EL CITOESQU

ELETOINTEGRANTES:

GILES FLORES Marjoli POLO ZAVALETA Karolay VÁSQUEZ CORREA Alexandra

DEFINICIÓN:Es una estructura tridimensional

que proporciona un armazón

estructural para la célula, la cual

determina la forma celular y la

organización general del

citoplasma.

Compuesto de tres estructuras

filamentosas bien definidas, que

constituyen una red interactiva:

Microtubulos

Microfilamentos

Filamentos intermedios

CARACTERÍSTICAS: Cada uno de los tres tipos de filamentos citoesqueléticos es

un polímero de subunidades proteínicas unidas mediante

enlaces débiles no covalentes.

Se presta a un ensamble y un desensamble rápido, que

depende de una regulación celular compleja.

Cada elemento del citoesqueleto tiene propiedades distintas.

Sus componentes son estructuras muy dinámica, capaces de

reorganizarse en forma drástica.

FUNCIONES: Brindar soporte estructural, el cual determina la forma de la

célula y resistir fuerzas que tienden a deformarla.

Establecer las posicione de los organelos dentro de la célula.

Dirigir el movimiento de materiales y organelos dentro de las

célula.

Generador fuerza que mueva a las células de un sitio a otro.

COMPOSICIÓN: • Estructuras solidas mas delgadas.

• Organizadas en una red ramificada.

• Formados por la proteína actina.

• Son tubos:- largos- huecos- sin

ramificaciones• Formados por

subunidades de proteína tubulina

• Fibras resistentes similares a cuerdas.

• Formados por diversas proteínas relacionadas.

MICROTÚBULOS - Sostienen las

organelas internas y guían el

movimientos en el transporte intracelular

ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN:• Son estructuras tubulares huecas y se encuentran en casi todas

las células eucariotas.

• Tienen un diámetro externo de 25nm.

• Una pared con groso aproximado de 4nm y pueden extenderse a lo largo o ancho de la célula.

• La pared de un micro túbulo esta formado por proteínas globulares dispuestas en hileras longitudinales conocidas como «protofilamentos» que se alinean en paralelo con respecto al eje longitudinal del túbulo.

• Al observarse en un corte transversal se aprecia que los microtúbulos contienen 13 protofilamentos alineados lado a lado en un circulo dentro de la pared.

• Cada protofilamento se ensambla a partir de bloques diméricos de construcción consistentes en una subunidad tubulina alfa y una tubulina beta, las cuales tienen una estructura tridimensional similar y se aglomeran muy ajustadas.

• Todos los protofilamentos de un microtúbulos poseen la misma polaridad.

• Un extremo del microtúbulos se conoce como el «extremo más» y termina con un fila de subunidades beta. El extremo contrario es el «extremo menos» y concluye con una fila de subunidades de tubulina alfa.

• Los microtúbulos constituyen también la estructura interna de los cilios y flagelos, son responsables de su movimiento y del movimiento de vesículas intracelularmente.

PROTEÍNAS ASOCIADAS CON LOS MICROTUBULOS:

• Los microtúbulos están constantemente polimerizándose y despolimerizándose en la célula.

• Las proteínas microtubulares asociadas (PAMs) estabilizan los microtúbulos y a estos con los organelos y membrana, convirtiendo la red de microtúbulos inestable en un armazón relativamente permanente.

• Las MAPs se clasifican en dos grupos, según su peso molecular:

MAP de alto peso molecular (200–1000 kDa): Se aprecian como proyecciones de unos 10nm de longitud, perpendiculares a la pared del microtúbulos.

MAP de bajo peso molecular (55–62 kDa) o proteína Tau: No forman proyecciones pero configuran una capa rugosa que recubre el microtúbulos

PROTEÍNAS MOTORAS DE MICROTUBULOS:

QUINESINA: Es importante en todas las células para mantener el retículo endoplasmático alejado del centro celular e interviene en el movimiento de los cromosomas en la mitosis. DINEINA CITOPLASMÁTICA: Es importante en todas las células para el flujo de vesículas y para la localización del complejo de golgi en el centro celular, contrarrestando su tendencia a emigrar. Interviene en el movimiento de los cromosomas en la mitosis.

ESTRUCTURA DE DINEINAS Y QUINESINAS:

AGENTES QUE REGULAN LA FORMACION DE MICROTUBULOS:• AGENTES QUE FAVORECEN LA FORMACIÓN DE MICROTÚBULOS: o Taxol o Policationes o Insulina o Factor de crecimiento nervioso

• AGENTES QUE IMPIDEN LA POLIMERIZACIÓN DE MICROTÚBULOS: o Colchiccina o Alcaloides o Griseofulvina o Temperaturas extremas

• AGENTES QUE FAVORECEN LA DESPOLIMERIZACIÓN DE LOS MICROTÚBULOS: o Catanina o Catastrofina

FUNCION DE LOS MICROTÚBULOS:• Se asocian con las membranas de las vesículas y organelas y facilitan su movimiento por la célula. Este proceso es particularmente importante en el transporte de organelas a lo largo de las prolongaciones celulares de las neuronas.

