1

CITOESQUELETOCITOESQUELETO

ESTRUCTURAESTRUCTURA

SOSTENSOSTEN

MOVIMIENTOMOVIMIENTO

MORFOLOGÍAMORFOLOGÍA

ORGANELASORGANELAS

LOCALIZADOS (CITOCINESIS, CONTRACTILES)LOCALIZADOS (CITOCINESIS, CONTRACTILES)

DESPLAZAMIENTO DESPLAZAMIENTO

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ESTRUCTURA Y MORFOLOGIA CELULARESTRUCTURA Y MORFOLOGIA CELULAR

• Morfología:Morfología:• EsféricaEsférica• CúbicaCúbica• BicóncavaBicóncava• AhusadaAhusada• EstrelladaEstrellada• Con microvellosidadesCon microvellosidades• Con axónCon axón• Con flageloCon flagelo• Con ciliasCon cilias

• Estructura:Estructura:• EstablesEstables• DinámicasDinámicas• Organización y ubicación de organelasOrganización y ubicación de organelas

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MOVIMIENTOS CELULARESMOVIMIENTOS CELULARES

• Desplazamiento: Desplazamiento: • DiapédesisDiapédesis

• MigraciónMigración

• Contracción muscularContracción muscular

• Modificaciones morfológicas:Modificaciones morfológicas:• Extensión de axonesExtensión de axones

• Proyecciones citoplasmáticasProyecciones citoplasmáticas

• Constricción citoplasmática (citocinesis)Constricción citoplasmática (citocinesis)

• Movimientos internos:Movimientos internos:• Transporte de vesículas con membranasTransporte de vesículas con membranas

• Separación de cromosomas (segregación)Separación de cromosomas (segregación)

• Corrientes citosólicasCorrientes citosólicas

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CITOESQUELETOCITOESQUELETORed de filamentos de proteínas que se extiende por todo el citoplasmaRed de filamentos de proteínas que se extiende por todo el citoplasma

Citosol: Citosol: alta [proteínas] muy organizadasalta [proteínas] muy organizadas

Tritón X-100Tritón X-100

MET:MET: orgánulos y citoesqueleto orgánulos y citoesqueleto

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MICROFILAMENTOS: actinaMICROFILAMENTOS: actinaCITOESQUELETO CITOESQUELETO FILAMENTOS INTERMEDIOS: aspecto de cuerdasFILAMENTOS INTERMEDIOS: aspecto de cuerdas

MICROTUBULOS: polímeros de tubulinaMICROTUBULOS: polímeros de tubulina

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MICROFILAMENTOS: filamentos de actina, 6-8 nm (delgados y flexibles). MICROFILAMENTOS: filamentos de actina, 6-8 nm (delgados y flexibles).

REDES Y HACESREDES Y HACES

Estructuras:Estructuras:Estables: MicrovellosidadesEstables: Microvellosidades

haces contráctiles haces contráctiles (sarcómera)(sarcómera)Transitorias: Transitorias:

protrusionesprotrusionesanillo contráctil anillo contráctil

FuncionesFunciones: : anclajeanclajesoportesoportemotilidad: migración, fagocitosis, contracción muscular motilidad: migración, fagocitosis, contracción muscular división celular (citocinesis). división celular (citocinesis).

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Nucleación espontánea (polimerización)Nucleación espontánea (polimerización)

Actina G (Actina G (monómeromonómero globular) globular) Actina F (polímero filamentoso)Actina F (polímero filamentoso) equilibrio equilibrio

[Mg[Mg++++, K, K++, Na, Na++]]

166º166º

Si a filamentos de actina se le unen las Si a filamentos de actina se le unen las cabezas de filamentos S1 ó HMM de cabezas de filamentos S1 ó HMM de miosina, se unen con una orientación miosina, se unen con una orientación definida en punta de flecha hacia el definida en punta de flecha hacia el extremo (-) o barbado hacia el (+).extremo (-) o barbado hacia el (+).

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• ACTINA: proteína abundante (5-10%) en células de mamíferos. En ACTINA: proteína abundante (5-10%) en células de mamíferos. En musculares y neuronas hasta 20%. musculares y neuronas hasta 20%.

• En humano, seis isoformas, codificadas por genes diferentes, que En humano, seis isoformas, codificadas por genes diferentes, que se pueden diferenciar por inmunohistoquímica en diferentes tipos celulares. se pueden diferenciar por inmunohistoquímica en diferentes tipos celulares. Proteína conservada evolutivamente.Proteína conservada evolutivamente.

• 4 4 -actina: en células musculares, se asocia con estructuras contráctiles-actina: en células musculares, se asocia con estructuras contráctiles-actina: en filamentos de fibras de estrés-actina: en filamentos de fibras de estrés-actina: en borde de proyecciones de células en movimiento-actina: en borde de proyecciones de células en movimiento

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Regulación de la polimerización de la actina

• ATP

• Cc

• Proteínas de unión a la actina (PBA)

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Intercambio rotatorio: necesita ATPIntercambio rotatorio: necesita ATP

Adición reversible de monómeros: Adición reversible de monómeros: aunque ATP no es necesario para polimerizaciónaunque ATP no es necesario para polimerización, la velocidad , la velocidad depende de unión del monómero a un nucleótido trifosfato (ATP) que aumenta su afinidad. La depende de unión del monómero a un nucleótido trifosfato (ATP) que aumenta su afinidad. La hidrólisis a ADP genera un cambio conformacional que facilita la despolimerización de la actina hidrólisis a ADP genera un cambio conformacional que facilita la despolimerización de la actina F.F.Existe una concentración de monómeros crítica para este intercambio.Existe una concentración de monómeros crítica para este intercambio.

AACTINA CTINA AATPTP

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La concentración de actina G determina la formación del filamentoLa concentración de actina G determina la formación del filamento

Concentración críticaConcentración crítica

A partir de Cc, se inicia la formación de filamentos. A esta Cc los A partir de Cc, se inicia la formación de filamentos. A esta Cc los monómeros y filamentos están en equilibrio.monómeros y filamentos están en equilibrio.

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Regulación del ensamblaje y desensamblaje por proteínas de unión Regulación del ensamblaje y desensamblaje por proteínas de unión a la actina:a la actina:

Formina: Formina: inicio, nucleación y elongación en el sentido de polimeración inicio, nucleación y elongación en el sentido de polimeración rápidarápida

11 1111

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Regulación del ensamblaje y desensamblaje por proteínas de unión a la actina:Regulación del ensamblaje y desensamblaje por proteínas de unión a la actina:

Formina: Formina: inicio, nucleación y elongación en el sentido de polimeración rápidainicio, nucleación y elongación en el sentido de polimeración rápidaCofilinaCofilina: a monómeros actina-ADP (extremo -). Incrementa velocidad de disociación. Permanece : a monómeros actina-ADP (extremo -). Incrementa velocidad de disociación. Permanece

unida evitando reensamblaje.unida evitando reensamblaje.Profilina:Profilina: favorece intercambio de ADP por ATP. Favorece incorporación de Actina-ATP en favorece intercambio de ADP por ATP. Favorece incorporación de Actina-ATP en

extremo +.extremo +.Arp2/3:Arp2/3: sitios de nucleación. Inicio de ensamblaje de nuevos filamentos. Ramificaciones. sitios de nucleación. Inicio de ensamblaje de nuevos filamentos. Ramificaciones.

