clase 11- citoesqueleto y mec

Profesora:

Carla Maturana Valdivia

Reconocer los componentes del

citoesqueleto y sus funciones.

Identificar y diferenciar

los constituyentes y funciones de la matriz

extracelular.

Estructura y función de microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.

Estructura de cilios y flagelos.

Ejemplo: Microvellosidades

Características de Fibroblastos.

Estructura y características de: colágeno, elastina, ácido hialurónico, fibronectina y laminina.

OBJETIVOS CONTENIDOS

Es una red de fibras de proteínas, constituida por tres tipos:

◊Microfilamentos ◊Filamentos intermedios ◊Microtúbulos.

Función: Forma y soporte de la célula. Movilidad celular. Contracción muscular. Transporte intracelular y organización de

orgánulos celulares.

ORGANELOS CELULARES NO MEMBRANOSOS

Citoesqueleto


Citoesqueleto


Citoesqueleto

Microfilamentos

Filamentos intermedios Microtúbulos

División celular Soporte Movimiento

Microfilamentos


Formada por filamentos

de actina

FUNCIÓN:

Forma de la célula

Necesarios para

la locomoción

(desplazamiento).

Microfilamentos


Características: ◦ Cadenas de actina ◦ Diámetro 7 nm ◦ Flexibles, delgados y cortos.

◦ Forma Filamentos, redes, geles.

Fibroblasto: contiene 50% actina G (que forma filamentos) y 50% monomérica.

Monómero: actina globular o G. Ensamblaje de actina es dependiente de ATP La hidrólisis del ATP permite la despolimerización

Microfilamentos

Estructuras que contienen filamentos de actina

(A) Microvellosidades (B) Haces contráctiles (C) Lamelipodios, protuberancias en forma de lámina (movimiento) Filopodios: microespinas (digitiforme, movimiento) (D) Anillo contráctil

Microfilamentos


Microfilamentos


Filamentos intermedios


Formada por filamentos de una familia heterogénea de proteínas: vimentina, queratina, neurofilamentos.

FUNCIÓN:

Sostén de la célula

y resistencia al estrés

mecánico



• Ensamblaje repetitivo de sub-unidades pequeñas, el cual no se requiere energía (autoasociación lateral).

• Características: – Proteínas fibrosas – Diámetro 10 nm – Anclan a la célula a otra o a la

matriz extracelular – Participan en la fragmentación

de la membrana nuclear en Mitosis.



Láminas A, B y C En axones Sub-unidades fibrosas con contactos laterales

predominantes.Toleran estiramientos y flexiones



Láminas A, B y C En axones y derivados

(pelo y uñas)

Microtúbulos


Los microtúbulos son estructuras circulares huecas de aproximadamente 25 nm de diámetro y de 200 nm a 25 micrones de largo.

Formada porproteinas globulares llamadas de tubulina ( y ).

FUNCIÓN:

Posición de las organelos y vesículas para el transporte intracelular (mediado por Proteínas motoras).

Forma celular. Dan estabilidad al retículo endoplásmico y el aparato de Golgi.

Participan en la separación de los cromosomas durante la división celular.

Microtúbulos


Heterodímeros ( y β tubulinas, unidas por GTP) Hidrólisis de GTP asociada a β-tubulina (GTP- tubulina, estable)

Microtúbulos


Extremos con Tubulina unida a GDP, despolimerizan más rápidamente.

Cap GTP favorece el crecimiento del filamento.

• Polímeros helicoidales de la proteína actina.

• Se concentran en la corteza de la célula.

• Cilindros largos y huecos formados por tubulina, más rígidos que los F. Actina.

• Emergen de un centrosoma (centro organizador de MT).

• Fibras similares a cuerdas. Un tipo de FI forma una lámina nuclear, otros se extienden por el citoplasma, uniendo células vecinas.

Distribución MICROFILAMENTOS

Comparación entre fibras del

citoesqueleto

Microtubulo

membrana

plasmática

Microfilamento

Filamentos

intermedios

Membrana Plasmática

Colágeno

Fibronectinas

Integrina

Filamentos Intermedios

Microtúbulos

Matriz Extracelular

Citosol

Microvellosidades

Tripletes de cilindros huecos de microtúbulos.

