estriado. Sarcómero (Músculo esquelético [Banda i, Banda A, Disco Z, Zona H] troponina (TnT, TnC, TnI) y tropomiosina) Discos intercalares (Músculo cardíaco, regulado por Ca+2) Músculo liso (depende de los niveles de Ca+2, MLCK, tropomiosina)
           • MIGRACIÓN CELULAR EN INTERACCIONES ACTINA-MIOSINA Y MOV. AMEBOIDE
             • Mov. de la célula y migración celular desarrollo embrionario, metástasis, movimientos de diapédesis de los leucocitos, etc. Lamelipodios (láminas externas) y filopodios(prolongaciones puntiagudas) Migración celular en un sustrato.
         • Funciones
           • - Contracción del sarcómero (cél. musculares esqueléticas) contacción de las fibras del músculo liso. - Mantenimiento de la forma. - Movimientos de las células. - Forman el anillo contráctil en la citocinesis. - Sostén de microvellosidades y estereocilios. - Desplazamiento de vesículas.
             • Los filamentos de actina interaccionan con proteínas de la fam. de la miosina - capacidad motora (energía)

2. Nicole J. Castillo A01250561

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