• Los microtúbulos también forman una red para los compartimientos celulares rodeados de membrana (por ej. Mantienen la organización tubular del RE).

Los microtúbulos no se distribuyen al azar, sino organizados según su función, que está en relación con la forma, transporte y división de la célula:

1) FORMA CELULAR: BANDA MARGINAL DE ERITROCITOS Y

PLAQUETAS: Su función es mantener la forma elíptica y

biconvexa de la célula. MANGUITO O VAINA CAUDAL DE

ESPERMÁTIDAS: Importante en la configuración de la cabeza

del espermatozoide. AXOPODIOS:

Son proyecciones citoplasmáticas rectas, presentes en un número elevado en algunos protozoos recubriendo todo el cuerpo celular. CÉLULAS LIBRES:

Principalmente en fibroblastos y leucocitos. CÉLULAS EPITELIALES:

Junto con los filamentos intermedios, los microtúbulos contribuyen al mantenimiento de la forma celular.

2) TRANSPORTE CELULAR: TRANSPORTE AXÓNICO:

En las neuronas los microtúbulos forman haces que recorren las prolongaciones celulares (dendritas y axón). MELANÓFOROS DE PECES ANFIBIOS O

REPTILES:Poseen numerosas prolongaciones

citoplasmáticas por las que emigran los gránulos de melanina. EXOCITOSIS, ENDOCITOSIS Y TRÁFICO DE

VESÍCULAS:Las vesículas de secreción viajan desde el A.

Golgi hasta la membrana plasmática, con la que se fusionan, produciéndose la exocitosis.

Los microtúbulos son responsables del transporte pero no intervienen en la fusión de las vesículas con la membrana ni con otras vesículas.

FORMACIÓN DE LA PARED CELULAR. En células vegetales existen microtúbulos

periféricos que se disponen paralelos a las microfibrillas de celulosa de la pared celular.

3) TRANSDUCCIÓN DE ESTÍMULOS EN LAS CÉLULAS NEUROSENSORIALES:Muchas células sensoriales epiteliales presentan pelos sensoriales, que son estereocilios con abundantes microfilamentos o cilios inmóviles.

4) DESPLAZAMIENTO DE LOS RECEPTORES DE MEMBRANA:Muchos receptores se encuentran conectados por microfilamentos a haces de microtúbulos que se encuentran bajo la membrana plasmática e intervienen en el desplazamiento de receptores por la membrana.

5) MOVIMIENTO DE LOS CROMOSOMAS:Los cromosomas se organizan durante la división celular a lo largo del huso microtubular de la célula.

CENTROS ORGANIZADORES DE MICROTUBULOS:

El crecimiento de los microtúbulos en la célula en condiciones fisiológicas se ve favorecido por las MAPs , el AMPc (que participa en la fosforilación de las MAP), concentración adecuada de Ca +2 , pero sobre todo de los Centros Organizadores de Microtúbulos. Estos Centros actúan como lugares de iniciación de la tubulogénesis, los mejor conocidos son: Centríolos Cuerpos basales de los cilios Cinetocoros de los cromosomas Poros de la envoltura nuclear

EL CENTRIOLO

Actúa como una región que organiza la distribución de los microtúbulos. Los microtúbulos se originan en el centro organizador de los microtúbulos.

Esta región especial de la célula conocida como el CENTROSOMA , es una organela que contiene un par de centriolos.

La estructura consta de una zona interior donde aparece el DIPLOSOMA , formado por dos centriolos dispuestos perpendicularmente entre sí.

Cada centriolo consta de 9 grupos de 3 microtúbulos que forman un cilindro .

Este cilindro se mantiene gracias a unas proteínas (nexina) que unen los tripletes .

Existe además, un material denso que rodea los tripletes y que proporciona un armazón o matriz al centríolo:

MATERIAL PERICENTRIOLAR.

Este material contiene las proteínas: CENTRINA: para la duplicación del centriolo. PERICENTRINA: para la formación de la astrosfera.

EL centriolo desempeña varios papeles en la célula:

• Organiza la red citoplasmática microtubular tanto en las células normales como en las que están en división.

• Organiza el desarrollo de microtúbulos especializados hacia cilios móviles.

• Actúa como centro para la reorganización celular en la respuesta de los agreosomas.

• Forma el huso acromático, que facilita la separación de las cromátidas en la mitosis; y la estructura del citoesqueleto, cuyos filamentos se organizan alrededor de los microtúbulos.