Estas proteinas son reguladas por vías de señalización celular, por lo que el ensamblaje Estas proteinas son reguladas por vías de señalización celular, por lo que el ensamblaje y desensamblaje de microfilamentos de actina responde a estímulos externos.y desensamblaje de microfilamentos de actina responde a estímulos externos.

TwinfilinaTwinfilina

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Drogas o fármacos que afectanDrogas o fármacos que afectan la la despolimerización:despolimerización:faloidinas (veneno fúngico): faloidinas (veneno fúngico): se unen a lo largo de los microfilamentos y evita se unen a lo largo de los microfilamentos y evita despolimerización. Se emplea como marcador fluorescente despolimerización. Se emplea como marcador fluorescente

la polimerización: la polimerización: citocalasina (alcaloide fúngico):citocalasina (alcaloide fúngico): se une al extremo (+), bloquea agregado pero se une al extremo (+), bloquea agregado pero no despolimerización e interfiere en locomoción, contracción muscular, no despolimerización e interfiere en locomoción, contracción muscular, citocinesis o endocitosis.citocinesis o endocitosis.

FaloidinaFaloidina

CitocalasinaCitocalasina

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ORGANIZACIÓN DE LOS FILAMENTOS DE ACTINAORGANIZACIÓN DE LOS FILAMENTOS DE ACTINAHACES:HACES: filamentos paralelos filamentos paralelosREDES:REDES: filamentos que se entrecruzan filamentos que se entrecruzanTodas las proteínas de unión a la actina tienen por lo menos dos dominios de unión a la Todas las proteínas de unión a la actina tienen por lo menos dos dominios de unión a la

actina (ABD), lo que les permite fijar y entrecruzar dos filamentos diferentesactina (ABD), lo que les permite fijar y entrecruzar dos filamentos diferentesLas secuencias espaciadoras entre los dominios de unión a la actina, varían en longitud Las secuencias espaciadoras entre los dominios de unión a la actina, varían en longitud

y flexibilidad, son responsables de las distintas propiedades de entrecruzamientoy flexibilidad, son responsables de las distintas propiedades de entrecruzamiento

ENTRAMADOS: ENTRAMADOS: sol-gelsol-gelcitoplasma: coloide líquido viscoso (sol) citoplasma: coloide líquido viscoso (sol)

redes tridimensionales densasredes tridimensionales densaspropiedades de un sólido (gel)propiedades de un sólido (gel)

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Transiciones sol- gel en corteza citoplasmáticaTransiciones sol- gel en corteza citoplasmática rápida reorganización de filamentos de actinarápida reorganización de filamentos de actina despolimerizan u orientan en filamentos paralelosdespolimerizan u orientan en filamentos paralelos

citoplasma: coloide líquido viscoso (sol) citoplasma: coloide líquido viscoso (sol) redes tridimensionales densasredes tridimensionales densaspropiedades de un sólido (gel)propiedades de un sólido (gel)

Estos cambios pueden ser activados por moléculas que se unen a Estos cambios pueden ser activados por moléculas que se unen a receptores de la MP u otros estímulos como el frío (plaquetas receptores de la MP u otros estímulos como el frío (plaquetas sanguíneas congelarse forma estrellada las incapacita sanguíneas congelarse forma estrellada las incapacita

funcionalmente)funcionalmente)

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Proteínas de unión Proteínas de unión formadoras de hacesformadoras de haces de actina de actinaPequeñas, rígidas. Fuerzan a los filamentos a asociarse en paraleloPequeñas, rígidas. Fuerzan a los filamentos a asociarse en paralelo

Haces paralelosHaces paralelos estrechamente estrechamente empaquetados (14 nm) empaquetados (14 nm)

Fimbrina: monómero, Fimbrina: monómero, contiene dos contiene dos dominios de unión a la actina dominios de unión a la actina (ABD)(ABD) adyacentes. adyacentes.

Villina: sólo en Villina: sólo en microvellosidades microvellosidades intestinales y de túbulos renalesintestinales y de túbulos renales

Haces contráctilesHaces contráctiles: : paralelos paralelos espaciadosespaciados (40 nm), (40 nm), capaces de capaces de contraerse (anillo citocinesis)contraerse (anillo citocinesis)

-actinina:-actinina: dímero. Cada subunidad dímero. Cada subunidad contiene un solo ABD y cuatro contiene un solo ABD y cuatro dominios espaciadores en dominios espaciadores en -hélice -hélice repetidosrepetidos

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Proteínas de Proteínas de uniónunión formadoras de formadoras de redesredesLargas y flexibles. Largas y flexibles.

Filamina:Filamina: dímero flexible en forma de V. Entrelaza filamentos en redes dímero flexible en forma de V. Entrelaza filamentos en redes ortogonales. Cada subunidad posee un ABD N-terminal y un dominio de ortogonales. Cada subunidad posee un ABD N-terminal y un dominio de

dimerización C-terminal separados por dominios espaciadores en lámina dimerización C-terminal separados por dominios espaciadores en lámina repetidos. Forman mallas tridimensionales holgadas subyacentes a la MP.repetidos. Forman mallas tridimensionales holgadas subyacentes a la MP.

• Forman estructuras planas Forman estructuras planas rodeadas de MP. Dan la forma rodeadas de MP. Dan la forma celular. Ej: eritrocitoscelular. Ej: eritrocitos

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FilaminaFilamina conecta red tridimensional de filamentos de actina con conecta red tridimensional de filamentos de actina con proteínas del coáguloproteínas del coágulo

Proteínas de unión de los microfilamentos a Proteínas de unión de los microfilamentos a proteínas integrales de la MPproteínas integrales de la MP

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Espectrina Espectrina se asocia con filamentos cortos de actina (red actina-espectrina) en eritrocitos.se asocia con filamentos cortos de actina (red actina-espectrina) en eritrocitos. Anquirina: Anquirina: proteína nexo entre espectrina y proteína tansmembrana proteína nexo entre espectrina y proteína tansmembrana Banda 3Banda 3Proteína 4.1: Proteína 4.1: proteína que se fija en uniones de espectrina con actina y al dominio proteína que se fija en uniones de espectrina con actina y al dominio citosólico de la proteína transmembrana citosólico de la proteína transmembrana GlicoforinaGlicoforina

Espectrina: Espectrina: proteína de unión a actina. Tetrámero: 2 cadenas proteína de unión a actina. Tetrámero: 2 cadenas y 2 y 2 . Cadena . Cadena : un solo ABD en N-terminal, múltiples : un solo ABD en N-terminal, múltiples -hélices repetidas, igual que -hélices repetidas, igual que cadena cadena , la que posee un dominio de fijación al Ca++ en su C-terminal, la que posee un dominio de fijación al Ca++ en su C-terminal

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Proteínas de unión de los microfilamentos a proteínas Proteínas de unión de los microfilamentos a proteínas

integrales de la MPintegrales de la MP Contacto célula-célula: uniones adherentesContacto célula-célula: uniones adherentes

Cinturón de adhesiónCinturón de adhesión en células en células epiteliales: epiteliales: haz contráctilhaz contráctil de filamentos de filamentos de de actinaactina subyacente a la MP apical subyacente a la MP apical

Cadherinas:Cadherinas: unión homodímera con célula adyacente. unión homodímera con célula adyacente. TransmembranosaTransmembranosa

Catenina:Catenina: heterodimérica. heterodimérica. -catenina se une a dominio -catenina se une a dominio citoplasmático de cadherina. citoplasmático de cadherina. -catenina a actina-catenina a actina

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PROYECCIONES O PROTUBERANCIAS DE LA SUPERFICIE CELULARPROYECCIONES O PROTUBERANCIAS DE LA SUPERFICIE CELULARAumentan superficie celular. Cubiertas por MP. Visibles al MET y SEM. Aumentan superficie celular. Cubiertas por MP. Visibles al MET y SEM.

