Biología citoesqueleto cor

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CITOESQUELETO
Dra Shirley Rojas
MATRIZ CITOPLASMÁTICA (CITOSOL), SISTEMA VACUOLAR,
 INCLUSIONES Y CITOESQUELETO
La matriz citoplasmática o citoplasma de una célula eucariota contiene el mismo tipo de componentes que una bacteria, es decir moléculas de ARN, proteínas globulares, enzimas, etc.
Sin embargo las células superiores poseen nuevos componentes que surgieron por el proceso evolutivo, representados principalmente por los elementos citoesqueléticos y por las membranas intracelulares
Las membranas intracelulares comprenden el sistema vacuolar o endomembranoso y los organoides formados por membranas pero que no se consideran parte de aquél, como mitocondrias, cloroplastos o peroxisomas 
En consecuencia, en la célula eucariota aparecen diversos compartimientos y subcompartimientos
Entonces se pueden reconocer en el citoplasma dos territorios principales:
Por un lado el interior del sistema de organoides y estructuras membranosas
Y por el otro el exterior de éste, representado por la matriz citoplasmática o citosol (verdadero medio interno de la célula que rellena todos los espacios).
En el citosol se produce la mayor parte de las funciones citoplasmáticas
En él se encuentran numerosas macromoléculas, enzimas, ribosomas, la trama del citoesqueleto y cuerpos de inclusión o inclusiones citoplasmáticas, que son estructuras inconstantes (depósitos de glucogeno, gotitas lipídicas o cristales) no rodeadas por membranas
El citosol contiene agua, iones, metabolitos de bajo peso molecular y macromoléculas (proteínas 20-25%, enzimas)
INCLUSIONES 
CITOPLASMÁTICAS
Representan acúmulos de nutrientes o subproductos relativamente inertes del metabolismo celular
No se encuentran rodeadas por membranas
Su presencia no es esencial para el metabolismo celular
La provisión energética de las células depende de la captación de glucosa para su degradación metabólica en la vía de la gucólisis anaerobia
Cuando la disponibilidad de glucosa es elevada, la glucógeno sintetasa citosólica elabora grandes polímeros ramificados que constituyen las moléculas de glucógeno
Que es la forma de depósito intracelular de glucosa
INCLUSIONES 
CITOPLASMÁTICAS
INCLUSIONES DE GLUCÓGENO
Los glucosomas o partículas β son estructuras esferoidales, formadas por un centro de polisacárido rodeado por una envoltura de proteínas enzimáticas relacionadas con su formación y destrucción
Los glucosomas permanecen separados o forman acúmulos granulares mayores (partículas α) que carecen de envoltura membranosa
Cuando existe necesidad de glucosa, las enzimas de la glucogenólisis, localizadas en las superficies de los glucosomas (glucógeno fosforilasas) destruyen al polímero con liberación hacia el citosol de glucosa 1-fosfato, la que posteriormente es mutada en glucosa 6-fosfato y puede iniciar la vía catabólica de la glucólisis
Los hepatocitos constituyen un tipo celular único, en el sentido de que no acumulan glucógeno para su propio uso sino principalmente para enviar glucosa hacia la sangre, a fin de mantener en ella una concentración relativamente constante del monosacárido (glucemia) aun después de varias horas de ayuno
Los acúmulos lipídicos más comunes son las gotitas de triglicéridos
Carecen de membranas
Poseen tamaños muy variables
INCLUSIONES 
CITOPLASMÁTICAS
INCLUSIONES LIPÍDICAS
INCLUSIONES LIPÍDICAS
INCLUSIONES 
CITOPLASMÁTICAS
En los adipocitos alcanzan varios micrometros
Otros tipos celulares que almacenan gotitas lipídicas son: las células musculares, el hígado, glandulas sebáceas
Inclusiones lipídicas 
en glándulas mamarias
La mayor parte de las inclusiones cristalinas están formadas por proteínas de naturaleza y función desconocidas
en algunos casos la proteína es 
bien conocida, como el complejo
 apoferritina y hierro, 
que es la forma intracitosólica 
de depósito de hierro
INCLUSIONES 
CITOPLASMÁTICAS
INCLUSIONES CRISTALINAS
La melanina es el pigmento castaño oscuro de la piel, el ojo y las leptomeninges
Es una sustancia compleja sintetizada por células especializadas, los melanocitos
PIGMENTOS
CITOESQUELETO
Está constituido por: 
MICROTÚBULOS
MICROFILAMENTOS
FILAMENTOS 
 INTERMEDIOS
CITOESQUELETO
En 1928 Koltzoff consideró la existencia de una organización fibrosa en el citoplasma
Afirmó que cada célula es un sistema de componentes líquidos y de esqueletos rígidos que generan la forma de la célula.