Se encuentran en parejas (posición perpendicular).

No se encuentra en células vegetales.

Función:

División celular

Centríolos


Microtúbulos compuestos de un dímero de y β tubulina, más una proteína accesoria, la -tubulina.

Los microtúbulos

emergen de un centro

organizador de microtúbulos o

Centrosoma (contiene un par de

centríolos con 9 tripletes de MT)

Centriolos y Centrosomas


Tripletes de microtúbulos con estructura 9+0.

Permiten estructurar la base de cilios y flagelos.

Están aislados.

Función:

Organizar a cilios

y flagelos.

Cuerpos basales


Parejas de cilindros que constituyen proyecciones cortas de microtúbulos, que se extienden desde la superficie celular.

Su estructura es 9+2.

Función:

Motilidad celular.

Cilios


• Cilios (formado por microtúbulos y proteínas motoras como la dineína)

MT emergen de un cuerpo basal.

Cilios


Proyecciones largas de microtúbulos. Cubiertos

por membrana plasmática.

Poseen ordenación 9+2

Función:

Locomoción celular.

Flagelos


5 µm

Dirección de desplazamiento

Movimiento de los flagelos

Dirección de movimiento del organismo

Movimiento de los cilios

Dirección del

golpe activo

Dirección del golpe

de recuperación

15 µm

Cilios y Flagelos

Cilios y flagelos comparten una ultraestructura común:

◦ Un centro de microtúbulos (2) rodeado por nueve parejas y envuelto por membrana .

◦ Un cuerpo basal que permite anclar el cilio o el flagelo.

◦ Una proteína motora (dineína) responsable de los movimientos ondulatorios de los cilios y flagelos.


Cilios y Flagelos

Movimiento dependiente de ATP

Proteínas Motoras asociadas a Microtúbulos

Se aleja del centrosoma

Hacia el Centrosoma

Kinesinas: Otros MT Organelos

Dineínas: Tráfico Vesicular Aparato de Golgi

Estructura Proteínas motoras: • Cabeza • Cola y zona de

reconocimiento a carga o estructura

• Zona motora

Proteínas Motoras asociadas a Microtúbulos

PROF. M.Sc. CLAUDIO PALMA Desplazamiento bidireccional de dos vesículas sobre un mismo microtúbulo

PROF. M.Sc. CLAUDIO PALMA

Modelo general de transporte citoplasmático mediado por kinesina y dineina en una célula típica

Miosina tipo II: Mueve a los filamentos de actina en la contracción muscular. Hidroliza ATP para formar el puente cruzado y desplazar a la actina.

Estructura cabeza globular y cola.

Miosina Tipo I: Desplaza vesículas a lo largo de actina

Proteínas Motoras asociadas a Microfilamentos

Sarcómero

Banda A

Actina

Miosina

Banda I

H zone

Filamento de

actina

Filamento de miosina

Síntesis

Drogas que afectan a Microfilamentos de actina y/o Microtúbulos

FIBROBLASTOS

Tienen capacidad de división. Los fibroblastos Inactivos se llaman los

fibrocitos (células con citoplasma reducido, que no secretan componentes para la ME y no pueden reproducirse).

Definición

Células del tejido conectivo cuya principal función corresponde a la producción de la matriz extracelular en los tejidos animales.

• Elementos intercelulares presentes en los organismos pluricelulares. La composición de la MEC es única para cada tipo de tejido.

• Contribuye a las propiedades estructurales/ mecánicas del tejido:

• Forma • Resistencia a la tracción • Flexibilidad • Amortiguación y lubricación

MATRIZ EXTRACELULAR (ME)

• Participa en comunicación inter e intracelular • Provee sustrato para movilización celular

(organogénesis)

• Los componentes de la MEC pueden clasificarse en fluidos como glicosaminglicanos (polisacárido) y proteoglicanos (glicoproteína)y fibrosos que se dividen en proteínas estructurales (colágenos) y proteínas adhesivas (fibronectina, laminina).

• Componentes de la ME varían entre tipos celulares


• La ME posee glicosaminoglicanos, un heteropolisacárido que se hallan asociados entre sí o a glicoproteínas llamadas proteoglicanos (se asocian entre sí formando agregados moleculares de gran tamaño).