MOTILIDAD

• Algunas células tienen proyecciones del citoesqueleto que sobresalen de la membrana plasmática.

• Si las proyecciones son pocas y muy largas, reciben el nombre de FLAGELOS . Ejemplo: espermatozoide

• Si las proyecciones son muchas y cortas, se denominan CILIOS . Ej. las células del tracto respiratorio.

• Ambos contienen 9 pares de microtúbulos que forman un anillo alrededor de dos microtúbulos centrales.

Un flagelo consta de tres partes: filamento, gancho y cuerpo basal.El flagelo es un largo FILAMENTO con la apariencia de un cabello, que sale de la membrana de la célula. El filamento externo se compone de un solo tipo de proteína, llamado flagelina contacta con el líquido durante la natación.

Al final del filamento de flagelina cerca de la superficie de la célula hay una protuberancia en el grosor del flagelo. El filamento se une a la transmisión del rotor.

El material de la unión se compone de una sustancia llamada «PROTEÍNA DE CODO» ó GANCHO actúa como una articulación o bisagra que permite que el flagelo se oriente en diferentes direcciones.

El filamento de un flagelo bacteriano, a diferencia del caso del cilio, no contiene proteína motora; si se desprende, el filamento se limita a flotar rígido en el agua.

LOS FLAGELOS

El CUERPO BASAL que se encuentra dentro de la célula está compuesto por un cilindro central y varios anillos.

Las bacterias Gramnegativas tienen 2 pares de anillos, los exteriores unidos a la pared celular y los interiores a la membrana citoplásmica.

En las bacterias Grampositivas sólo existe un par de anillos, uno está en la membrana citoplasmática y el otro en la pared celular.

Los flagelos funcionan rotando como un sacacorcho lo que permite a la bacteria moverse en los líquidos. Los anillos del cuerpo basal, a través de reacciones químicas que consumen energía, rotan el flagelo.

LOS CILIOS

Los cilios son orgánulos sobre las superficies de muchas células animales y vegetales inferiores que sirven para mover fluido sobre la superficie de la célula o para «remar» células simples por un fluido.

En los seres humanos, las células epiteliales que recubren el tracto respiratorio tienen c/u de ellas 200 cilios que pulsan en sincronía para impulsar la mucosidad hacia la garganta para su eliminación.

Un eje o AXONEMA (complejo filamentoso axial), rodeado por la membrana plasmática = Estructura 9 2 + 2. Los dobletes periféricos están constituidos por microtúbulos A completos y microtúbulos B incompletos; los primeros presentan unos brazos proteicos de dineína, que se prolongan hacia el par adyacente. Cada doblete se une al adyacente mediante una proteína, nexina

ZONA DE TRANSICIÓN , en ella desaparece el doblete central y en su lugar aparece la placa basal.

CORPÚSCULO BASAL , situado justo por debajo de la membrana plasmática, presenta una estructura similar a la de los centriolos. Los tripletes adyacentes se unen mediante puentes para asegurar la estructura

La movilidad del axonema se va a producir por el deslizamiento de unos dobletes periféricos con respecto a otros, siendo la DINEÍNA la responsable de este proceso. Las proteínas que se asocian a los microtúbulos del axonema, se disponen en forma regular a lo largo de los microtúbulos, sus principales funciones son:

mantener unidos a los microtúbulos que forman el axonemagenerar la fuerza que permite el movimiento de inclinación del cilio regular la interacción de los componentes del axonema para producir un cambio coordinado en la forma del cilio.

FILAMENTOS INTERMEDIOS

• Son componentes del citoesqueleto formado por proteínas fibrosas en alfa-hélice.

• Los F.I son estructuras químicas heterogéneas codificada en el ser humano cuando menos por 60 genes diferentes.

• FI tienen un diámetro de 8 a 10 nm ubicándose entre filamentos gruesos (24 nm) y delgados (7 nm), se encuentran en células animales y no existen en plantas ni hongos.

FUNCIONES DE LOS FILAMENTOS INTERMEDIOS:*BRINDAR RIGIDEZ Y SOSTÉN ESTRUCTURAL A

LA CÉLULA, YA QUE SU GRAN RESISTENCIA TENSIL ES IMPORTANTE PARA PROTEGER A LAS CÉLULAS CONTRA LAS PRESIONES Y LAS TENSIONES. ESTO SE DEBE A DIVERSAS PROTEÍNAS INTERMEDIAS FIJADORAS DE FILAMENTOS.*APOYO ESTRUCTURAL*FIJACIÓN AL NÚCLEO*SUMINISTRAN UNA CONEXIÓN ADAPTABLE*PROPORCIONAN UN MARCO ESTRUCTURAL

ENSAMBLE Y DESENSAMBLE DE FILAMENTOS INTERMEDIOS:• LA UNIDAD BÁSICA DEL ENSAMBLE DE LOS FI

ES UN TETRÁMERO FORMADO POR 2 DÍMEROS QUE SE ALINEAN LADO A LADO EN FORMA INTERCALADA CON SUS EXTREMOS N Y C TERMINALES APUNTANDO EN DIRECCIÓN OPUESTA (ANTIPARALELA)

• LOS FI TIENDES SER MENOS SENSIBLES A LOS AGENTES QUÍMICOS QUE OTROS TIPOS DE ELEMENTOS CITOESQUELÉTICOS Y MÁS DIFÍCILES DE DISOLVER.

