citoplasma: citosol y citoesqueleto...
TRANSCRIPT
CITOPLASMA: CITOSOL Y CITOESQUELETO -Microtúbulos
Prof. M. CRUZ BRICEÑODPTO ACADEMICO MORFOLOGIA HUMANA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
Microtúbulos - microfilamentos
CITOPLASMA
CITOPLASMA• ORGANELOS CITOPLASMATICOS
– SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS: RE, CG
– ORGANOIDES: MITOCONDRIAS, PEROXISOMAS
• MATRIZ CITOPLASMATICA
INCLUSIONES CITOPLASMATICAS
CITOESQUELETO
ORGANELOS CITOPLASMÁTICOS
• A. Organelos membranosos• Membrana celular
• Mitocondrias
• Retículo endoplásmico
• Aparato de Golgi
• Vesícula secretoria (gránulos)
• Lisosoma, Endosoma
• Peroxisoma
• B. Organelos no membranosos• Ribosomas: libres o polisomas
• Centriolos, cilios y flagelos
MATRIZ CITOPLASMÁTICA (CITOSOL)
A. ENZIMAS QUE INTERVIENE EN:
- Biosíntesis de Aminoácidos, nucleótido, ácidos grasos,
- Maquinaria de la síntesis proteica
- Glucogenogénesis, glucogenólisis,- Glucólisis
- Múltiples reacciones en las que intervienen el ATP, GTP,
AMPc y otros nucleótidos
- Chaperonas ( Hsp 60, Hsp 70, HSp 90)
- Proteosomas
B. INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS• Son depósitos intracelulares de sustancias
relacionadas con:– Nutrición
– Productos de desecho
– Sustancias inertes y pigmentos , productos del envejecimiento
• Son gránulos que puede tener membrana o no– Gránulos de secreción
– Gránulos de pigmentos
– Gránulos de lípidos
– Gránulos de glucógeno
B. INCLUSIONES CITOPLASMÁTICASa. Nutrimentos almacenados
a.1 Glucógeno: Gránulos β(15-30nm) y α (GLUCOSOMA)
Hepatocitos
Miocitos
Neutrofilos
Epitelios (algunos)
Glucogenosis
Hepatocito (M/E). En el citoplasma se observan rosetas de glucógeno
(flecha) cerca de vesículas de REL (cabeza de flecha) además de cisternas
de REG y mitocondrias
a.2 Grasa (lípidos)
Adipocito
Cel. Musculares*
Hepatocitos*
Condrocito maduro
Gg. Sebáceas
Gd. Endocrina
En cel Renales, cardiocito y hepatocitos
Por Anoxia, toxinas
* Esteatosis (acumulación anormal de grasa)
Col.Sudan rojo
INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS
B. Pigmentos (ocasionales)
B.1 Pigmentos ExógenosCaroteno : Yema, mantequilla, grasa humana - carotemia
Partículas de carbono: pulmones oscurecidos (fumadores antracosis)
Macrófago en silicosis
pulmonar
Macrófagos con partículas de
carbón
Minerales : Ag (tejidos cuerpos grises)
Pb (línea azul en encías)
Tintes : tatuajes
B.2. Pigmentos Endógenos
•Hemoglobina
•Hemosiderina
Célula del Bazo
•Bilirrubina, (biliverdina)
•Lipofucsina pigmento lipídico de desgaste
Signo revelador de lesión por radicales
libres y peroxidación lipídica
• Melanina : Eumelanina (negro pardo)
feomelanina (amarillo rojizo)
C. CITOESQUELETO
ELEMENTOS:
•Filamentos proteicos:
•Microtúbulos
•Microfilamentos
•Filamentos intermedios
•Proteínas asociadas
Complejo de red de filamentos proteicos que se extienden en el
citoplasma de las células y permiten que éstas tengan la capacidad de
adquirir: - Diferentes formas
- Llevar a cabo movimientos direccionales y coordinados
ORGANIZACIÓN DEL CITOESQUELETO
Son cilindros largo y huecos de tubulina
Diámetro de 25 nm
Rectos
Se disponen de un extremo unido al centrosoma
FILAMENTOS INTERMEDIOS
Parecidas a cuerdas
Diámetro 10 nm
Formados de proteínas filamentosas
Proporcionan resistencia mecánica
Proporcionan sostén mecánico a los tejidos
MICROFILAMENTOS O FILAMENTOS DE ACTINA
Filamentos de Miosina 15 nm
Polímeros helicoidales, relacionados 2 a 2 de actina
Estructura flexibles de 5-9 nm de diámetro
Forman haces y redes bidimensionales y geles
tridimensionales
Dispersos en el citoplasma o concetrados en el cortex
