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Citoesqueleto




Enviado por latino_and



    Indice
    1.
    Introducción

    2.
    Microtúbulos

    3.
    Filamentos

    1.
    Introducción

    El citoesqueleto es una estructura
    supramolecular o red tridimensional de
    filamentos que contribuye a la integridad de la célula.
    Define la forma y arquitectura
    (distribución) celular, permite el movimiento y
    transporte
    intracelular (por medio de proteínas
    motoras), media procesos de
    endocitosis y exocitosis, participa activamente en la mitosis y en
    los procesos de
    modulación de receptores de superficie
    (define la conformación y función de
    los receptores), crea compartimientos (favorece la
    organización funcional); y participa en los procesos
    de interacciones intercelulares.
    El citoesqueleto está formado por tres tipos de estructuras
    bien definidas: Los microtúbulos, Los microfilamentos
    (filamentos de actina) y Los filamentos intermedios. Cada una de
    estas estructuras
    posee proteínas
    asociadas características.

    2. Microtúbulos

    Son filamentos del citoesqueleto que se caracterizan por
    estar construídos a partir de tubulina, proteína
    dimérica (subunidades alfa y beta) que se autoensambla
    para originar  a los microtúbulos en un proceso
    dependiente de GTP. Los microtúbulos tienen un
    diámetro de 25 NM y se originan en los centros
    organizadores de microtúbulos (principalmente
    centrosomas), adoptando una organización radial en las células
    interfásicas. Forman también parte del huso
    mitótico de todas las células
    eucarióticas; se localizan en forma de haces en el
    axón neuronal, y también están presentes en
    el aparato locomotor de cilios y flagelos. Los
    microtúbulos son estructuras altamente dinámicas,
    estabilizadas por un grupo de
    proteínas denominadas proteínas asociadas a
    microtúbulos (MAPs).
    En una célula se
    produce un recambio continuo de la red de microtúbulos.
    La vida media de un microtúbulo individual es de 10
    minutos, mientras que la vida media de una molécula de
    tubulina, desde su síntesis a
    su degradación proteolítica, es de más de 20
    hrs. Así pues cada molécula de tubulina participa
    en la formación y desmantelamiento de muchos
    microtúbulos durante su periodo de vida. Los
    microtúbulos individuales crecen hacia la periferia
    celular a una velocidad
    constante durante cierto periodo de tiempo y entonces
    de repente acortan rápidamente hacia el centrosoma. Pueden
    acortarse parcialmente y entonces continuar el crecimiento, o
    desaparecer por completo, siendo substituidos por un
    microtúbulo distinto. Este comportamiento, llamado inestabilidad dinámica, juega un papel muy
    importante en el posicionamiento
    de los microtúbulos en la
    célula.

    Filamentos de Actina
    Son filamentos del citoesqueleto formados a partir de una
    proteína globular denominmada actina. Ésta forma
    polímeros de alrededor de 5 a 6 nm de diámetro.
    Están presentes en las células animales
    mostrando una organización de haces paralelos en dominios
    subcorticales y citoplasmáticos de la célula;
    también están presentes en las células
    vegetales.Los haces de filamentos de actina se encuentran en los
    fibroblastos formando las denominadas fibras de estrés.
    Los monómeros de forma globular (G-actina) se polimerizan
    en un proceso
    dependiente de ATP (análogo a la polimerización de
    microtúbulos dependiente de GTP), para formar el
    polímero de F-actina, que consta de dos filamentos
    centrales enrollados helicoidalmente en la estructura del
    microfilamento. Los microfilamentos son estructuras altamente
    dinámicas, cuya polimerización está regulada
    por proteínas de una familia conocida
    como "proteínas de unión a actina" (ABPs).
    Los filamentos de actina poseen gran importancia en todos los
    procesos de desplazamiento y adhesión celular
    (emisión de pseudópodos). También juegan un
    rol importantísimo en la división celular, pues
    forman el anillo de contracción que permite el
    estrangulamiento celular durante la citokinesis. Otra función
    importante es en el tejido muscular, donde filamentos de actina
    asociados a proteínas motoras denominadas "miosinas",
    provocan la contracción del músculo en un proceso
    mediado por calcio.

    Filamentos Intermedios
    Son estructuras del citoesqueleto de alrededor de 10 nm de
    diámetro, formados por un conjunto de proteínas
    específicas para cada tipo celular. En las células
    epiteliales existen filamentos intermedios formados por vimentina
    y por queratinas, en células musculares predominan los
    filamentos de desmina. A nivel del tejido nervioso, las
    proteínas que forman los filamentos intermedios
    (neurofilamentos) son NF-H de alto peso molecular, NF-M de peso
    intermedio y NF-L de bajo peso molecular. En células
    gliales del cerebro predomina
    la GFA, proteína fibrilar acídica de la glia.