• LA FOSFORILACIÓN Y DEFOSFORILACIÓN CONTROLAN EL ENSAMBLE Y DESENSAMBLE DE CASI TODOS LOS TIPOS DE FI.LOS FI SON MÁS ESTABLES A LA FRAGMENTACIÓN QUÍMICA QUE OTROS TIPOS DE ELEMENTOS.

TIPOS Y FUNCIONES DE LOS FILAMENTOS INTERMEDIOS

• Los Filamentos de QUERATINA constituyen las principales proteínas estructurales de las células epiteliales.

• Las haces de FI de queratina forman una red elaborada similar a una jaula alrededor del núcleo y que se dispersa por el citoplasma.

• El citoplasma de las neuronas contienen haces flojos de FI cuyo eje longitudinal se orienta en paralelo con el axón de la célula. Esto se denomina NEUROFILAMENTOS , que están formados por 3 proteínas distintas :NF-L , NF-H , NF-M ; todas del grupo IV.

• Esta red de neurofilamentos constituye el principal componente del armazón estructural que apoya a los axones de una extensa neurona mielinizada.

• Los esfuerzos para conocer la función de los FI se apoyan en ratones manipulados por la Ing. Genética.

MICROFILAMENTOS• Tercer tipo de elemento principal del

citoesqueleto.

• Miden alrededor de 8nm de diámetro .

• Compuestas de subunidades globulares de la proteína ACTINA.

• Como cada subunidad de actina tiene POLARIDAD y todas las subunidades de un filamento de actina se orientan en la misma dirección , TODO EL MICROFILAMENTO TIENE POLARIDAD.

• Filamento de Actina , actina-F , y microfilamento , son términos iguales.

PROTEÍNAS QUE REGULAN LA FORMACIÓN DE LOS MICROFILAMENTOS PROTEÍNAS QUE FAVORECEN LA POLIMERIZACIÓN DE LA ACTINA Y LA ELONGACIÓN DE LOS MICROFILAMENTOS:• GTPASAS DE LA FAMILIA RAS (CDC42, RAC, RHO)• PROFILINA• FALOIDINAS

PROTEÍNAS QUE IMPIDEN LA POLIMERIZACIÓN DE LA ACTINA EN FILAMENTOS:• COFILINA• LATRUNCULINA

PROTEÍNAS QUE FAVORECEN LA DESPOLIMERIZACIÓN DE LOS FILAMENTOS DE ACTINA:• COFILINA• CITOCALASINA• GELSOLINA• FRAGMINA O SEVERINA

PROTEÍNAS QUE ESTABILIZAN LOS FILAMENTOS DE ACTINA:• PROTEÍNA DE CORONACIÓN• TROPOMODULINA

ORGANIZACIÓN DE LOS MICROFILAMENTOSLOS FILAMENTOS DE ACTINA PUEDEN ADOPTAR DOS FORMAS: REDES Y

HACES. A SU VEZ LOS HACES DE FILAMENTOS PUEDEN SER DE DOS

TIPOS: CONTRÁCTILES Y NO CONTRÁCTILES.

REDES

HACES

REDES DE MICROFILAMENTOS

Filamina (280 kd)

PARA QUE LOS FILAMENTOS FORMEN ESTAS REDES SE REQUIERE LA PROTEÍNA FILAMINA, QUE SE SITÚA PERIÓDICAMENTE A LO LARGO DE LOS FILAMENTOS DE ACTINA Y PERPENDICULARMENTE A ESTOS.

Para que los microfilamentos formen haces es necesaria la proteína TROPOMIOSINA,

que se adosa ininterrumpidamente a todo lo largo de los microfilamentos.

Estos haces pueden unirse a:• ACTININA ALFA e

interaccionar con moléculas de MIOSINA para dar lugar a haces contráctiles Fibras de

tensión o de estrés.

ó

• FIMBRINA y MINIMIOSINA para dar lugar a haces de

filamentos no contráctiles Microvellosidades (filopodios).

Fimbrina (68 kd)a-actinina (102 kd)

HACES DE MICROFILAMENTOS