PROTEINAS ACCESORIAS DE LOS FILAMENTOS PROTEICOS DEL CITOESQUELETO
•PROTEINAS REGULADORAS: controlan el nacimiento, el alargamiento, el acortamiento y la despolimerización de los filamentos
•PROTEINAS LIGADORAS: conectan a los filamentos entre si y con otros componentes celulares
•PROTEINAS MOTORAS: permiten el transporte de macromoléculas y organoides, el deslizamiento de filamentos contiguos y paralelos, lo cual constituye la base para la motilidad, contracción y cambio de forma de la célula
FUNCIONES DEL CITOESQUELETO
• Estructural
• Movimiento intracelular
Transporte
Segregación de cromosomas
• Formación de estructuras celulares
• Movimiento celular
• Polarización celular
• F. estructural: crea y mantiene niveles de organización
• Movimiento intracelular
Segregación de cromosomas
Transporte intraceluar
• Formación de estructuras celulares
- Microvellosidades (A)
- Lamelipodios (B)
- Invaginaciones (C)
- Seudópodos (D)
Microvilli en epitelio renal
(D)
• Movimiento celular
• Polarizacion intracelular
-Reconocimiento:
Célula T - Célula Diana
-Paso de señal de los
receptores hacia el cortex
Reorganización de los
filamentos de actina en la
Zona de Contacto
-Reorientación del centrosoma
-Microtubulos conectan al CG en
la zona de contacto
ANOMALIAS CITOESQUELETICAS
Se manifiesta en:
• Defectos en la función celular: movimiento
• Acumulación intracelular de material fibrilar:
Fagocitosis alterada
• Microtúbulos alterado disminución de fusión deendosoma Enf. Chediak Higashi
• Microfilamento alterado
• Microfilamento + citocalicinaB
• Microtúbulo mal organizado
– Flagelo (dineina alterada) esperma inmóvil esterilidad
– Cilios Bronquiestasia
• Filamentos intermedios:– Acumulo de filamentos de Pre-queratina causan lesión celular
Alzheimer
ESTRUCTURA
MICROTUBULOS
25nm
14nm
Unión al GTP
reversible
Unión al GTP irreversible
Pasos del ensamblaje de los microtubulos1. Formación del protofilamentos a partir de αβTubulina
2. Los protofilamentos se asocian en sentido lateral para para formar el
microtúbulo
3. Agregado de más subunidades a los extremos
de los protofilamentos alargan el microtúbulos
Disposición de las αβ tubulinas es por:
•Interacciones laterales
•Interaccione longitudinales
Contacto cabeza-cola
Heterodimeros adyacentes
•Ligeramente alternados
•Filas sesgadas
•Los microtubulos pueden ser:
CARACTERISTICAS
A. LONGITUD VARIABLE: Fracción de micrón –
centenares de micrones
B. SON MAS RÍGIDOS que los microfilamentos y los
filamentos intermedios, debido a su estructura
tubular
C. GENERAN FUERZA DE PROPULSIÓN por ser
tubulares, propiedad que es fundamental en el
movimiento de cromosomas y el huso mitótico
CARACTERISTICAS
D. PRESENTAN POLARIDAD: + / -
E. RECAMBIO ROTATORIO E INESTABILIDAD del
MICROTUBULO
E. INESTABILIDAD DINAMICA del MICROTUBULO
C. LABILIDAD DE MICROTUBULOS
•TAXOL: Se une y estabiliza los microtúbulos (tratamiento de
cáncer)
•VIMBLASTINA, VINCRISTINA: se une a subunidades de
tubulina e impide su polimerización
NOCODAZOL: se une a subunidades de tubulina e impide su
polimerización
Anticancerosos bloquea el huso mitótico Elimina células de
división rápida
COLCHICINA/ COLCEMID: se une a las subunidades de tubulina
e impide su polimerización
Colchicina inhibe la síntesis de tubulina
(autorregulación de Tubulina)
Degradación por
nucleasa
CENTROSOMA o CENTRO ORGANIZADOR DE MICROTUBULOS
ESTRUCTURA
•Matriz o material pricentriolar:
•Complejo en anillo de γ-tubulina ó
γ-TuRC
•Proteínas
•Centriolos
Diámetro 25nm
Formación de los microtúbulos
Los microtúbulos se depolimerizan y repolimerizan continuamente (GTP).
