Microfilamentos:Los microfilamentos de actina son el producto de la polimerizacin de MONMEROS globulares de actina, denominada actina G, con la participacin de molculas de ATP.La actina es una de las protenas presentes en la mayora de las clulas. En una clula no muscular, ella representa el 5% de las protenas totales, en una clula muscular, el 20%.Tres clases de actina estn presentes en el citoplasma:- Alfa actina: que es mayoritaria en las clulas musculares.-Beta y Gamma actinas: mayoritarias en las otras estirpes celulares.

El microfilamento de actina es un POLMERO inestable y "polarizado":-un polo positivo "+" , donde la polimerizacin de actina es rpida.-un polo negativo "-" , donde la polimerizacin de la actina es ms lenta. Protenas asociadas a la Actina:Varios tipos de protenas asociadas a la actina controlan:- la polimerizacin y la despolimerizacin de los microfilamentos.-la organizacin en la clula.-su adhesin a la membrana plasmtica.-sus funciones contrctiles.

Protenas que actan sobre la polimerizacin:-Timosina: bloquea la polimerizacin.-Profilina: favorece la polimerizacin.Protenas que intervienen en la organizacin :-Tropomiosina, alfa actinina y fimbrina: forman haces de microfilamentos.-Filamina: forma filamentos laxos.Protenas que causan la disolucin de los microfilamentos:-Gelsolina: en presencia de Ca++ destruye los microfilamentos y "lica" el citosol. Este fenmeno es la base de las transiciones GEL/SOL observadas en el citosol.Protenas que permiten la contraccin:-Miosina: presente en las clulas musculares y no musculares, en presencia de Ca++ y con hidrlisis de ATP, se relaciona con los microfilamentos y produce un desplazamiento de los mismos.FUNCIONES:-Contraccin muscular.-Movimientos y desplazamientos celulares.-Transporte intracelular de molculas y vesculas-Participacin en la divisin celular, en la formacin del anillo contrctil necesario para la CITOCINESIS.

Filamentos Intermedios

Filamentos Intermedios:Estn presentes en el citosol y el nucleoplasma.En el citosol constituyen redes fibrosas rgidas, distribuidas alrededor de la envoltura nuclear y el resto del citoplasma. Interactan con la membrana plasmtica reforzando las uniones intercelulares.

Los Filamentos Intermedios estn formados por PROTENAS fibrosas. Cada monmero posee tres DOMINIOS:-dominio central en alfa hlice, con aminocidos hidrfobos.-extremos amino y carboxil terminal, de longitud variable. La polimerizacin ocurre en etapas sucesivas:1.-Dos monmeros con la misma orientacin se enrollan y forman un DMERO.2.-Dos dmeros de orientacin opuesta se asocian y forman un tetrmero (4).3.-La asociacin de varios tetrmeros constituyen un protofilamento.4.-La asociacin de 8 protofilamentos forma un Filamento Intermedio cilndrico.En corte transversal, se observan 32 monmeros.

FAMILIAS de Filamentos Intermedios:1.- Lminas nucleares: presentes en el compartimiento nuclear.2.- Vimentina: presentes en las clulas de origen mesenquimtico, epiteliales y no epiteliales.Esta familia agrupa:-Desminas: presentes en las clulas musculares.-GFAP: protena cidica fibrilar glial, presente en astrocitos, clulas de Schwann no mielinizantes.3.- Citoqueratinas: presentes en todas las clulas epiteliales.4.- Neurofilamentos: presentes en las neuronas.Los Filamentos Intermedios le confieren a la clula estabilidad mecnica:- Resisten mejor a las fuerzas de traccin, estiramiento o deformacin.-Las queratinas contribuyen con la resistencia mecnica de la epidermis, la adhesin intercelular y su impermeabilidad.-En las neuronas, condicionan el calibre de los axones.La heterogeneidad de los Filamentos Intermedios es utilizada cotidianamente en patologa humana para definir la naturaleza de los tumores, cuando el estudio morfolgico en microscopa ptica con coloraciones convencionales, no lo permite. En las tcnicas de INMUNOHISTOQUMICA, se emplean anticuerpos especficos para caracterizar los filamentos de las clulas cancerosas. Un marcaje positivo para queratina demuestra un origen epitelial de la lesin, y asi sucesivamente. La polimerizacin ocurre en etapas sucesivas:

1.-Dos monmeros con la misma orientacin se enrollan y forman un DMERO.

