citoesqueleto

7/18/2019 Citoesqueleto

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Magister Jos Enrique Olivera Garca

CITOESQUELETO

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE MEDICINA DE SAN FERNANDO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DINMICAS

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE TECNOLOGA MEDICASEMESTRE 2015-1

CURSO DE BIOLOGA CELULAR Y MOLECULAR

CITOESQUELETO

El Citoesqueleto est constituido por

protenas del citoplasma que polimerizan en

estructuras filamentosas.

Es responsable de la forma de la clula y

del movimiento de la clula en su conjunto ydel movimiento de orgnulos en el

citoplasma.


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Citoesqueleto

Citoesqueleto: el esqueleto de la clula

Clulas necesitan uncitoesqueleto para:Crear forma

Cambiar forma

Permitir movimiento

=

dinmica


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Funciones de del citoesqueleto

Divisin celular.

Movimiento de

orgnulos

internos .

Regulacin

metablica.

CITOESQUELETO: Se subdividen en microtbulos,microfilamentos y filamentos intermedios


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Citoesqueleto

Adems de los tres principales componentes, el citoesqueleto

contiene un conjunto de protenas que interactan con los

sistemas de filamentos.

Estas protenas reciben el nombre de protenas accesorias, lascuales se clasifican en:

PROTEINAS REGULADORAS: alargamiento y/oacortamiento de los filamentos principales.

PROTEINAS LIGADORAS , conectan filamentos entre si

PROTEINAS MOTORAS: Motilidad, contraccin y cambiosde forma, trasladan macromolculas y organoides de un

punto a otro del citoplasma.

Microtbulos

Son filamentos otubos rectos y largosque se alargan oacortan aadiendo oremoviendosubunidadespareadas de laprotena tubulina.

20 a 25 nanmetrosde dimetro


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Polimerizacin de la Tubulina

Estructura tubular rgida hueca y no extensible. Componente principal del citoesqueleto,cilios y

flagelos.

Generalmente poseen 13 protofilamentos (corte

transversal)

25nm

4nm


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Un extremo del microtbulo se

conoce como el extremo ms ytermina con una fila de

subunidades beta.

El extremo contrario es el

extremo menos y concluye con

una fi la de subunidades

de tubulina alfa.

Protenas asociadas losmicrotbulos (MAPs)

La molcula MAP2 de esta figura

contiene tres sitios de unin con

tubulina conectados por segmentos

cortos de la cadena polipeptidica. (Una

isoforma alternativa contiene cuatro

sitios de unin.)

Los sitios de unin estn espaciadospara permitir que la molcula MAP2 se

una con tres subunidades de tubulina

separadas en la pared del microtbulo.

Las colas de las molculas MAP se

proyectan hacia afuera, lo que les

permite interactuar con otros

componentes celulares.

Control por desfosforilacion.

Tau hiperfosforilado provoca

enf neurodegenerativas


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MAPsDineina: tiene rol de producir deslizamiento

de los microtbulos entre si.Sus brazos externos se relacionan con la

frecuencia de los batidos.

Sus brazos internos se relaciona con la forma

de los batidos.

La actividad de hidrlisis de ATP, fuente de

energa de la clula, se encuentra en las

cabezas globulares

Nexina: tiene el rol de enlazar

microtbulos que se encuentran

en la periferia.

Espculas radiales:

conectan losmicrotbulos centrales

con los perifricos.

Centrosoma y los microtubulos Los microtbulos son estructuras

polares: un extremo ( el extremo ms)

es capaz de crecer a gran velocidad

mientras que el otro extremo ( el

extremo menos) tiene tendencia a

perder subunidades si ni esta

estabilizado.

En la mayora de clulas, el extremomenos de los microtbulos esta

estabilizado mediante la unin a una

estructura que recibe el nombre e

centrosoma, y los extremos decrecimiento rpido estn entonces libres

para aadir ms molculas de tubulina


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Los micortbulos pueden encontrar el centro de la

clula

Microtbulos

Dan anclaje a organelos celulares yactan como guas o rieles para sudesplazamiento.

Adems, los microtbulos son labase del movimiento de flagelos ycilios de las clulas que presentantales estructuras, y como veremosen la mitosis, tambin guan eldesplazamiento de los cromosomasva la organizacin a partir de loscentriolos.


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PROTEINAS MOTORAS ASOCIADAS

Las protenas motoras de una clula convierten la

energa qumica (almacenada en ATP) en energa

mecnica, que se emplea para mover el cargamento

celular unido al motor.

Los tipos de cargamento celular que estas protenas

transportan comprenden vesculas, mitocondrias,

lisosomas, cromosomas y otros fi lamentos del

citoesqueleto.

Una sola clula puede contener docenas de protenas

motoras diferentes y se supone que cada una esta

especializada en el movimiento de tipos particulares decargamento en una regin especial de la clula.

En conjunto, las protenas motoras pueden agruparse en

tres grandes familias: cinesinas, dineinas y miosinas

CINESINAS O KINESINAS

La mayora de las KLP se

mueve hacia el extremo

mas del microtubulo al que

estn unidas. Sin embargo,

una pequea familia

(llamada cinesina 14), que

incluye la ampliamente

estudiada protena Ncd de

Drosophila sp, se mueve

en sentido contrario, esto

es, al extremo menos del

riel microtubular.

KLP (kin esin -like prot eins , pro tenas sim ilares a cin esin a).


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DINEINA CITOPLASMATICA

Dineina citoplasmica semueve de manera

progresiva a lo largo del

microtubulo hacia el

extremo menos del

polmero, contrario al

sentido de la cinesina


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PROTEINAS MOTORAS ASOCIADAS

Asociaciones de microtbulos: Cilios y Flagelos


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Como funciona?