UBICACIÓN Y ORIENTACION DE CENTROSOMAS Y
MICROTUBULOS
TIPOS DE MICROTUBULOS
De acuerdo a su ubicación
CITOPLASMATICOS
CILIARES
CENTRIOLARES
MITOTICOS
De acuerdo a su tiempo de vida: Estables /Inestable
Inestables
Estables
-Presentes en células que no se dividen
Ejm:
• Haz microtubular de cilios y flagelos:
•Espermatozoide / tubo ovárico
•Una banda marginal de microtúbulos
estables en eritrocitos y plaquetas
•Células nerviosas: en
axones y son estructurales
y como vías de transporte
MODIFICACIONES DE LOS MICROTUBULOS
•Maduración de tubulinas α
Eliminación de Tirosinas
Acetilaciones en los residuos de lisina
•Estabilización por Proteínas
•Asociación a Proteínas
PROTEINAS ASOCIADAS A MICROTUBULOS
FUNCION
Regula la dinámica del microtúbulo e influye en la velocidad
de recambio
Influye en la asociación de microtúbulos con otras
estructuras celulares
CARACTERISTICAS
Su actividad y localización depende de proteínas cinasas
TIPO DE UNION: - Lateral
- En el extremo
TIPOS
- Desestabilizadoras
- Estabilizadoras
- Motoras
a) PROTEINAS DESESTABILIZADORAS
• ESTATMINA= Oncoproteina 18
PROTEINAS ASOCIADAS A MICROTUBULOS (MAP)
↑Estatmina ↓velocidad de elongación del microtúbulo
Estatmina + P Estatmina inactiva microtúbulo crece
• KATAMINASubunidades Menor: Fija ATP
Subunidad mayor: dirige a la proteína hacia el centrosoma
Rompe las uniones internas entre subunidades de tubulinamicrotúbulo
se fragmenta
•CATASTROFINA
•Proteína que se une a los extremos del microtúbulo
separa a los protofilamentos
Familia Kinl.- KIF2 : familia de quinesina sin capacidad motora, se une al
microtúbulo e incrementa su inestabilidad dinámica
b) PROTEINAS ESTABILIZADORAS
Se fijan al microtúbulo y reducen la velocidad de desarmado
Dominios:
D. de unión al microtúbulos: sec repetida de 4aa (+)
D. de proyección ácido:
Brazo filamentoso
Tamaño variable
Grande en MAP2
Corto en Tau
Función: controla longitud de mt.
MAP2
TAU
Verde: tau
Rojo: MAP2
Proteinas estabilizadoras de unión lateral
MAP1 A y MAP1 B
-Moléculas grandes
-Presentes en axones y dendritas
-Presentan cadena ligera y cadena pesada
MAP2
-Presentes en dendritas
-Unen microtúbulos a los filamentos intermedios
MAP 4
-Abundantes en neuronas y no neuronas
-Regulan la estabilidad del microtúbulo en mitosis
Tau: axones y dendritas
polimerización aberranteAlzheimer
CLIP170: une microtúbulos a los cromosomas
Estabilizadoras que se fijan al extremo de los microtúbulos
a) XMAP125 XMAP215 --------------XMAP125-P PQ
b) Proteína formadora de casquete:EB1
Dirige el extremo en crecimiento
hacia la proteína diana Kar9
del cortex celular
Mutación de EB1 perdida de
direccionalidad del microtúbulo
b) Proteína γ-TuRC: se fija al extremo
menos del microtúbulos
c) Proteínas MOTORAS
Las proteínas motoras se desplazan de acuerdo a la polaridad de los
microtúbulos.
Dominios
Cabeza globular: actividad ATPasa Cola: une al componente
se une al microtúbulo celular
Animo terminal C-terminal
contacto cadenas ligeras
Cola:
ORGANOIDES MICROTUBULARES
CILIOS Y FLAGELOS
Mucosa túbulo ovárico
APARATO CILIAR
•CILIO
•Axonema
•Matriz ciliar
•Membrana
•CUERPO BASAL
•O
CINETOSOMA
•RAICES CILIARES
AXONEMA
Tectina
2nm x 45nm
30 ---250nm
DINEINA CILIAR
CENTRIOLOS
CICLO CENTRIOLAR
FUNCIONES DE LOS MICROTUBULOS• Forma Celular. brindan rigidez y conservan la forma celular
• Disposición del RE, aparato de Golgi y las mitocondrias
• Polarizaciòn celular
• Regulan el movimiento intracelular de organelas y vesículas:
Soporte o carril por la superficie del cual proteínas motoras transportan
diversas estructuras. Ej. el transporte axónico rápido anterógrado y
retrógrado.
FUNCIONES DE LOS MICROTUBULOS
T. Rápido: 2,3- 4,6 μm/seg
Vesículas, granulos, REL
T. Intermedio: 0.03-0.6 μm/seg
Mitocondrias, Filamentos actina
T. Lento: 0,2-1 μm/segRed Microtubulos-Filamentos
intermedios
• Contituyen el huso mitoticos: responsables del movimiento de los
cromosomas
• Motilidad celular: espermatozoide
• Morfogénesis
Involucra 3 eventos
-Construcción del huso mitótico
-Mecanismo de alineación,
desplazamiento
-Mecanismo de movimientos para
generar las celulas hijas