2.-Dos dmeros de orientacin opuesta se asocian y forman un tetrmero (4).

3.-La asociacin de varios tetrmeros constituyen un protofilamento.

4.-La asociacin de 8 protofilamentos forma un Filamento Intermedio cilndrico.

En corte transversal, se observan 32 monmeros.

MICROFILAMENTOSLos microfilamentos estn compuestos por dos cadenas de subunidadesde actina, existiendo la actina G, o globular, formando una apretada hlice de monmeros de dicha actina orientados uniformemente, constituyendo la actina F. La estructura tridimensional de la actina ha sido analizada mediante anlisis de difraccin de rayos X, y dicha informacin ha sido utilizada para deducir la estructura del filamento de actina a nivel de aminocidos individuales. Al menos hay 6 tipos distintos de actina en los tejidos de los mamferos, las cuales se agrupan en 3 clases, dependiendo de su punto isoelctrico: ?-actinas, que se encuentran en diversos tipos de msculo, mientras que las ? y ? se encuentran especialmente en las clulas no musculares. Aunque las distintas formas de actina presentan sutiles diferencias en sus propiedades, la secuencia de aminocidos ha sido conservadas durante la evolucin, de hecho, la presencia del residuo aminocido modificado 3-metilhistidina es caracterstico de todos los tipo de actina y puede utilizarse como marcador para su identificacin estructural. Adems todas se ensamblan en filamentos que son esencialmente idnticos en la mayora de estudios llevados a cabo in vitro, encontrndose en la clula, formando agregados y haces mediante puentes entrecruzados que son mucho ms fuertes que los filamentos individuales, siendo muy raro encontrarlos aislados.El inicio de la formacin de los microfilamentos, parte de la nucleacin de las molculas de actina. Este fenmeno empieza con la unin de 2 molculas de actina mediante enlaces relativamente dbiles, pero la unin de un tercer monmero formando un trmero, proporciona mayor estabilidad al conjunto. La polimerizacin de la actina necesita in vitro de ATP y tambin cationes monovalentes y divalentes que normalmente son el K y el Mg. De hecho, la polimerizacin de actina G a F es dependiente de Mg siendo esto posible en uno de los dos extremos, mientras que la despolimerizacin dependiente de Calcio ocurre en el otro extremo. La molcula de actina, desde el punto de vista bioqumico, est relacionada con la enzima hexoquinasa, conteniendo dominios que forman una bisagra alrededor del lugar de unin del ATP, siendo ste hidrolizado a ADP despus de que la molcula se ha incorporado a un filamento. Para que el ADP sea reemplazado por un ATP, la bisagra debera abrirse, pero en el filamento de actina, los 2 dominios de cada molcula estn unidos entre s por interacciones vecina, de manera que la bisagra se mantiene cerrada y acta de trampa para el ADP, hasta que el filamento se despolimeriza.Un filamento de actina es una estructura polar, y esta definicin de estructura polar se debe a que se ha comprobado que la velocidad de polimerizacin es distinta en los dos extremos del filamento de actina, ya que estos presentan propiedades estructurales distintas un extremo menos inerte y de crecimiento lento y un extremo ms de crecimiento rpido. El extremo menos se denomina punta y el extremo ms como barbado o ancho,: en el extremo barbado o ms la actina polimeriza 10 veces ms rpidamente que en el menos o puntiagudo. No obstante, el crecimiento puede ser que se produzca a travs de los dos extremos, o uno se destruye mientras el otro crece, dependiendo del momento en que se halle la clula y