EL CITOESQUELETO 1. INTRODUCCIÓN 2. MICROTÚBULOS 2.1 Morfología Microtúbulos lábiles Microtúbulos estables Axonema de cilios y flagelos Cilio primario Centriolos 2.2 Composición química 2.3 Organización molecular 2.4 Biogénesis INTRODUCCIÓN • Filamentos que se extienden por todo el citoplasma • Estructura altamente dinámica • Funciones: • Mantenimiento de la forma celular • Regulación de la posición de los orgánulos • Movimientos celulares •Componentes: • • • Actina (7 nm) Filamentos intermedios (10 nm) Microtúbulos (25 nm) ACTINA MICROTUBULOS FILAMENTOS INTERMEDIOS MICROTÚBULOS Morfología Cilindros huecos 25 nm de espesor y pared de 5 nm de grosor Longitud variable Microtúbulos lábiles Se observan tras fijación con gluteraldehido (>4ºC) Se agrupan en haces Se originan en los MTOC Microtúbulos estables Axonema de cilios y flagelos Cilio primario Centríolos Axonema de cilios y flagelos Axonema de cilios y flagelos móviles brazo externo de dineína fibra radial vaina central nexina microtúbulo central membrana plasmática brazo interno de dineína Microtúbulo A Microtúbulo B Cilio primario No tiene movimiento Su axonema es diferente En la superficie apical de muchas células Capta señales extracelulares físicas y bioquímicas microtúbulo B membrana plasmática microtúbulo A Centriolo (cuerpo basal) A B C Componentes químicos tubulina Citoquímica: •Digestión con pepsina -> contenido proteico •Actividad ATPasa Análisis químico: •Tubulinas y Poseen sitio de unión a GDP y GTP Unión a alcaloides: colchicina, vimblastina, taxol … •MAPS: dineína, nexina, etc (unas 180) tubulina La tubulina siempre lleva en su interior una molécula de GTP La tubulina puede estar unida a GTP o GDP (forma T o forma D) Componentes químicos Estructura de la dineína La dineína es un complejo de 9-12 subunidades. El tallo del complejo se une a un microtúbulo A. La cabeza tiene actividad ATPasa Los complejos de dineína se distribuyen a intervalos regulares Organización molecular lumen extremo más extremo menos heterodímero protofilamento microtúbulo Organización molecular El alineamiento paralelo de los protofilamentos da mayor estabilidad al centro del microtúbulo y permite un mayor dinamismo en los extremos Equilibrio dinámico Los dos extremos de un microtúbulo polimerizan a velocidades distintas: Extremo más crecimiento rápido Extremo menos crecimiento lento A una determinada concentración de tubulinas en el medio –concentración crítica– la velocidad de adición de subunidades es igual a la de pérdida La concentración crítica para la forma T es menor que para la forma D, de manera que para una cierta concentración de subunidades libres en el citoplasma, la forma T crecerá y la forma D se disociará. Es decir, la forma T tiende más fácilmente hacia el ensamblaje, mientras que la forma D tiende más fácilmente hacia el desensamblaje recambio rotatorio Equilibrio dinámico 20 + 40 - <20 Recambio rotatorio (treadmilling) 40 - 20 + 30 40 - 20 + >40 Equilibrio dinámico Poco después de incorporarse las subunidades T al microtúbulo se produce la hidrólisis del GTP y se convierten en subunidades D. Si la hidrólisis del GTP es más rápida que la incorporación de subunidades, se pierde la tubulina T en el extremo y el microtúbulo comienza a acortarse (catástrofe). Pero es posible que se añadan suficientes subunidades T para formar un extremo T y entonces el microtúbulo vuelve a crecer (recuperación) Parece ser que la forma D tiende a curvar el protofilamento y dificulta más la elongación Equilibrio dinámico La transición entre alargamiento y acortamiento de los microtúbulos está controlada por algunas proteínas: La proteína XMAP215 estabiliza el crecimiento del microtúbulo La kinesina 13 desestabiliza Biogénesis Formación en los MTOC En muchas células , el extremo menos está estabilizado mediante su asociación con el centrosoma, mientras que el extremo más está libre para crecer o acortarse