• Microvellosidades:Microvellosidades: prolongaciones prolongaciones citoplasmáticas digitiformescitoplasmáticas digitiformes

• Abundantes en parte apical de Abundantes en parte apical de epitelio intestinal (epitelio intestinal (borde en borde en cepillocepillo). Aumentan superficie ). Aumentan superficie absorciónabsorción

• EstereociliosEstereocilios: : microvellosidades auditivas microvellosidades auditivas especializadas en la detección especializadas en la detección de vibraciones sonorasde vibraciones sonoras

• Funciones: Funciones: movimiento movimiento celular, fagocitosis, absorción celular, fagocitosis, absorción

• EstabilidadEstabilidad: permanentes o : permanentes o transitoriastransitorias

• Estructura:Estructura: haces o redes de haces o redes de filamentos de actinafilamentos de actina

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Extensiones permanentesExtensiones permanentes: microvellosidades intestinales: microvellosidades intestinales

• HacesHaces de filamentos de de filamentos de actinaactina centralescentrales

• FimbrinaFimbrina y y villinavillina (especial en (especial en células intestinales y renales)células intestinales y renales)

• Unidos a MP por brazos laterales Unidos a MP por brazos laterales de : de : calmodulina calmodulina (fijadora de (fijadora de calcio) calcio) y miosina I y miosina I (implicada en (implicada en movimiento de microvellocidad)movimiento de microvellocidad)

• Anclados por su base (extremo -) Anclados por su base (extremo -) a la red terminal (rica en a la red terminal (rica en espectrinaespectrina))

• Extremo + inmersos en cápsula Extremo + inmersos en cápsula de proteínas desconocidasde proteínas desconocidas

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REGIONES ESPECIALIZADAS REGIONES ESPECIALIZADAS TRANSITORIASTRANSITORIAS EN LA MP EN LA MPContactosContactos de los filamentos de actina con células adyacentes, MEC y de los filamentos de actina con células adyacentes, MEC y

otros sustratos (placas de cultivo)otros sustratos (placas de cultivo)

Fibroblastos en cultivo: Fibroblastos en cultivo: segregan proteínas de la MEC que se segregan proteínas de la MEC que se adhieren a la superficie plástica de la placaadhieren a la superficie plástica de la placa

• Adhesiones focales:Adhesiones focales: sitios donde la célula se sitios donde la célula se une a la superficie de la une a la superficie de la placaplaca

• Fibras de estrésFibras de estrés: : filamentos de actina de filamentos de actina de gran tamaño anclados a gran tamaño anclados a la MP en las adhesiones la MP en las adhesiones focalesfocales

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Extensiones transitorias:Extensiones transitorias: en respuesta a estímulos ambientales. Formación y retracción en respuesta a estímulos ambientales. Formación y retracción en base a en base a ensamblaje y desensamblaje reguladoensamblaje y desensamblaje regulado de filamentos de actina de filamentos de actinaLamelipodios: Lamelipodios: extensiones laminares anchas. En borde apical de fibroblastosextensiones laminares anchas. En borde apical de fibroblastosRed de filamentos de actinaRed de filamentos de actina Pseudópodos: Pseudópodos: se extienden desde parte anterior de célula en movimiento. Red tridimensional de se extienden desde parte anterior de célula en movimiento. Red tridimensional de filamentos de actina. Fagocitosis, movimiento de amebasfilamentos de actina. Fagocitosis, movimiento de amebasFilopodios o microespinas: Filopodios o microespinas: proyecciones delgadas. Haces de actinaproyecciones delgadas. Haces de actina

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PAPEL DEL LAS VIAS DE TRANSDUCCION DE SEÑALES EN LA PAPEL DEL LAS VIAS DE TRANSDUCCION DE SEÑALES EN LA LOCOMOCION DE LA CELULA Y ORGANIZACION DEL CITOESQUELETOLOCOMOCION DE LA CELULA Y ORGANIZACION DEL CITOESQUELETO

28

ORIENTACION DE LOS MICROFILAMENTOS DURANTE LA FORMACION ORIENTACION DE LOS MICROFILAMENTOS DURANTE LA FORMACION DE PROYECCIONES INESTABLESDE PROYECCIONES INESTABLES

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ARRASTRE CELULAR sobre una superficie: ARRASTRE CELULAR sobre una superficie: forma básica de locomoción celularforma básica de locomoción celular

• Movimiento de amebasMovimiento de amebas• Invasión de glóbulos blancos a los tejidos (infección)Invasión de glóbulos blancos a los tejidos (infección)• Migración de células involucradas en la cicatrizaciónMigración de células involucradas en la cicatrización• Metástasis: propagación de células cancerosas malignasMetástasis: propagación de células cancerosas malignas• FagocitosisFagocitosis• Extensión de neuronas durante desarrollo embrionarioExtensión de neuronas durante desarrollo embrionario

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Arrastre celular: ciclo coordinado Arrastre celular: ciclo coordinado 1) Extensión de borde delantero (pseudópodos, lamelipodios, filopodios)1) Extensión de borde delantero (pseudópodos, lamelipodios, filopodios) polimerización y entrelazado de filamentos de actinapolimerización y entrelazado de filamentos de actina 2) Sujeción de la zona anterior al sustrato 2) Sujeción de la zona anterior al sustrato 3) Disociación del sustrato y retracción del borde posterior hacia el cuerpo celular3) Disociación del sustrato y retracción del borde posterior hacia el cuerpo celular miosina IImiosina II

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1. Por 1. Por polimerización y entrelazado de filamentos de actinapolimerización y entrelazado de filamentos de actina. . CitocalasinaCitocalasina: bloquea : bloquea formación de protuberancias celulares. formación de protuberancias celulares. Arp 2/3:Arp 2/3: ramificaciones. Reciclaje ( ramificaciones. Reciclaje (cofilina)cofilina) de de filamentos de actina conduce a la formación de lamelipodios y filopodios en borde filamentos de actina conduce a la formación de lamelipodios y filopodios en borde delantero. delantero. Miosinas no convencionales: Miosinas no convencionales: extensión de pseudópodos en Dictyosdtelium y extensión de pseudópodos en Dictyosdtelium y filopodios en neuronas.filopodios en neuronas.2. En células de movimientos lentos (fibroblastos): contactos focales. En las rápidas 2. En células de movimientos lentos (fibroblastos): contactos focales. En las rápidas contactos difusos aún desconocidoscontactos difusos aún desconocidos3. Poco comprendido. Se supone participación de miosina II que generaría fuerza contráctil 3. Poco comprendido. Se supone participación de miosina II que generaría fuerza contráctil en córtex para retracciónen córtex para retracción

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Proteínas de unión de los microfilamentos Proteínas de unión de los microfilamentos

a proteínas integrales de la MPa proteínas integrales de la MP Anclaje de las fibras de estrés a la MP en las adhesiones focalesAnclaje de las fibras de estrés a la MP en las adhesiones focales