    ¿Sabías que…?
    Las integrinas son moléculas que desempeñan un
    papel
    fundamental en la unión celular. Se trata de
    proteínas transmembrana que por un extremo se unen a
    moléculas del espacio extracelular, y por otro se unen al
    citoesqueleto. Esta disposición especial les permite
    actuar como cemento
    intercelular, además de facilitar el movimiento
    celular mediante la formación de pseudópodos y de
    permitir la transmisión de mensajes entre la célula
    y la matriz que le
    rodea. Este proceso de unión de las células entre
    sí y con la matriz
    extracelular resulta fundamental para la cohesión de los
    tejidos, y
    para procesos vitales como la reparación de heridas,
    mecanismos de defensa frente a infecciones o la
    coagulación.
    A su vez, el espacio o matriz extracelular está formado
    por una ingente cantidad de macromoléculas:
    proteínas y polisacáridos formados por las propias
    células que contactan con ella. Esta matriz es fundamental
    tanto para el mantenimiento
    de la cohesión entre las células y tejidos como para
    determinar el comportamiento
    de las células que la rodean. En este último
    aspecto juegan un importante papel los azúcares del
    glucocáliz, que actúan como portadores de información entre las células,
    dependiendo de su secuencia de monosacáridos y del tipo de
    ramificaciones que presenten

    ¿Sabías que…?
    Los filamentos de actina desempeñan un importante papel en
    la motilidad celular. Entre sus propiedades destaca su polaridad,
    que consiste en el comportamiento diferente de sus dos extremos:
    mientras que uno se polariza o se alarga (extremo positivo), el
    otro tiende a acortarse o despolimerizarse (extremo negativo).
    Además, los filamentos de actina intervienen en la
    fagocitosis, en los procesos de contracción muscular y en
    la producción de corrientes
    citoplasmáticas.
    Por su parte, los filamentos intermedios son fibras proteicas de
    gran resistencia que
    desempeñan una función estructural en las
    células, sobre todo en aquellas que están sometidas
    a importantes tensiones mecánicas. Dependiendo del tipo
    celular predominan unos u otros (neurofilamentos en
    células nerviosas; vimentina en vasos sanguíneos,
    etc.) Precisamente esta diversidad resulta de enorme utilidad en la
    tipificación del origen de metástasis en procesos
    tumorales; de esa forma, determinando el tipo de filamento
    intermedio podremos conocer el tejido donde se produjo el tumor
    original. Pero es que, además, estos filamentos pueden
    ayudar en el diagnóstico prenatal de malformaciones
    congénitas

    3.
    Filamentos

    El citoesqueleto celular consiste en una malla
    tridimensional de filamentos proteicos cuyas principales funciones
    son:

    • 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
    • intervienen en la contracción muscular, al
      asociarse a filamentos de miosina y otras
      proteínas
    • intervienen en los procesos de fagocitosis, mediante
      la formación de pseudópodos
    • forman el anillo contráctil que finalmente da
      lugar a la separación de las células hijas
      durante la mitosis
    • refuerzan la membrana plasmática, formando
      justo por debajo de la misma una densa red de filamentos
      conocida como cortex celular

    Filamentos intermedios
    Su principal función es la de brindar sostén
    estructural a la célula, ya que su gran resistencia
    tensil es importante para proteger a las células contra
    las presiones y las tensiones. Hay filamentos intermedios de
    muchos tipos: de queratina
    (en las células epiteliales), filamentos de la
    lámina nuclear (que refuerzan la membrana nuclear),
    neurofilamentos (ubicados en células
    nerviosas), etc.
    La actina es la proteína intracelular mas abundante en
    eucariotes. Puede llegar a representar hasta el 10% del peso
    total de proteína. Pesa alrededor de 43 kD yb está
    conservada evolutivamente. Algunos organismos tienen un solo gen
    (levaduras) mientras que otros tienen múltiples genes. Por
    ejemplo en humanos existen 6 genes diferentes y en algunas
    plantas puede
    haber hasta 60. Existe como un monómero globular llamado
    G-actina y como polímero filamentoso, F-actina. Cada
    molécula de actina tiene un ión de Mg 2+ que forma
    complejo bien con ATP o con ADP, existiendo por lo tanto cuatro
    formas diferentes de actina. El plegamiento de la proteína
    permite la formación de dos lóbulos con una
    hendidura en la mitad que permite la unión del ATP y el Mg
    2+ , y un cambio de
    conformación.
    La actina presenta principalmente dos arreglos dentro de la
    célula: uno en forma de ramillete y otro en red de
    filamentos entrecruzados. El primero se presenta principalmente
    hacia la periferia de la célula y forma unas protrusiones
    por el alineamiento de fibras paralelas y son la base de la
    formación de microvellocidades y filopodios. Las redes entrecruzadas pueden
    ser de dos tipos, las cercanas a la membrana que le sirven de
    soporte y es bidimensional, y las que ocupan todo el citosol que
    tienen un carácter
    tridimensional y que le dan características de gel. Las fibras se
    mantienen juntas por proteínas que permiten el
    entrecruzamiento y en la zona cortical por anclaje a
    proteínas de membrana.

    4. Microtúbulos y
    proteínas motoras

    Los microtúbulos son responsables del movimiento
    de cilios y flagelos y del movimiento de vesículas
    intracelularmente. Esto es el resultado de la
    polimerización y despolimerización de
    microtúbulos y de la acción de proteínas
    motoras. En algunos casos los movimientos celulares son debidos a
    ambos mecanismos (por ejemplo, la separación de cromosomas
    durante la meiosis).
    Los microtúbulos son polímeros de la
    proteína tubulina, un heterodímero de y tubulina de
    unos 55 kD, de secuencias igualmente muy conservadas. Estas
    proteínas guardan una homología grande con la
    proteína bacteriana FtsZ (ver plenaria XX) que juega un
    papel importante en la división celular.
    Varios de los movimientos celulares dependen de la
    interacción entre filamentos de actina la proteína
    motora miosina, una APTasa que se mueve a lo largo de los
    filamentos de actina y acopla la hidrólisis del ATP a
    cambios conformacionales. Los análisis genómicos muestran que
    existen varios genes altamente conservados, especialmente, en la
    región responsable del "motor".

     

     

    Autor:

    Mario Andres osorio

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