• Estos le otorgan resistencia mecánica (amortiguación)

a los golpes debido a sus propiedades viscoso elásticas.


• Debido a que los proteoglicanos retienen agua, son directamente responsables del grado de hidratación de la matriz extracelular.

Componentes fluidos

• Polímero de hasta 50.000 unidades del disacárido

O O

O O O

NHCOH3

COO- CH2OH

HO

OH

OH

ácido glucurónico

N-acetilglucosamina

• Forma un polímero hidratado con la consistencia de un gel viscoso

• Proporciona turgencia y resistencia a la presión

• Facilita la migración celular e impide adhesión célula-célula (Importante durante desarrollo/morfogénesis)


Ácido Hialurónico

Múltiples glicosaminoglicanos penden de una proteína

Glicosaminoglicanos más comunes: condroitín sulfato ácido hialurónico heparán sulfato (heparina) dermatán sulfato queratán o keratán sultato

Suelen contener resíduos sulfato que confieren cargas negativas

glicosaminoglicanos 20 -100 unidades del tipo

CH2OH

O

O

O O O

NHR

CH2OH

HO

OH

OH


Proteoglicanos

Es un grupo de glucoproteínas fibrilares presentes en los tejidos conjuntivos. Existen varios tipos (16) que se denominan con números romanas

Los más abundantes tipo I (piel , hueso, ligamentos) tipo II (cartílago) tipo III (músculo, vasos sanguíneos) tipo IV (membrana basal) Se polimeriza formado fibras o redes insolubles Resistencia a la tracción

Estructura básica: triple hélice (tropocolágeno)

300 nm

Fibrillas (50- 200 nm de diámetro)

Cadena polipeptídica

Colágenos



Elastina

Confiere elasticidad a las paredes arteriales y ligamentos

Constituida principalmente por aminoácidos apolares, como Gly, Pro, Ala y Val.

Red tridimensional sin estructura secundaria definida

Forma numerosos enlaces cruzados entre Lys-Lys y Lys y otros aminoiácidos.

• La laminina es una glicoproteina de adhesión que se encuentran en todas las membranas basales (se encuentra asociada al colágeno IV).

• Heterotrímero: Cadena A, cadena B y cadena C.

A1

B1 B2

Sitio de unión a heparán sulfato

Sitio de unión a lípidos sulfatados

Sitio de unión a colágeno y lípidos sulfatados

Sitio de unión a integrinas Sitio de unión a colágeno IV


Laminina

• La laminina cumple una función estructural muy importante. Participa en la migración, proliferación y diferenciación celular.

• Es multiadhesiva: Tiene afinidad por receptores de superficie celular y componentes de la ME


Laminina

• La fibronectina, es una glicoproteína dimérica

multiadhesiva encontrada en la mayoría de las matrices extracelulares que contengan colágeno (I, II, III y V) en forma de agregados o fibrillas.

Une heparánsulfato fibrina Une integrinas

Une colágeno Une heparánsulfato

Une fibrinas (coagulación sanguínea)

• Regula la forma de las células y la organización del citoesqueleto • Papel el migración de células y desarrollo embrionario

Dímero


Fibronectina

Estructura extracelular constituida por moléculas que pertenecen al tejido conjuntivo y que sostienen los epitelios y los endotelios. Esta membrana no es de naturaleza fosfolipídica sino glucoproteica.

Estructura básica: Trama de colágeno IV y laminina.

Otros Componentes: Perlecan (proteoglicano) Entactina (proteína multiadhesiva de ME)

Lámina basal


Papel de la lámina basal en distintos tejidos: • Epitelios filtro de las moléculas que pasan hacia la sangre. • Endoteliales filtro de las moléculas que pasan desde la sangre a los tejidos. • Músculo conecta células adyacentes, manteniendo la integridad del tejido.

Lámina basal


El grupo más diverso de filamentos intermedios es de las queratinas. Hay cerca de 20 tipos

distintos en células epiteliales humanas

En la patología epidermólisis bullosa simple se sintetizan

queratinas defectuosas y la piel se descama como respuesta a estrés mecánicos débiles con rupturas de células basales y

formación de ampollas

UNIÓN DE TEJIDO CONECTIVO AL TEJIDO EPITELIAL

clase 11- citoesqueleto y mec

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