dependiendo de los nucletidos que existan en el medio se puede producir la polimerizacin o despolimerizacin. . Cuando se aaden a la estructura monomrica, en presencia de ATP, se produce una fase lenta denominada lag, mientras se nuclean los filamentos y a continuacin una fase de polimerizacin rpida, mientras los cortos filamentos se alargan. La velocidad, en funcin del tiempo, muestra una curva, con la que un filamento se alarga es proporcional a la concentracin de la subunidad monomrica o libre, indicando ello, que el filamento se alarga mediante adicin de molculas de actina, de una en una. La fase de equilibrio se consigue cuando el crecimiento del polmero, debido a la adicin de monmeros est precisamente en equilibrio con el acotamiento del polmero debido a la prdida de monmeros.En la polimerizacin de la actina, la hidrlisis del ATP sobre ella tiene un efecto sutil, ya que los filamentos de actina no parecen mostrar una inestabilidad dinmica drstica in vitro. De hecho presentan un comportamiento dinmico, denominado intercambio rotatorio, (movimiento reptante), que se produce cuando se aaden continuamente molculas de actina al extremo mas del filamento y se pierden continuamente por el extremo menos, sin que halla un cambio neto de longitud en el filamento. Dicho intercambio rotatorio, al igual que la inestabilidad dinmica, es un comportamiento de no equilibrio que requiere un aporte de energa, el cual proviene de la hidrlisis de ATP que acompaa a la polimerizacin. Se cree que este fenmeno contribuye al recambio rpido de subunidades de filamentos de actina que se produce en la clula, y que la actina esta implicada en la hidrlisis de nucletidos trifosfatos para poder, una vez polimerizada, despolimerizarse fcilmente.La concentracin crtica para la polimerizacin de la actina esta alrededor de 8?g/ml. Esta concentracin es mucho ms baja que la concentracin de actina no polimerizada de la clula, gracias a la presencia de una serie de protenas a las cuales se une la actina y que de esta forma ayudan a controlar su polimerizacin. Una de estas protenas es la denominada PROFILINA la cual se une a los monmeros de actina. Se encuentra en todas las clulas y se asocia a la membrana plasmtica. Acelera el recambio de ATP por ADP y facilita la polimerizacin regulada de la actina durante el movimiento celular.Otra es la TIMOSINA (plaquetas y neutrfilos), se encuentra en concentracin suficiente para secuestrar toda la actina monomrica. Se desconoce como esta protena inhibe la polimerizacin de la actina.Las drogas que estabilizan o desestabilizan los filamentos de actina constituyen herramientas importantes para investigar el comportamiento dinmico de estos filamentos en las clulas. Entre ellas destacan:a) CITOCALASINAS, sustancias sintetizadas por hongos. Dichas citocalasinas impiden la polimerizacin de la actina ya que se unen al extremo ms de los filamentos de actina.b) Las FALOIDINAS, son toxinas del hongo AMANITA. Se unen muy fuertemente a los lados de los filamentos de actina y los estabilizan impidiendo su despolimerizacin. Un remedio contra el veneno del hongo amanita es comer mucha carne cruda ya que la elevada cantidad de filamentos de actina del tejido muscular se une a la faloidina y reduce su toxicidad.Ambas drogas proporcionan cambios dramticos en el citoesqueleto ya que tanto las drogas que estabilizan los microfilamentos como las que los desestabilizan actan interfiriendo el equilibrio dinmico entre el filamento y el monmero de actina, siendo en ambos casos txicas para las clulas.