Son estructuras universalmente presentes en el citoplasma de los eucariotas
CITOESQUELETO
MICROTÚBULOS
Las primeras observaciones de lo que hoy sabemos que son microtúbulos individuales fueron realizadas en 1953 por De Robertis y Franchi
Donde aparecían como elementos cilíndricos alargados, no ramificados, de 20 a 30nm de diametro y longitud indefinida
MICROTÚBULOS
La mayoría de los microtúbulos son muy lábiles
Unos pocos tipos celulares, como los eritrocitos, carecen de microtúbulos
MICROTÚBULOS
Los microtúbulos son de tamaño uniforme y notablemente rectilíneos
Diametro externo: 25nm
Largo: puede alcanzar más de 20μm en algunos axones
En cortes transversales muestra una configuración anular
Con una pared densa de unos 6nm y un centro más claro
MICROTÚBULOS
Su pared está integrada por subunidades globulares de 5nm de diámetro aproximadamente
Se disponen en 13 columnas longitudinales (protofilamentos) que rodean a un centro hueco
MICROTÚBULOS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
13
Están compuestos por proteínas, de las cuales la tubulina constituye un 85% del total
El resto esta representado por las llamadas proteínas microtubulares asociadas o MAPs
MICROTÚBULOS
La tubulina es un heterodímero constituido por dos subunidades
Denominadas tubulina α y tubulina β, que se asocian en una unidad estructural de 8nm de largo (la tubulina αβ, o simplemente tubulina)
MICROTÚBULOS
Éstas se unen a otras semejantes para constituir los protofilamentos, que a su vez están asociados para formar el microtúbulo.
MICROTÚBULOS
Las unidades diméricas se ordenan siempre “cabeza con cola”
Es decir que a lo largo del protofilamento la tubulina α de un dímero siempre está asociada con la tubulina β del que le precede
Esto le da una polaridad definida: los dos extremos no son equivalentes
MICROTÚBULOS
Aproximadamente la mitad de la tubulina forma parte de los microtúbulos, mientras que la otra mitad está en su forma libre en el citosol
El montaje de los microtúbulos apartir de la tubulina soluble es un proceso orientado y programado
Dentro de la célula existen centros organizadores de microtúbulos (COMTs)
MICROTÚBULOS
Representados principalmente por los centrosomas y por los cinetosomas o cuerpos basales de los cilios
A partir de los cuales se produce el brote microtubular.
El comienzo de la formación de un microtúbulo nuevo se denomina nucleación, y es un proceso más lento que el agregado de tubulina para su crecimiento (elongación)
MICROTÚBULOS
Los microtúbulos tienen un extremo de crecimiento rápido denominado extremo (+) y un extremo de crecimiento lento (-)
Los microtúbulos están orientados de modo tal que los extremos (-) se localicen alrededor de los COMTs y los extremos (+) se dirigen hacia la periferia celular
MICROTÚBULOS
En la célula viva el extremo de los microtúbulos que experimenta cambios de crecimiento-acortamiento es el extremo (+), ya que el extremo (-) suele estar bloqueado por los COMTs
MICROTÚBULOS
El crecimiento microtubular requiere de la provisión del dímero soluble de tubulina unido a dos moléculas de GTP
MICROTÚBULOS
Las proteínas microtubulares asociadas (MAPs) representan el 5 a 15% del contenido proteico de los microtúbulos
Poseen un papel estructural y estabilizan las relaciones de los microtúbulos entre sí.