• Integrinas: Integrinas: proteínas proteínas transmembranas heterodímeras transmembranas heterodímeras que conectan MEC con proteínas que conectan MEC con proteínas de unión a la actinade unión a la actina

• TalinaTalina (se une a integrina) y (se une a integrina) y VinculinaVinculina (se une a actina) (se une a actina)

-actinina -actinina que conecta integrina que conecta integrina con actinacon actina

• Fibras de estrés: Fibras de estrés: haces haces contráctiles (contráctiles (actina unida por actina unida por - - actininaactinina). Se unen al dominio ). Se unen al dominio citoplasmático de las citoplasmático de las integrinas integrinas mediantemediante

FIBRONECTINAFIBRONECTINA

Fibroblastos sobre placa de cultivoFibroblastos sobre placa de cultivo

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FILAMENTOS DE FILAMENTOS DE ACTINA ASOCIADOS A MIOSINAACTINA ASOCIADOS A MIOSINA

Involucrados en Involucrados en movimientos celularesmovimientos celulares: : desplazamiento por desplazamiento por arrastre, citocinesis, contracción musculararrastre, citocinesis, contracción muscular

Miosina: Miosina: proteínas motoras mecanoquímicasproteínas motoras mecanoquímicas, , convierte energía química (ATP) en convierte energía química (ATP) en mecánica (fuerza y movimiento)mecánica (fuerza y movimiento)

Cadenas pesadasCadenas pesadas: cabeza globular (ATPasa),cuello y cola.: cabeza globular (ATPasa),cuello y cola.Cadenas livianasCadenas livianas (reguladoras) (reguladoras)

II y VII y V: dímeros, secuencias α-hélice de colas forman bastón enrollado: dímeros, secuencias α-hélice de colas forman bastón enrolladoSe conocen 14 tipos de miosina (I a XIV). Con 1 ó 2 cabezas globulares. En general Se conocen 14 tipos de miosina (I a XIV). Con 1 ó 2 cabezas globulares. En general sus funciones no están bien determinadas.sus funciones no están bien determinadas.

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CONTRACCIÓN MUSCULAR EN EL MÚSCULO ESQUELÉTICO O ESTRIADOCONTRACCIÓN MUSCULAR EN EL MÚSCULO ESQUELÉTICO O ESTRIADO

Músculo esqueléticoMúsculo esquelético: voluntario. Haces de : voluntario. Haces de fibras musculares fibras musculares (fusión, multinucleadas)(fusión, multinucleadas)

MiofibrillasMiofibrillas: filamentos gruesos (miosina II) y delgados (actina) : filamentos gruesos (miosina II) y delgados (actina)

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MODELO DE ACCION DE LA MIOSINAMODELO DE ACCION DE LA MIOSINA

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PAPEL DEL Calcio EN LA CONTRACCION MUSCULARLa recaptación de los Ca++ produce la relajación muscular

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ASOCIACIONES CONTRACTILES DE ACTINA- MIOSINAASOCIACIONES CONTRACTILES DE ACTINA- MIOSINAEN CELULAS EN CELULAS NO-MUSCULARES Y EN MUSCULO LISONO-MUSCULARES Y EN MUSCULO LISO

Regulada por la Regulada por la fosforilación fosforilación de la cadena ligera reguladora de la miosina IIde la cadena ligera reguladora de la miosina IIAumento Ca++ citosólicoAumento Ca++ citosólicoUnión de Ca++ a calmodulinaUnión de Ca++ a calmodulinaCa++-calmodulina activa a Kinasa de la cadena ligera reguladora de la miosina (MLCK)Ca++-calmodulina activa a Kinasa de la cadena ligera reguladora de la miosina (MLCK)Este complejo fosforila a cadena ligera reguladora de miosina II y la activaEste complejo fosforila a cadena ligera reguladora de miosina II y la activa

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Ensamblaje de miosina en filamentosEnsamblaje de miosina en filamentosFilamentos polares de miosina se unen a actinaFilamentos polares de miosina se unen a actinaDeslizamiento de filamentos de actina en direcciones opuestasDeslizamiento de filamentos de actina en direcciones opuestasEn estas células tropomiosina compite con filamina por sitios activosEn estas células tropomiosina compite con filamina por sitios activos

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Citocinesis: Citocinesis: división de célula en dos al final mitosis. división de célula en dos al final mitosis. Anillo contráctilAnillo contráctil Deslizamiento de filamentos de actina sobre Deslizamiento de filamentos de actina sobre miosina IImiosina II

Grosor de anillo constante: desensamblaje de filamento de actinaGrosor de anillo constante: desensamblaje de filamento de actinaAl final disgregación total de anilloAl final disgregación total de anillo

Inicio mitosis: MPF fosforina sitio inhibidor de cadena ligera de miosina II e inhibe Inicio mitosis: MPF fosforina sitio inhibidor de cadena ligera de miosina II e inhibe formación de anillo.formación de anillo.

Anafase: fosfatasas constitutivas desfosforilan cadena ligera de miosina II y se forma Anafase: fosfatasas constitutivas desfosforilan cadena ligera de miosina II y se forma anillo contráctil.anillo contráctil.

Telofase: una cinasa específica fosforila el sitio activador de la cadena ligera de la Telofase: una cinasa específica fosforila el sitio activador de la cadena ligera de la miosina y favorece cierre de anillo y su despolimerización.miosina y favorece cierre de anillo y su despolimerización.

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MIOSINAS NO CONVENCIONALESMIOSINAS NO CONVENCIONALES

No forman filamentos No forman filamentos (como en músculo)(como en músculo)

No participan en la contracciónNo participan en la contracción

Implicadas en:Implicadas en:• Transporte de vesículas de membrana y orgánulos Transporte de vesículas de membrana y orgánulos • FagocitosisFagocitosis• Extensión de pseudópodosExtensión de pseudópodos• En microvellosidades:En microvellosidades: movimiento de MP a lo largo de haces de movimiento de MP a lo largo de haces de

actina (hacia extremo+)actina (hacia extremo+)

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Miosina I:Miosina I: 1 cabeza globular (motor molecular), cola corta. No dimeriza 1 cabeza globular (motor molecular), cola corta. No dimerizaColas pueden unirse a otras estructurasColas pueden unirse a otras estructuras

El movimiento de miosina I a lo largo de un filamento de actina El movimiento de miosina I a lo largo de un filamento de actina puede transportar lo que lleve unidopuede transportar lo que lleve unido

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FILAMENTOS INTERMEDIOS:FILAMENTOS INTERMEDIOS: 10 nm (entre actina 7 y microtúbulos 25)10 nm (entre actina 7 y microtúbulos 25)En células animales, no en plantas ni hongos.En células animales, no en plantas ni hongos.FuncionesFunciones: mecánicas, soportan grandes tensiones sin romperse. : mecánicas, soportan grandes tensiones sin romperse. Forman estructuras fuertes, estables (no se encuentran en equilibrio dinámico), Forman estructuras fuertes, estables (no se encuentran en equilibrio dinámico), insolubles, resistentes a los cambios de temperatura y dispuestas en densas insolubles, resistentes a los cambios de temperatura y dispuestas en densas redes tridimensionales.redes tridimensionales. No participan en movilidad celularNo participan en movilidad celular

queratina y lamina

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Filamentos intermedios: Filamentos intermedios: diversas proteínas que se expresan en distintos tipos celulares. Mas de 50 diversas proteínas que se expresan en distintos tipos celulares. Mas de 50 proteínas, asociadas en 6 grupos según su función y similitud en sus secuencias de aminoácidosproteínas, asociadas en 6 grupos según su función y similitud en sus secuencias de aminoácidos

