CITOESQUELETO: Microfilamentos y filamentos intermedios

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CITOESQUELETO: Microfilamentos y
filamentos intermedios
Dra. Elena Alvarado León
Dpto. de Morfología Humana
Fac. Medicina - UNT
CITOESQUELETO CELULAR
Características
-Formado por una red compleja de filamentos de proteínas.
-Proporciona un marco estructural a la célula
-Determina el tamaño y forma de la célula, así como la organización general del
citoplasma.
-Estructura dinámica que regula los movimientos celulares y la distribución y
movimientos de los orgánulos y otras estructuras citoplasmáticas.
-Compuesto por tres tipos principales de filamentos protéicos:
Filamentos de actina (microfilamentos)
7 nm
Filamentos Intermedios
10 nm
Microtúbulos
25 nm
Se encuentran unidos a la membrana plasmática, a los orgánulos y entre sí mediante
proteínas adaptadoras.
¿Cuál es su función?
•Proporcionar el soporte estructural para la membrana
plasmática
y
los
orgánulos
celulares
•Proporcionar el medio para el movimiento intracelular de
organelas
y
otros
componentes
del
citosol
•Proporcionar el soporte para las estructuras celulares
móviles
especializadas, como cilios
y flagelos,
responsables de la propiedad contráctil de las células en
tejidos especializados como el músculo
7 nm
Microfilamentos: Estructura
Microfilamentos: Recambio molecular in vitro
Microfilamentos: Recambio molecular in vitro
“Treadmilling”
¿CÓMO SE INICIA IN VIVO LA FORMACION DE LOS
MICROFILAMENTOS?
Microfilamentos: Recambio molecular in vivo
Microfilamentos: Recambio molecular in vivo
ADF/Cofilina
(C)
Microfilamentos: Recambio molecular in vivo
Microfilamentos: Recambio molecular in vivo
Microfilamentos: Recambio molecular in vivo
Cell crawling
Microfilamentos: Haces y redes de actina
Haces y redes de actina
14 nm
40 nm
Filamina (280 kd)
Fimbrina (68 kd)
-actinina (102 kd)
Redes de actina: Unión a la membrana plasmática
Dominio de unión a actina
Cadena
Cadena
Dominio de unión a
Ca 2+
Espectrina (240kd y 220 kd)
Haces de actina: Unión a la membrana plasmática
Microfilamentos
Haces de actina: Unión a la membrana plasmática
-actinina
Filamento de
actina
Vinculina
Talina
Membrana
plasmática
Integrina
Matriz extracelular
MICROVELLOSIDADES
Haces y redes de actina: Protusiones
temporales
ESTRUCTURA Y ORGANIZACION DE LOS
MICROFILAMENTOS
- Ensamblado y desensamblado de los microfilamentos: Se forman por polimerización
(cabeza-cola) de actina G formando una hélice de doble cadena. Diversas proteínas que
interaccionan con la actina regulan el ensamblado y desensamblado de microfilamentos
en la célula.
- Organización de los microfilamentos: Los filamentos de actina son entrecruzados por
proteínas de unión a actina formando haces o redes 3D.
- Asociación de microfilamentos con la membrana plasmática: La membrana en su parte
interna está cubierta por una red de filamentos de actina y otras proteínas del
citoesqueleto que determinan la forma de la célula. Los haces de actina se unen a la
membrana en regiones de contacto intercelular o de adhesión a sustratos.
- Protuberancias de la membrana plasmática: Los microfilamentos soportan las
protuberancias permamentes (ej. microvilli) o transitorias (ej., en fagocitosis, gemación,
locomoción).
PROTEINAS MOTORAS DE MICROFILAMENTOS:
LAS MIOSINAS
LA MIOSINA II EN LA CONTRACCION MUSCULAR
Miosina II en otras células
CITOCINESIS
Anillo contractil
(Actina y miosina II)
Miosinas no convencionales
Miosina V
Miosina I
ACTINA, miosina y movimiento celular
- CONTRACCION MUSCULAR: En las células musculares, la Miosina II es una proteína
motora que utiliza ATP para generar fuerzas mecánicas y movimiento. La contracción
muscular resulta del deslizamiento en direcciones opuestas de los microfilamentos y
filamentos de miosina.
- ENSAMBLADOS CONTRACTILES DE ACTINA Y MIOSINA II EN CELULAS NO MUSCULARES:
Son responsables de diversos movimientos celulares (ej, citocinesis).
- MIOSINAS NO CONVENCIONALES: No actúan en procesos de contracción. Sirven para
transportar vesículas de membrana u orgánulos a lo largo de microfilamentos y generar
corrientes citoplasmáticas (ej., miosina I, miosina V).
- "GATEO CELULAR" (cell crawling): Proceso complejo en el que se forman extensiones de
la membrana plasmática mediante polimerización de microfilamentos en el borde de
avance de la célula. Estas extensiones se unen después al sustrato y el borde posterior
se retrae sobre el cuerpo celular. En ambos procesos parecen estar implicados motores
tipo miosina.
25 nm
7 nm
FILAMENTOS INTERMEDIOS
25µm
25nm
25µm
10 nm
25nm
25nm
25µm
ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS DE LOS
FILAMENTOS INTERMEDIOS
(310-350 aa)
ESTRUCTURA DE LOS FILAMENTOS INTERMEDIOS
LOS FILAMENTOS INTERMEDIOS EN LAS INTERACCIONES
CELULA-CELULA Y CÉLULA-MATRIZ EXTRACELULAR
FILAMENTOS INTERMEDIOS
- COMPOSICION: Son polímeros de más de 50 proteínas diferentes y característicos
de tipos celulares. Parecen proporcionar soporte mecánico a células y tejidos y no
están implicados en el movimiento celular.
- ENSAMBLADO: Los filamentos intermedios se forman a partir de dímeros de 2
polipéptidos que forman un helicoide enrollado. Estos se agrupan a su vez en
tetrámeros antiparalelos y en protofilamentos. La agrupación de 8 protofilamentos
forma un filamento intermedio de 10 nm, con una estructura similar a la de una
cuerda.
- ORGANIZACION INTRACELULAR: Con cierta frecuencia (aunque no siempre) tienen
una distribución coincidente con la de los microtúbulos. Forman una red que se
extiende desde la zona nuclear hasta la membrana plasmática. En celulas
epiteliales, se unen a la membrana en regiones especializadas de contacto
(desmosomas y hemidesmosomas). Juegan tambien papeles especializados en
celulas nerviosas y musculares. Las láminas nucleares están también formadas por
filamentos intermedios.
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