Otras MAPs actúan como proteínas motoras, promoviendo el transporte a lo largo de los microtúbulos
MICROTÚBULOS
El rápido transporte de macromoléculas y de organoides de una parte a otra de la célula implica el movimiento guiado
por elementos citoesqueléticos, en particular por los microtúbulos que irradian desde el centrosoma hacia la periferia celular
MICROTÚBULOS
Un tipo especial de MAPs, las proteínas motoras o ATPasas microtubulares, unen y mueven a los materiales 
Existen cuatro grupos de proteínas motoras:
Quinesinas
Dineínas citoplasmáticas
Dineína ciliar y fagelar
Dinamina
MICROTÚBULOS
QUINESINAS
Son ATPasas microtubulares compuestos por dos subunidades pesadas α y dos livianas β
Las cadenas pesadas poseen un dominio globular, de acción ATPásica, que se une a la superficie microtubular y se desplaza por ésta hacia el extremo (+) con gasto de energía
MICROTÚBULOS
DINEÍNAS CITOPLASMÁTICAS O MAP 1C
Sus características funcionales son semejantes a las de las quinesinas, con la diferencia principal de que realizan el transporte hacia el extremo (-) de los microtúbulos 
MICROTÚBULOS
DINEÍNAS CILIAR
Responsable del desplazamiento microtubular en el movimiento ciliar y flagelar
DINAMINA
Es una GTPasa, parece relacionar microtúbulos vecinos entre sí, promoviendo su desplazamiento, induce el alargamiento de la prolongación neuronal
MICROTÚBULOS
FUNCIONES DE LOS MICROTÚBULOS
Función mecánica: proporcionan por sí mismos un citoesqueleto a la célula
Morfogénesis: la forma de algunas prolongaciones o protuberancias celulares se correlacionan con la orientación y distribución de los microtúbulos
Polarización y motilidad celular
MICROTÚBULOS
Transporte intracelular: actúan como soporte o carril por la superficie del cual las proteínas motoras transportan diversas estructuras
Motilidad: la estructura fundamental de los cilios y flagelos está dada por una disposición ordenada de microtúbulos denominada axonema.
MICROTÚBULOS
ORGANOIDES MICROTUBULARES:
CENTROSOMA, CILIOS Y FLAGELOS
El centrosoma es una zona del citoplasma que contiene un par de centríolos y una zona imprecisa que con tiene los llamados satélites centriolares o material pericentriolar
Los centríolos son dos cilindros huecos, perpendiculares entre sí
Sus paredes están formadas por nueve conjuntos triples de microtúbulos fundidos entre sí (tripletes microtuibulares)
Los dos extremos de cada centríolo se encuentran abiertos 
APARATO CILIAR
Componentes esenciales del aparato ciliar:
Cilio, prolongación cilíndrica delgada que se proyecta desde la superficie libre de la célula; está constituido por un axonema inmerso en la matriz ciliar y envuelto por una membrana ciliar
Cuerpo basal o cinetosoma, organoide intracelular semejante al centríolo, a partir del cual brota el cilio
Raíces ciliares o raicillas ciliares, formadas por finas fibrillas que existen en algunas células
MOVOMIENTO CILIAR:
La contracción de los cilios es metacrónica, vale decir que el movimiento de un cilio se produce un poco antes que el del cilio situado después de él y un poco después que el del cilio situado inmediatamente antes
El deslizamiento de dobletes o pares microtubulares es motorizado por la dineína
Filamentos
 de actina
Filamentos
 de actina
Filamentos
 de actina
Filamentos
 de actina
Filamentos
 de actina
Filamentos
 intermedios
Generalidades
Filamentos
 intermedios
Tipos de 
filamentos
ESTRUCTURA DE LOS FILAMENTOS INTERMEDIOS
Compuestas por proteínas fibrosas que se combinan en dímeros helicoidales, que se asocian para formar tetrámeros alargados (protofibrillas). 
MONOMERO
DIMERO
TETRAMERO
(protofibrillas)
1 porción helicoidal y 2 extremos globulares
 
2 monómeros entrelazados
48 nm
2 dímeros asociados en forma antiparalela
2 tetrámeros asociados 
8 tetrámeros entrelazados
SUBFILAMENTOS
FILAMENTO INTERMEDIO
GRACIAS!!