La dineina es familia

de la ATPasa por eso

usa ATP para obtener

energa y

proporcionar

movimiento

La dineina

aprovecha la

hidrolisis del ATP

para generar

energa mecnica.

Los microtbulos

adquieren

movimiento y

pueden desplazar

sustancias.

Asociaciones de microtubulos: centriolos ycentrosomas


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Microfilamentos Se sitan principalmente en

la periferia celular, debajo dela membrana y estnformados por hebras de laprotena actina la cual,forma parte del cortexcelular.

Miden alrededor de 8 nm dedimetro

Asociados a los filamentos demiosina, son losresponsables de lacontraccin muscular.


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Los filamentos de actina pueden determinar la formade la membrana celular

Organizacin de los monmeros de actina


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Filamentos de actina: Microvellosidades yesterocilios

Actina y miosina


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Actina

Protenas asociadas a filamentos de actina


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Calponin homologydomain superfamily


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Normalmente los filamentos de actina y los

microtbulos actan juntos polarizando la clula

Filamentos intermedios

Formados por polmeros(protenas) muy establesy resistentes.

Dimetro aprox 10 nm. Son abundantes en el

citoplasma de las clulassometidas a fuertestensiones mecnicas.

Funcin consiste enrepartir las tensiones,que de otro modopodran romper la clula.


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Los FI son protenas fibrosas que presentan dominios

establecidos

Qumicamente heterogneo de estructuras que en los

humanos se codifica en mas de 65 genes distintos

La mayora, si no todos, de estos poli pptidos tiene una

disposicin similar de dominios que les permite formar fi

lamentos semejantes, fibras de hlice alfa.


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Organizacin molecularSe cree que la unidad bsica del ensamble

de los IF es un tetrmero formado por dosdmeros que se alinean lado a lado en

forma intercalada con sus extremos N y C

apuntando en direcciones contrarias.

Como los bloques tetramricos

de construccin carecen de

polaridad, el fi lamento

ensamblado tampoco la tiene,

otra diferencia de los IF de otros

elementos del citoesqueleto

Estructura de los filamentosintermedios

Microinyeccion de queratina tipo I con

biotina marcada a clulas epiteliales

cultivadas, y se localizo 20 min despus con

tcnica de inmunofl uorescencia.


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Miosina es un ejemplo de filamento intermedio.

Toda miosina tiene 3 dominios:

Cabeza

Cuello

Cola

con funciones diferentes

Asociadas con vesculas o

cara citoplasmtica de

membrana celular

Empaquetadas lado por lado

formando un fino filamento

bipolar


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Molculas de miosina sufriendo un cambio

conformacional en tiempo real. La imagen

ha sido realizada mediante una tcnica

hbrida de AFM con microscopa de

fluorescencia de reflexin total

Tipos de filamentos intermedios

Neurofilamentos. Filamentos de desmina, en el msculo. Filamentos gliales, cerebro, mdula espinal y sistema

nervioso perifrico.

Filamentos de vimentinatejido conjuntivo y en los vasossanguneos.

Queratinas epiteliales, (o filamentos de queratina otambin llamados tonofilamentos), en clulas epiteliales. Laminofilamentos, lmina nuclear, una delgada malla de

filamentos intermedios sobre la superficie interna de laenvoltura nuclear. Son los nicos que no se encuentran enel citoplasma.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Miosin_conformational_change.gifhttp://www.google.com.pe/url?sa=i&source=imgres&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAwQjRwwAA&url=http%3A%2F%2Fwww.e-histologia.unileon.es%2Fhistologia%2Fmuscular%2Fdata%2Fres%2FContraanim.htm&ei=hThUVa28EYHXggT68YCIDw&psig=AFQjCNHlM7gbMhkrFK0pEp2Hqn3uEDHGCg&ust=1431669253348785


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Hasta la fecha 86

distintas

enfermedades

humanas han sido

directamenterelacionadas con

los FIs.


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Estas

enfermedades

obedecen a

mutaciones

de los genes

que codifican

este grupo de

protenas

Todas ellas

involucran

alteraciones en las

capacidades de las

protenas parapoder realizar el

correcto ensamblaje

de los FIs.


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Epidermolisis bullosa simple (EBS)

Formacin caracterstica deampollas intraepidrmicas quese debe a la citolisis en la reginsubnuclear de losqueratinocitos basales.

Presencia de tonofilamentosagrupados de queratinas de lasclulas basales (K5 y K14). Lagentica molecular confirmmutaciones en los genes KRT5yKRT14

como la alteracinsubyacente en EBS.

EBS

Los estudios de correlacingentica y fenotpica revelaronque las formas ms gravesobedecen a mutaciones en lassecuencias limtrofes de laALFA-hlice que parecencruciales durante el

ensamblado de los filamentos.Las mutaciones en otrasregiones de la hlice central setoleran mejor.

Demostr por primera vez quelos IF mantiene la integridadmecnica para los tejidos


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Mutaciones de desmina: Miopatas

Estas mutaciones alteran el ensamblaje a diferentes estados de la formacin

de UGF: involucrado en las miopatas de los msculos esqueltico, cardiaco y

liso

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,Vol. 102, No. 42,

Variacin en las capacidades de

ensamblaje de diferentes

mutantes de desminas.

Formacin de ramas y aumento

de dimetro

10 sec 1 min 60 min

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States ofAmerica, Vol. 102, No. 42,


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Desordenes de los Neurofilamentos:Enfermedad Charcot Marie Tooth

Los neurofilamentos (NF-L,-

H y M) parecen ser los

responsables de la

mantencin del calibre

axonal.

CMT es causado por una

mutacin heredable de la

sub unidad NFL afectando el

ensamblaje y transporte de

los neurofilamentos.

Muchas Gracias!

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