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