CITOESQUELETO: Microfilamentos y filamentos intermedios

Dra. Elena Alvarado León

Dpto. de Morfología Humana

Fac. Medicina - UNT

CITOESQUELETO CELULARCaracterísticas

-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.

•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

¿Cuál es su función?

Microfilamentos: Estructura

7 n

m

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

(C)

ADF/Cofilina

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

Filamina (280 kd)

Fimbrina (68 kd) -actinina (102 kd)

40 nm14 nm

Redes de actina: Unión a la membrana plasmática

Dominio de unión a actina

Cadena

Cadena Dominio de unión a Ca2+ Espectrina (240kd y 220 kd)

Microfilamentos

Haces de actina: Unión a la membrana plasmática

-actinina

Filamento de

actina

Vinculina

Talina

Matriz extracelular

Membrana

plasmáticaIntegrina

Haces de actina: Unión a la membrana plasmática

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 queinteraccionan con la actina regulan el ensamblado y desensamblado de microfilamentosen la célula.

- Organización de los microfilamentos: Los filamentos de actina son entrecruzados porproteínas de unión a actina formando haces o redes 3D.

- Asociación de microfilamentos con la membrana plasmática: La membrana en su parteinterna está cubierta por una red de filamentos de actina y otras proteínas delcitoesqueleto que determinan la forma de la célula. Los haces de actina se unen a lamembrana en regiones de contacto intercelular o de adhesión a sustratos.

- Protuberancias de la membrana plasmática: Los microfilamentos soportan lasprotuberancias 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 I

Miosina V

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.

FILAMENTOS INTERMEDIOS7

nm

25

nm

10

nm

25µm 25µm

25µm25nm

25nm25nm

(310-350 aa)

ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS DE LOS FILAMENTOS INTERMEDIOS

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.