Grupo I y II: Grupo I y II: queratinasqueratinasCada célula epitelial expresa al menos 1 queratina tipo I y una queratina tipo II, que copolimerizan para formar Cada célula epitelial expresa al menos 1 queratina tipo I y una queratina tipo II, que copolimerizan para formar

filamentos. Heterodímerosfilamentos. Heterodímeros• queratinas duras: queratinas duras: pelos, uñas, cuernos y lanapelos, uñas, cuernos y lana

• queratinas blandas:queratinas blandas: en citoplasma de células epiteliales (citoqueratinas)en citoplasma de células epiteliales (citoqueratinas)

Grupo IIIGrupo IIIVimentina: Vimentina: en leucocitos, fibroblastos,células endotelialesen leucocitos, fibroblastos,células endoteliales

Desmina: Desmina: une discos Zune discos Z

PeriferinaPeriferina: : neuronas periféricasneuronas periféricas

Grupo IVGrupo IVNeurofilamentos (NF). Neurofilamentos (NF). Determinan el diámetro de un axón, por ende la velocidad de conducción .Determinan el diámetro de un axón, por ende la velocidad de conducción .

Heteropolímeros de NF-L, NF-M, NF-HHeteropolímeros de NF-L, NF-M, NF-H

-internexina: -internexina: se expresa previamente a los neurofilamentosse expresa previamente a los neurofilamentos

Neurofilamentos: Neurofilamentos: en axones motores. Sostén de largas prolongaciones (h.1 m)en axones motores. Sostén de largas prolongaciones (h.1 m)

Grupo VGrupo VLaminas A, B y CLaminas A, B y C

Grupo VIGrupo VINestina:Nestina: se expresa al inicio del desarrollo embrionariose expresa al inicio del desarrollo embrionario

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• Diagnóstico oncológico:Diagnóstico oncológico: el patrón de distribución de los el patrón de distribución de los filamentos intermedios de la célula originaria del tumor se conserva. filamentos intermedios de la célula originaria del tumor se conserva. En general en la composición molecular de los filamentos En general en la composición molecular de los filamentos intermedios existen intermedios existen pares característicospares característicos de citoqueratinas para de citoqueratinas para algunos tipos celulares . Esto suele ser de mucha utilidad en el algunos tipos celulares . Esto suele ser de mucha utilidad en el momento de investigar el origen de un tumor malignomomento de investigar el origen de un tumor maligno

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Queratina y vimentinaQueratina y vimentina alrededor envoltura nuclear: posicionar y anclar núcleo alrededor envoltura nuclear: posicionar y anclar núcleoInmunoperoxidasaInmunoperoxidasa

Coloración de contraste: hematoxilina (núcleos)Coloración de contraste: hematoxilina (núcleos)

InmunohistoquímicaInmunohistoquímicaUUT de oviducto de vicuñaUUT de oviducto de vicuñaAnticitoqueratina (tejido epitelial)Anticitoqueratina (tejido epitelial)

InmunohistoquímicaInmunohistoquímicaAmpula de oviducto de vicuñaAmpula de oviducto de vicuñaAntivimentina (tejido conjuntivo)Antivimentina (tejido conjuntivo)

Por su distribución específica en los tejidos, la caracterización del tipo de FI sirve para Por su distribución específica en los tejidos, la caracterización del tipo de FI sirve para caracterizar el origen de un tumor y por ende su tratamiento.caracterizar el origen de un tumor y por ende su tratamiento.

46

Proteínas de filamentos intermedios: Proteínas de filamentos intermedios: secuencias diversas , sin embargo secuencias diversas , sin embargo poseen organización estructural común:poseen organización estructural común:

Dominio Dominio -hélice-hélice central (310-350 aa) central (310-350 aa)Dominio N-terminalDominio N-terminal

globular globularDominio C-terminalDominio C-terminal

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Ensamblaje de los filamentos intermediosEnsamblaje de los filamentos intermediosPolipéptidos paralelos se enrollan por sus dominios centrales: dímerosPolipéptidos paralelos se enrollan por sus dominios centrales: dímerosDímeros se asocian antiparalelos de forma escalonada: tetrámerosDímeros se asocian antiparalelos de forma escalonada: tetrámerosTetrámeros se asocian cabeza-cola: protofilamentoTetrámeros se asocian cabeza-cola: protofilamentoProtofilamentos se asocian (8) lateralmente: filamentosProtofilamentos se asocian (8) lateralmente: filamentosSon apolaresSon apolares

Ensamblaje no requiere hidrólisis de ATP ó GTPEnsamblaje no requiere hidrólisis de ATP ó GTP

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ENSAMBLAJE DE LAMINAS NUCLEARESENSAMBLAJE DE LAMINAS NUCLEARESPolares: extremos N y C terminalesPolares: extremos N y C terminales

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50

Laminas nucleares:Laminas nucleares: estructura de envoltura nuclear. Punto de anclaje de la estructura de envoltura nuclear. Punto de anclaje de la cromatina. Forman malla ortogonalcromatina. Forman malla ortogonal

• Laminas A, B (B1 y B2) y C.Laminas A, B (B1 y B2) y C.

• Laminas A y C Laminas A y C originadas por originadas por mismo pre-RNAm por empalme mismo pre-RNAm por empalme alternativoalternativo

• Lamina B Lamina B codificada por otro codificada por otro transcripto específico. transcripto específico. Postranscripcional se le adosa un Postranscripcional se le adosa un ácido graso (isoprenilo en el ácido graso (isoprenilo en el extremo C-terminal) que se extremo C-terminal) que se incorpora a la membrana nuclear incorpora a la membrana nuclear interna, con lo que sujeta la interna, con lo que sujeta la lamina nuclearlamina nuclear

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Fosforilación LaminasFosforilación Laminas Desfosforilación LaminasDesfosforilación Laminas

DespolimerizaciónDespolimerización RepolimerizaciónRepolimerización

DesintegraciónDesintegración Envoltura nuclear Envoltura nuclear Reconstitución Reconstitución

(ciclo celular)(ciclo celular)

52

Filamentos de Filamentos de queratinaqueratina anclados a MP en áreas de contacto anclados a MP en áreas de contactoa través de (PAFI) proteínas adaptadorasa través de (PAFI) proteínas adaptadorasDesmosomasDesmosomas: : célula-célulacélula-célula ( (placa densaplaca densa, , desmoplaquina-desmoplaquina-cadherinas cadherinas

((desmogleína y desmocolinadesmogleína y desmocolina))))

Placofilina Placofilina PlacoglobinaPlacoglobina

53

54

HemidesmosomasHemidesmosomas: : célula-MECcélula-MEC ( (plectina-lamininaplectina-laminina))

LAMININALAMININA

Lámina basal epiteliosLámina basal epitelios

alfaalfa betabeta

BP160BP160

BP230BP230

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Fibronectina

56

DISTROFINA:DISTROFINA: producto del gen producto del gen responsable de dos distrofias responsable de dos distrofias musculares (Duchenne y musculares (Duchenne y Becker), congénitas asociadas Becker), congénitas asociadas al cromosoma X. Producen al cromosoma X. Producen degeneración progresiva del degeneración progresiva del músculo esquelético. músculo esquelético. Pacientes mueren jóvenes.Pacientes mueren jóvenes.