Otras protenas actan cuando el filamento de actina alcanza la longitud deseada, aadindose a la terminacin positiva miembros de una familia de pequeas protenas llamada protenas en casquete (de remate), como la GELSOLINA, que terminan el alargamiento del filamento, adems de modificar la viscosidad del citoplasma.El proceso de acortamiento de los filamentos de actina se encuentra regulado, en presencia de ATP, ADP y Calcio. Por el contrario el fosfolpido de membrana POLIFOSFOINOSTIDO, tiene el efecto opuesto, puesto que retira la cubierta de GELSOLINA y permite el alargamiento del filamento de actina.La actina juega distintos papeles, en asociacin con otras proteinas:a) Por debajo de la membrana plasmtica, la actina en asociacin con determinadas protenas transmembranas y ligadoras (FILAMINAS), constituyen una robusta red de soporte denominada CORTEX CELULAR. Dicha red resiste las fuerzas deformadoras BRUSCAS, a la vez que permite que se produzacan cambios en la forma de la clula, ya que es capaz de sufrir un proceso de reestructuracin que se ve facilitado por la existencia de protenas que escinden la actina, GELSOLINA, en presencia de elevadas concentraciones de calcio.b) Las protenas FIMBRINA y VILLINA son las encargadas de la formacin de filamentos de actina en haces paralelos firmemente empaquetados que forman el centro de las microespculas y MICROVELLOSIDADES respectivamente. Estos haces de filamentos de actina se encuentran anclados a la barra terminal, regin de la corteza celular compuesta por una red de filamentos intermedios y por la protena ESPECTRINA (eritrocitos). Las molculas de espectrina son tetrmeros flexibles a modo de bastoncillos que ayudan a la clula a conservar la integridad estructural de la corteza. ESFEROCITOSIS HEREDITARIA, casi todos los pacientes presentan un dficit significativo de la espectrina que suele ser secundario a un defecto molecular hereditario y se relaciona con la gravedad de la anemia.El contorno esferoidal y la estructura rgida de los hematies les impide atravesar el bazo. All, los hematies son expuestosa un ambiente en el que no pueden mantener su elevado metabolismo basal. La primera agresin producida por el bazo es una mayor prdida de la membrana superficial. Este acondicionamiento produce una subpoblacin de hematies hiperesfenoidales en sangre perifrica que posteriormente son destruidos por el bazo.Dicha patologa debe distinguirse de la las anemias esferociticas asociadas con Ac eritrocitarios, diagnostico que se realiza por la prueba de Coombs ?.c) La actina desempea una funcin muy importante en el establecimiento y conservacin de los CONTACTOS FOCALES UNIONES ADHENETES, los cuales son zonas especializadas de la membrana plasmtica. En los contactos focales, la integrina ( protena transmembrana) de la membrana celular se fija a glicoprotenas estructurales como la FIBRONECTINA, de la matriz extracelular y permite que cada clula conserve su conexin con otras. De manera simultnea, la regin intracelular de la integrina hace contacto con el citoesqueleto por medio de protenas intermediarias, como la TALINA, que se adhiere tanto a los filamentos de actina como con la VINCULINA. Esta es una protena fijadora de actina que monta a sta en haces contrctiles. Estos haces se denominan FIBRAS DE ESTRS. Las fibras de estrs ayudan a la clula a ejercer fuerza tensil sobre la matrz extracelular. Esta funcin esta muy desarrollada en los fibroblastos en desarrollo en la cicatrizacin de las heridas. Estos fibroblastos se denominan MIOFIBROBLASTOS y actan uniendo los bordes de la herida cutnea con prdida de sustancia.d) Donde mejor se demuestran las fibras de actina es en las clulas musculares esquelticas. En estas clulas se disponen en bandas y se relacionan e interaccionan con otras proteinas, para generar fuerzas motrices, en concreto con a MIOSINA tipo II, originan la contraccin tiene lugar cuando los filamentos de actina y miosina se deslizan entre s debido a la reorganizacin de enlaces intermoleculares e hidrolizar el ATP. Gran parte de estas funciones contrctiles son transitorias. Dentro de la familia de la MIOSINA se engloban 7 grupos, aunque las que estn relacionadas con la contraccin es la miosina tipo II, mientras que el resto se denominan minomiosinas.e) Por ltimo, durante la embriognesis, los filamentos de actina son probablemente el factor responsable de las fuerzas que originan las expansiones locales del citoplasma, como las vesculas y espnulas, en las clulas que emigran en este periodo del desarrollo.