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MECANISMOS CELULARES DE MOTILIDAD Y LOCOMOCIÓN: EL CITOESQUELETO CILIOS Y FLAGELOS

Unidad III

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CITOESQUELETO

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  • MECANISMOS CELULARES DE MOTILIDAD Y LOCOMOCIN:

    EL CITOESQUELETO

    CILIOS Y FLAGELOS

  • Citoesqueleto

    Consiste en una serie de

    fibras que da forma a la

    clula, y conecta distintas

    partes celulares, como si

    se tratara de vas de

    comunicacin celulares.

    Red de filamentos

    proteicos que se extienden

    a travs del citoplasma de

    todas las clulas

    eucariotas

  • Se refiere a un grupo de estructuras

    citoplasmticas formadas por

    protenas filamentosas

    La organizacin interna y el

    movimiento celular dependen de los

    elementos del citoesqueleto que

    constituyen algo equivalente a los

    msculos y los huesos de la clula

    La mayora de las clulas eucariotas

    tienen forma definida y un alto grado

    de organizacin interna pero pueden

    cambiar de forma en su interior a fin

    de redistribuir diversos organelos y

    en ocasiones migrar de un sitio a

    otro

  • Las principales funciones del citoesqueleto son:

    Proporcionar el medio para el movimiento celular y del movimiento intracelular de organelos y otros componentes del citosol.

    Proporcionar el soporte estructural para la membrana plasmtica y los orgnulos celulares.

    Proporcionar el soporte para las estructuras celulares mviles especializadas, como cilios y flagelos, responsables de la propiedad contrctil de las clulas en tejidos especializados como el msculo

  • Citoesqueleto

    Compuesto por 3 tipos

    principales de

    filamentos proteicos

    Filamentos de actina

    o microfilamentos.

    Filamentos

    intermedios

    Microtbulos

  • Filamentos de actina o microfilamentos

    Finas fibras de protenas como un hilo de 7

    nm de dimetro.

    Abundantes en clulas musculares,

    nerviosas y epiteliales.

    Compuestos predominantemente de un tipo

    de protena contrctil llamada actina.

    Principal protena del citoesqueleto de la

    mayora de las clulas.

  • La actina es una protena que

    se asocia espontneamente

    entre si para formar un

    polmero lineal denominado

    filamento de actina

    Se organizan en estructuras

    mas complejas formando

    paquetes o redes

    Son mas abundantes debajo

    de la membrana plasmtica

    (forman red)

    Soporte mecnico

    Forma celular

    Movimiento (migracin)

    Fagocitosis

    Divisin

  • Las molculas individuales de actina son protenas

    globulares

    Cada monmero de actina (actina [G] globular) se une a

    otras dos molculas iguales

    Los monmeros de actina polimerizan (reversible)

    formando filamentos (actina [F] filamentosa

  • Los filamentos de

    actina estn

    organizados en 2

    tipos de estructuras

    Paquetes de

    actina

    Arreglos

    paralelos

    Redes de actina

    Fibras

    entrecruzadas

  • Protrusiones de la superficie celular

    La superficie de muchas

    clulas tiene

    extensiones basadas en

    filamentos de actina

    Movimiento

    Fagocitosis

    Absorcin de

    nutrientes

  • Las extensiones de la

    superficie celular

    basadas en actina mejor

    caracterizadas son los

    microvellos

    involucrados en la

    absorcin

    Clulas epiteliales de la

    superficie intestinal

    1000 por clula

    (brocha)

    Aumentan la superficie

    expuesta del rea

    disponible para la

    absorcin hasta 10 a 20

    veces

  • A diferencia de los microvellos, muchas extensiones de la superficie celular se forman en respuesta a estmulos fuera de la clula.

    Pseudpodos

    Fagocitosis

    Su formacin y retraccin se basa en el ensamble y desensamble de filamentos de actina

    Macrfago englobando clulas

    tumorales durante la fagocitosis

  • Actina, miosina y movimiento celular

    Los filamentos de actina usualmente estn asociados con

    miosina

    Responsables de muchos tipos de movimiento celular

    La miosina es el prototipo de un motor molecular

    Protena que convierte la energa qumica en forma de

    ATP a energa mecnica

    Genera fuerza y movimiento

    Las interacciones entre actina y miosina tambin son

    responsables de otros tipos de movimiento en clulas no

    musculares

    Divisin celular

  • Contraccin muscular

    Las clulas musculares estn altamente especializadas para una sola accin Contraccin

    Msculo esqueltico Movimientos

    voluntarios

    Msculo cardiaco Bombeo de sangre

    del corazn

    Msculo liso Movimientos

    involuntarios Intestino Estmago tero, etc.

  • Migracin celular

    El movimiento de clulas a travs de una superficie es una forma bsica de locomocin

    Movimiento de amibas

    Clulas embrionarias durante el desarrollo

    Invasin de tejidos por glbulos blancos para controlar infeccin

    Fagocitosis.

    Movimiento de clulas cancerosas (metstasis)

    Todos estos movimientos se basan en las propiedades del citoesqueleto de actina, adems de los microtbulos y filamentos intermedios

  • MICROTBULOS

    Cilndros huecos de 25 nm de dimetro.

    Cada microfilamento:

    - 13 protofilamentos de tubulina.

  • FILAMENTOS INTERMEDIOS O FI

    Filamentos solidos y ramificados con un diametro aproximado de 10 nm.

    Fibras fuertes que proporcionan fuerza mecanica a las clulas que se someten a tensin fsica.

    Las subunidades de polipeptidos de FI puede dividirse en cinco clases principales con base en su distribucion tisular.

  • - Neurofilamentos. Estn formados por tres protenas. Se encuentran presentes en las neuronas, en las dendritas y en los axones. Es muy probable que tambin se encuentren presentes en los eritrocitos. - Filamentos gliales. Formados por una sola protena. Se encuentran en el sistema nervioso. A la protena se le llama protena glial fibrilar acdica (GAP). - Citoqueratinas. Se encuentran en el tejido epitelial formando filamentos intermedios. En la piel forman placas de proteccin.

    -Filamentos de vimentina. Presentes en clulas mesenquimatosas como los fibroblastos. Contienen solo una protena llamada vimentina. Se encuentran en todo el citoplasma en la estructura del citoesqueleto. La vimentina tambin se les ha observado presentes en las clulas de la retina y en las clulas de msculo liso vascular. - Filamentos de desmina. Como estructura contienen a la protena desmina se encuentran presentes como parte de los sarcmeros en todo el tejido muscular.

  • PROPIEDADES DE LAS ESTRUCTURAS DEL CITOESQUELETO

    Microtbulos Filamentos

    intermedios

    Filamentos de actinas

    Subunidades incorporadas

    en un polimero

    Heterodmero GTO-

    tubulina-ab

    Varias protenas

    globulares

    Monmeros ATP-

    actina

    Sitio preferencial de la

    incorporacin

    Extremo (+)

    (tubulina-b)

    Interno Externo (+) (barbado)

    Polaridad Si No SI

    Actividad enzimtica GTP-asa Ninguna ATP-asa

    Protenas motoras Cinesinas, dinenas Ninguna Miosinas

    Principal grupo de

    protenas relacionadas

    MAP Plaquinas Protenas de unin con

    actina

    Estructura Tubo rgido y hueco Fibras gruesas Filamento helicoidal

    flexible

    Dimensiones 25nm de dimetro

    externo

    10nm de dimetro 8nm de dimetro

    Distribucin Todos los

    eucariontes

    Animales Todos los eucariotas

    Funciones principales Soporte, transporte

    intracelular,

    Soporte estructural Motilidad,

    contractilidad