Dímero con un solo ABD. Se une Dímero con un solo ABD. Se une a la actina y a un complejo a la actina y a un complejo transmembrana que liga el transmembrana que liga el citoesqueleto con la MEC. citoesqueleto con la MEC. Esto es importante durante la Esto es importante durante la contracción muscular. contracción muscular.

Proteínas de unión de los microfilamentos a Proteínas de unión de los microfilamentos a proteínas integrales de la MPproteínas integrales de la MP

CONTACTOS CELULA - MECCONTACTOS CELULA - MEC

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lmportancia de la queratina en la resistencia mecánica de los tejidos lmportancia de la queratina en la resistencia mecánica de los tejidos epiteliales de la epidermisepiteliales de la epidermis

Enfermedades de la pielEnfermedades de la pielEstudios in vitro:Estudios in vitro: células en cultivo no expresan filamentos intermedios. Se pensó que no células en cultivo no expresan filamentos intermedios. Se pensó que no los necesitan al no estar sometidas a tensiones mecánicaslos necesitan al no estar sometidas a tensiones mecánicas

• Estudios in vivo:Estudios in vivo:Ratones transgénicosRatones transgénicos: : con gen de queratina con gen de queratina mutado. La mutado. La descendencia con gen descendencia con gen mutado alteró mutado alteró citoesqueleto de modo citoesqueleto de modo que la mínima tensión que la mínima tensión mecánica (frotar) mecánica (frotar) produjo la lisis de las produjo la lisis de las células epiteliales con la células epiteliales con la generación de ampollasgeneración de ampollas

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Epidermolisis bulbosa (ampollar) simple (EBS)Epidermolisis bulbosa (ampollar) simple (EBS): mismos síntomas. : mismos síntomas. Se demostró que se debe a mutaciones del gen de queratina.Se demostró que se debe a mutaciones del gen de queratina.

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• Enfermedades del sistema nerviosoEnfermedades del sistema nervioso• Esclerosis lateral amiotrófica (ELA): Esclerosis lateral amiotrófica (ELA):

físico Stephen Howkingfísico Stephen Howking

Perdida progresiva de neuronas motoras: atrofia muscular, parálisis, Perdida progresiva de neuronas motoras: atrofia muscular, parálisis, muerte.muerte.

Se sugiere la participación de los neurofilamentos en esta patologíaSe sugiere la participación de los neurofilamentos en esta patología

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MICROTÚBULOSMICROTÚBULOS

• Movimientos de cilios y flagelosMovimientos de cilios y flagelos Polimerización y Polimerización y despolimerizacióndespolimerización

• Transporte de vesículas de membranasTransporte de vesículas de membranas Efecto de proteínas motorasEfecto de proteínas motoras

• Alineación y separación de cromosomasAlineación y separación de cromosomas Ambos procesosAmbos procesos

• Migración de axonesMigración de axones Guiando cono de crecimientoGuiando cono de crecimiento

• Organización de la célulaOrganización de la célula COMTCOMT

• Polaridad de la célulaPolaridad de la célula COMTCOMT

• En estructuras estables: cilios, flagelos, axonesEn estructuras estables: cilios, flagelos, axones• En estructuras transitorias: huso mitóticoEn estructuras transitorias: huso mitótico

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Microtúbulo:Microtúbulo: polímero de dímeros de subunidades de polímero de dímeros de subunidades de - y - y tubulina tubulina DímeroDímero: : -tubulina (ATP) y -tubulina (ATP) y -tubulina-tubulina (ATP-GDP)(ATP-GDP)(actividad de GTPasa) (actividad de GTPasa)

Codificadas por familia de genes relacionadosCodificadas por familia de genes relacionados-tubulina-tubulina: específicamente en centrosoma: específicamente en centrosoma

• Dímero de tubulinaDímero de tubulina

• Protofilamento (polímero lineal)Protofilamento (polímero lineal)

• Microtúbulo (hueco, 13 Microtúbulo (hueco, 13 protofilamentos paralelos, pero protofilamentos paralelos, pero de moléculas sesgadas)de moléculas sesgadas)

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Extremo – (crecimiento lento) corresponde a Extremo – (crecimiento lento) corresponde a -tubulina (-tubulina (GTPGTP))Extremo + (crecimiento rápido) corresponde a Extremo + (crecimiento rápido) corresponde a -tubulina (-tubulina (GTP GDPGTP GDP))Definen dirección de movimiento desplazamiento de moléculas y Definen dirección de movimiento desplazamiento de moléculas y orgánulosorgánulos

Dímeros de tubulina se asocian longitudinalmente: protofilamentosDímeros de tubulina se asocian longitudinalmente: protofilamentos

Interacciones laterales entre protofilamentos: hoja o cilindroInteracciones laterales entre protofilamentos: hoja o cilindro

Calentamiento en presencia de GTPCalentamiento en presencia de GTP

Ciclos de ensamblaje-desensamblaje de microtúbulosCiclos de ensamblaje-desensamblaje de microtúbulosDepende de temperatura y GTPDepende de temperatura y GTPA 4ºC se despolimerizan en dímeros de A 4ºC se despolimerizan en dímeros de -tubulina-tubulinaA 37ºC +GTP se polimerizan y forman microtúbulosA 37ºC +GTP se polimerizan y forman microtúbulos

Intercambio rotatorioIntercambio rotatorioMoléculas unidas a GDP se liberan Moléculas unidas a GDP se liberan continuamente de extremo –continuamente de extremo –Moléculas unidas a GTP se adicionan Moléculas unidas a GTP se adicionan continuamente a extremo +continuamente a extremo +

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ENSAMBLAJE Y DESARMADO DE LOS MICROTÚBULOSENSAMBLAJE Y DESARMADO DE LOS MICROTÚBULOSINESTABILIDAD DINÁMICAINESTABILIDAD DINÁMICA

Microtúbulos individuales alternan ciclos de crecimiento y acortamientoMicrotúbulos individuales alternan ciclos de crecimiento y acortamientoDepende deDepende de concentraciónconcentración crítica crítica de GTP-de GTP-αα-tubulina-tubulina

Altas concentraciones: se añaden mas rápido que hidrólisis de GTPAltas concentraciones: se añaden mas rápido que hidrólisis de GTPCrecimiento de extremo +Crecimiento de extremo +

Bajas concentraciones: hidrólisis de GTP mas rápida que adiciónBajas concentraciones: hidrólisis de GTP mas rápida que adiciónDesensamblaje, acortamiento de extremo -Desensamblaje, acortamiento de extremo -

Renovación continua y rápida de microtúbulos: importante en procesos como mitosisRenovación continua y rápida de microtúbulos: importante en procesos como mitosis

Estructura planaEstructura plana

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MicrotúbulosMicrotúbulosEstables: cilios, flagelos, axonesEstables: cilios, flagelos, axonesInestables: huso mitóticoInestables: huso mitótico

Capaces de generar fuerzas de propulsión sin doblarseCapaces de generar fuerzas de propulsión sin doblarse

Microtúbulo simple: Microtúbulo simple: 13 protofilamentos13 protofilamentos

Microtúbulo doble: Microtúbulo doble: 13+10 protofilamentos (cilios y flagelos)13+10 protofilamentos (cilios y flagelos)

Microtúbulo triple: Microtúbulo triple: 13+10+10 protofilamentos (cuerpos basales, centríolos)13+10+10 protofilamentos (cuerpos basales, centríolos)

