Como esta formado y cual es la importancia del citoesqueleto.

1. Como esta formado y cual es la importancia del citoesqueleto.

INTRODUCCIÓN.

La observación del interior de la célula en tres dimensiones revela interconexiones entre estructuras de proteínas filamentosas dentro del citoplasma de células eucarióticas. Estas estructuras forman un esqueleto celular, el citoesqueleto, que mantiene la organización de la célula, le permite moverse, posiciona sus orgánulos y dirige el tránsito intracelular de vesículas y distintos materiales.

Se han identificado tres tipos diferentes de filamentos como integrantes principales del citoesqueleto: los microtúbulos, los microfilamentos (filamentos de actina principalmente) y los filamentos intermedios.

La motilidad celular es uno de los grandes logros de la evolución y el citoesqueleto, un sistema de fibras citoplasmáticas, esencial como componente de soporte para este proceso y guía del transporte de organelos intracelulares y otros elementos. Su aparición temprana en la evolución puede comprobarse por la similitud genómica y estructural, en Bacteria y Archaea, de las proteínas MreB y MB1 con la actina de eucariotes.

1. CITOESQUELETO

Consiste de tres tipos de fibras citosólicas de polímeros ordenados a partir de monómeros unidos por enlaces no covalentes: los microfilamentos con un diámetro de 7 a 9 nm, los filamentos intermedios de 10 nm de diámetro y los microtúbulos de 24 nm. Una característica del movimiento de todas las células es la polaridad, esto es, unas estructuras siempre están al frente de la célula (lamelipodio) y otras en la parte de atrás. La maquinaria que permite la migración celular está formada por el citoesqueleto de actina, que tienen un tamaño superior y variable a cualquier organelo celular.

Por su capacidad de ensamblarse y desensamblarse puede cambiar fácilmente la forma de la célula.

1.1. Microfilamentos - Citoesqueleto de actina

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 y 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.

¿Porque es importante del cambio conformacional de la actina y como afecta su funcionalidad?

¿Cómo funciona la actina en la contracción muscular, en la citocinesis, como soporte mecánico, en unión con proteínas membrana y en locomoción?

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 demicrovellocidades 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.

1.2. Microtúbulos y proteínas motoras

Los microtúbulos son polímeros de la proteína tubulina, un heterodímero de α y β tubulina de unos 55 kD, de secuencias igualmente muy conservadas. Estas proteínas guardan una homología grande con la proteína bacteriana FtsZ que juega un papel importante en la división celular.

Las proteínas globulares pueden también agruparse en diminutos túbulos huecos que actúan como entramado estructural de las células y, al mismo tiempo, transportan sustancias de una parte de la célula a otra. Cada uno de estos microtúbulos está formado por dos tipos de moléculas proteicas casi esféricas que se disponen por parejas y se unen en el extremo creciente del microtúbulo y aumentan su longitud en función de las necesidades. Los microtúbulos constituyen también la estructura interna de los cilios y flagelos, apéndices de la membrana de los que se sirven algunos microorganismos para moverse.

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).

Varios de los movimientos celulares dependen de la interacción entre filamentos de actina y 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”.

• ¿Cuales son los mecanismos por los cuales las proteínas que unen actina regulan la contracción de los músculos liso y esquelético?.

• ¿Como funcionan los microtubulos en el transporte intracelular de organelos, en el huso mitótico y en la locomoción de flagelados?. ¿Cual es la función de los centros organizadores de microtúbulos (COM)?.

Las proteínas microtubulares asociadas (MAPs) estabilizan a los microtúbulos y a estos con los organelos y membrana. Las proteínas motoras o ATPasas asociadas a microtúbulos (un subtipo de MAPs) movilizan organelos y otros elementos sobre los microtúbulos.

* Quinesinas

* Dineínas citoplasmáticas

* Dineína ciliar / flagelar

* Dinamina

• ¿Como interactua el ATP con las quinesinas y el papel de estas en el transporte de organelos?.

• ¿Cual es la direccionalidad que le dan las quinesinas y dineinas a los organelos que transportan?Investigue ejemplos de esta función?.

La distribución y la actividad de los microfilamentos y microtúbulos pueden cambiar. Estas alteraciones cambian las maneras en las que la célula interactúa con sus vecinos, así como la apariencia de las células. Cambios en el citoesqueleto también pueden alterar la adhesión celular y su movimiento.

1.3. Filamentos intermedios

Proteínas fuertes, estables y poco solubles.

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