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ESTABILIZACIÓN DE LOS MICROTUBULOS ESTABILIZACIÓN DE LOS MICROTUBULOS Y SU UNION CRUZADA A OTRAS PROTEINASY SU UNION CRUZADA A OTRAS PROTEINAS

Inestabilidad dinámica: modificada por otras proteínas. Su actividad es regulada Inestabilidad dinámica: modificada por otras proteínas. Su actividad es regulada por fosforilación, las formas fosforiladas son incapaces de unirse a los por fosforilación, las formas fosforiladas son incapaces de unirse a los microtúbulosmicrotúbulos

Proteínas asociadas a microtúbulos (MAPs) se fijan y Proteínas asociadas a microtúbulos (MAPs) se fijan y aumentan su estabilidadaumentan su estabilidadPermiten:Permiten:Localización definida de los microtúbulosLocalización definida de los microtúbulos

-Determinación de forma-Determinación de forma-Determinación de polaridad-Determinación de polaridad

MAPsMAPs: varían en función del tipo celular. Poseen un dominio de proyección que : varían en función del tipo celular. Poseen un dominio de proyección que une MT entre sí, con MP, con FI. une MT entre sí, con MP, con FI.

MAP-1, MAP-2 y TauMAP-1, MAP-2 y Tau: en neuronas: en neuronasMAP-4MAP-4: en todo tipo celular, excepto neuronas: en todo tipo celular, excepto neuronasTau:Tau: principal componente detectado en cerebros de pacientes con Alzheimer principal componente detectado en cerebros de pacientes con Alzheimer

Proteínas Proteínas desestabilizadorasdesestabilizadoras de los microtúbulos de los microtúbulosKatanina (MAP) Katanina (MAP) : rompe ligaduras internas entre las subunidades y microtúbulo : rompe ligaduras internas entre las subunidades y microtúbulo

se fragmentase fragmentaOp 18:Op 18: se une a dímeros evitando su polimerización se une a dímeros evitando su polimerización

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El espacio entre microtúbulos depende de la longitud de dominio de El espacio entre microtúbulos depende de la longitud de dominio de proyección de las proteínas asociadasproyección de las proteínas asociadas

67

Fármacos que afectan polimerización de microtúbulosFármacos que afectan polimerización de microtúbulos

Colchicina Colchicina (vegetal)(vegetal) y colcemida y colcemida (sintética):(sintética): se unen a tubulina o MT se unen a tubulina o MTAltas concentraciones: Altas concentraciones: despolimerizan microtúbulosdespolimerizan microtúbulosBajas conc.: Bajas conc.: altera equilibrio entre ensamblaje y altera equilibrio entre ensamblaje y

desensamblaje. Bloqueo de mitosis en metafase desensamblaje. Bloqueo de mitosis en metafase ExperimentalesExperimentales

Taxol: estabiliza microtúbulosTaxol: estabiliza microtúbulosInhibe ensamblajeInhibe ensamblajeBloquea división celularBloquea división celularAnticancerígeno y experimentalAnticancerígeno y experimental

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MICROTUBULOS, MICROTUBULOS, PROTEINAS MOTORASPROTEINAS MOTORAS Y MOVIMIENTOS CELULARES Y MOVIMIENTOS CELULARES

-Transporte intracelular y posicionamiento de vesículas y -Transporte intracelular y posicionamiento de vesículas y orgánulos con membranaorgánulos con membrana

-Segregación y distribución de cromosomas (mitosis)-Segregación y distribución de cromosomas (mitosis)-Movimiento de cilias y flagelos-Movimiento de cilias y flagelos

Proteínas motoras: generan energía mecánica (fuerza y movimento) a Proteínas motoras: generan energía mecánica (fuerza y movimento) a partir de hidrólisis de ATPpartir de hidrólisis de ATPPrototipo de proteínas motoras de los microtúbulosPrototipo de proteínas motoras de los microtúbulosFamilias de Familias de CINESINASCINESINAS (QUINESINAS) y (QUINESINAS) y DINEÍNASDINEÍNAS, pertenecen a familias , pertenecen a familias de proteínas motoras relacionadas a MT.de proteínas motoras relacionadas a MT.

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Cinesina:Cinesina: dímero de 2 cadenas pesadas, cada una unida a una cadena ligera dímero de 2 cadenas pesadas, cada una unida a una cadena ligeraCadena pesada: 1 cabeza globular (N-terminal), dominio motor que se une Cadena pesada: 1 cabeza globular (N-terminal), dominio motor que se une a microtúbulo y ATP (estructura similar a la de miosina) y cadena a microtúbulo y ATP (estructura similar a la de miosina) y cadena -hélice que se -hélice que se enrolla con la otra cadenaenrolla con la otra cadenaCadena ligera: unida a dominio C-terminal de cadena pesada. Esta región se une a Cadena ligera: unida a dominio C-terminal de cadena pesada. Esta región se une a otros componentes celulares para su transporte. Responsable del tipo de otros componentes celulares para su transporte. Responsable del tipo de

estructura que se transporta (de – a + )estructura que se transporta (de – a + )Procesividad: propiedad de recorrer un largo tramo de un MT sin desprenderseProcesividad: propiedad de recorrer un largo tramo de un MT sin desprenderseCitosólicas y mitóticasCitosólicas y mitóticas

Dineína:Dineína: Multiméricas. 2-3 cadenas pesadas unidas a variables péptidos cortos y medianos. Multiméricas. 2-3 cadenas pesadas unidas a variables péptidos cortos y medianos. Molécula muy grande (h. 2.000 kDa)Molécula muy grande (h. 2.000 kDa)Cadena pesada:Cadena pesada: glogular, dominio motorglogular, dominio motorPorción basal:Porción basal: unión a estructuras subcelulares. Transporte axónico unión a estructuras subcelulares. Transporte axónico

retrógrado, de vesículas de Golgi (hacia -)retrógrado, de vesículas de Golgi (hacia -)Citosólicas y del axonema Citosólicas y del axonema (cilios y flagelos)(cilios y flagelos)

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DINACTINA:DINACTINA: complejo proteico que se une a la dineína (sin su presencia complejo proteico que se une a la dineína (sin su presencia la dineína no puede transportar cargas por sí sola) La dinactina la dineína no puede transportar cargas por sí sola) La dinactina también se une a los microtúbulostambién se une a los microtúbulos

Complejo Complejo dineína-dinactinadineína-dinactina y el complejo y el complejo NuMa NuMa (proteína del aparato (proteína del aparato

nuclear mitótico) median la asociación de los microtúbulos con los nuclear mitótico) median la asociación de los microtúbulos con los centrosomas durante mitosiscentrosomas durante mitosis

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Posicionamiento intracelular de: RE, aparato de Golgi, lisosomas y mitocondriasPosicionamiento intracelular de: RE, aparato de Golgi, lisosomas y mitocondrias

La ubicación de La ubicación de RE, lisosomas y mitocondriasRE, lisosomas y mitocondrias requiere moléculas de la familia de requiere moléculas de la familia de las las cinesinas.cinesinas. Dineina Dineina en colocación de aparato de en colocación de aparato de GolgiGolgi cerca de centrosoma cerca de centrosoma

Asociación de RE y microtúbulosAsociación de RE y microtúbulosCélula epitelial: Célula epitelial:

(A)(A) RE: colorante fluorescente RE: colorante fluorescente específicoespecífico

(B)(B) Antitubulina fluorescenteAntitubulina fluorescente

• C11.47C11.47

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Polaridad de MT

Transporte axónico: anterógrado y retrógradoTransporte axónico: anterógrado y retrógrado

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COMTCOMT

CENTROSOMA Y ORGANIZACIÓN DE MICROTÚBULOS CENTROSOMA Y ORGANIZACIÓN DE MICROTÚBULOS INESTABLESINESTABLES Centrosoma: Centrosoma: lugar inicio de ensamblaje de microtúbulos citosólicos (inestables)lugar inicio de ensamblaje de microtúbulos citosólicos (inestables)

Experimento: fibroblastos de ratónExperimento: fibroblastos de ratón

Antitubulina fluorescenteAntitubulina fluorescente

Microtúbulos durante Microtúbulos durante interfaseinterfase (A) (A)

Incubación 1 h con colcemidaIncubación 1 h con colcemida(desensamblaje de microtúbulos)(desensamblaje de microtúbulos)

Retiro de fármacoRetiro de fármaco

Observo a los 30 minutosObservo a los 30 minutos

Microtúbulos creciendo desde Microtúbulos creciendo desde centrosomacentrosoma

AA

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Centrosoma Centrosoma - par centríolos perpendiculares - par centríolos perpendiculares (no siempre)(no siempre)

- material pericentriolar amorfo - material pericentriolar amorfo

Centríolos: estructuras cortasCentríolos: estructuras cortas 9 tripletes microtúbulos 9 tripletes microtúbulos (similar (similar cuerpos basales)cuerpos basales) No parecen participar en No parecen participar en organización microtúbulosorganización microtúbulosAusentes en células vegetales, Ausentes en células vegetales, muchos eucariotas unicelulares, muchos eucariotas unicelulares, óvulos ratónóvulos ratón

Material Pericentriolar: lugar inicio Material Pericentriolar: lugar inicio montaje microtúbulos (- )montaje microtúbulos (- )Complejos de Complejos de -tubulina-tubulina (10-13 (10-13 moléculas) y moléculas) y pericentrinapericentrinaAnillo diámetro similar a Anillo diámetro similar a microtúbulosmicrotúbulosSitio nucleación Sitio nucleación αα-tubulina-tubulina

MT: empotrados en COMT pero sin MT: empotrados en COMT pero sin

entrar en contacto con centríolosentrar en contacto con centríolos

Gama TGama T

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Replicación del centrosoma: Replicación del centrosoma: inicio en inicio en G1G1.. De cada centriólo brota un De cada centriólo brota un centríolo hijo. También se replican los otros componentes. Encentríolo hijo. También se replican los otros componentes. En G2 G2 se se

completa crecimiento de centríolos. Se separan al inicio de la mitosis.completa crecimiento de centríolos. Se separan al inicio de la mitosis.

76

77

78

Reorganización de los microtúbulos durante la mitosisReorganización de los microtúbulos durante la mitosisImportancia de la inestabilidad dinámica:Importancia de la inestabilidad dinámica:

Microtúbulos de interfaseMicrotúbulos de interfase

Se disgreganSe disgregan

Unidades de tubulina Unidades de tubulina

Durante mitosisDurante mitosis

Reensamblan Reensamblan

Huso mitóticoHuso mitótico

Segregación cromosomasSegregación cromosomas

Inestabilidad dinámica de los microtúbulos: Inestabilidad dinámica de los microtúbulos: durante profase durante profase microtúbulos de interfase son reemplazados por microtúbulos microtúbulos de interfase son reemplazados por microtúbulos

del aparato mitóticodel aparato mitótico

79

Aparato mitótico: Aparato mitótico: máquina de microtúbulos para separar los cromosomasmáquina de microtúbulos para separar los cromosomasMicrotúbulos cinetocóricosMicrotúbulos cinetocóricos

Huso mitóticoHuso mitóticoAparato mitóticoAparato mitótico Microtúbulos polaresMicrotúbulos polares(en metafase)(en metafase)

Par de ásteresPar de ásteres Microtúbulos astralesMicrotúbulos astrales

80

1)1) Microtúbulos cinetocóricos: se asocian a cinetocoro por Microtúbulos cinetocóricos: se asocian a cinetocoro por su extremo + y así se estabilizansu extremo + y así se estabilizan

2)2) MMicrotúbulos cromosómicos: unidos a telómeros de cromosomas

81

3) Microtúbulos polares: emanan de centrosomas y se estabilizan al solaparse uno sobre otro en el centro de la célula

4) Microtúbulos astrales: extremos + libres, determinan lugar (plano de escisión) de citocinesis

82

PROTEINAS MOTORAS DURANTE LA MITOSISPROTEINAS MOTORAS DURANTE LA MITOSIS

CinesinasCinesinas mitóticas (CENP-E, BimC, ncd mitóticas (CENP-E, BimC, ncd ((hacia +).hacia +).Dineínas:Dineínas: NuMA NuMA (asociada a aparato nuclear mitótico) y (asociada a aparato nuclear mitótico) y

dineína citosólica dineína citosólica (hacia -)(hacia -)

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MICROTÚBULOS ESTABLESMICROTÚBULOS ESTABLESCILIOS Y FLAGELOS EN EUCARIOTASCILIOS Y FLAGELOS EN EUCARIOTAS

Cilios y flagelos: prolongaciones de la MP. Cilios y flagelos: prolongaciones de la MP. Estructura básica: axonema Estructura básica: axonema (microtúbulos y proteínas)(microtúbulos y proteínas)

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MICROTÚBULOS MICROTÚBULOS ESTABLESESTABLES DETERMINAN LA POLARIDAD CELULAR DETERMINAN LA POLARIDAD CELULARNeuronasNeuronasDos tipos de proyecciones: dendritas y axonesDos tipos de proyecciones: dendritas y axonesEn su estructura poseen: neurofilamentos y microtúbulosEn su estructura poseen: neurofilamentos y microtúbulosAxones: extremos (+) de todos los microtúbulos hacia la periferia. Axones: extremos (+) de todos los microtúbulos hacia la periferia. Proteínas tauProteínas tauDendritas: microtúbulos se orientan en ambas direcciones (+ y -). Dendritas: microtúbulos se orientan en ambas direcciones (+ y -). Proteínas MAP-2Proteínas MAP-2TODOS los microtúbulos nacen en el citoplasma y no en el centrosomaTODOS los microtúbulos nacen en el citoplasma y no en el centrosoma

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ESTRUCTURA DE UN AXONEMAESTRUCTURA DE UN AXONEMA

9 tripletes9 tripletes

La marcha de los brazos de la Dineína axonémica que se La marcha de los brazos de la Dineína axonémica que se extienden desde un doblete hacia el extremo (-) del extienden desde un doblete hacia el extremo (-) del

doblete vecino, genera una fuerza de deslizamiento lineal doblete vecino, genera una fuerza de deslizamiento lineal del axonema, el que es restringido por proteínas de unión del axonema, el que es restringido por proteínas de unión

cruzad y se convierte en en curva cruzad y se convierte en en curva

86

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

LA CELULALA CELULA - -

COOPER’S (5Ta. EDICCIÓN – 2010)COOPER’S (5Ta. EDICCIÓN – 2010)

BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR – BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR –

LODISH 5TA.ED-2005LODISH 5TA.ED-2005