Citoesqueleto

MECANISMOS CELULARES DE MOTILIDAD
Y LOCOMOCIÓN:
EL CITOESQUELETO
CILIOS Y FLAGELOS
Citoesqueleto

Consiste en una serie de
fibras que da forma a la
célula, y conecta distintas
partes celulares, como si
se tratara de vías de
comunicación celulares.

Red de filamentos
proteicos que se extienden
a través del citoplasma de
todas las células
eucariotas

Se refiere a un grupo de estructuras
citoplasmáticas formadas por
proteínas filamentosas

La organización interna y el
movimiento celular dependen de los
elementos del citoesqueleto que
constituyen algo equivalente a los
músculos y los huesos de la célula

La mayoría de las células eucariotas
tienen forma definida y un alto grado
de organización 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
plasmática y los orgánulos celulares.
• 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
Citoesqueleto

Compuesto por 3 tipos
principales de
filamentos proteicos
• Filamentos de actina
o microfilamentos.
• Filamentos
intermedios
• Microtúbulos
Filamentos de actina o microfilamentos

Finas fibras de proteínas como un hilo de 7
nm de diámetro.

Abundantes en células musculares,
nerviosas y epiteliales.

Compuestos predominantemente de un tipo
de proteína contráctil llamada actina.
• Principal proteína del citoesqueleto de la
mayoría de las células.

La actina es una proteína que
se asocia espontáneamente
entre si para formar un
polímero lineal denominado
filamento de actina
• Se organizan en estructuras
mas complejas formando
paquetes o redes
• Son mas abundantes debajo
de la membrana plasmática
(forman red)

Soporte mecánico

Forma celular

Movimiento (migración)

Fagocitosis

División



Las moléculas individuales de actina son proteínas
globulares
Cada monómero de actina (actina [G] globular) se une a
otras dos moléculas iguales
Los monómeros de actina polimerizan (reversible)
formando filamentos (actina [F] filamentosa

Los filamentos de
actina están
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
células tiene
extensiones basadas en
filamentos de actina
• Movimiento
• Fagocitosis
• Absorción de
nutrientes

Las extensiones de la
superficie celular
basadas en actina mejor
caracterizadas son los
microvellos
involucrados en la
absorción
• Células epiteliales de la
superficie intestinal
•
1000 por célula
(brocha)
• Aumentan la superficie
expuesta del área
disponible para la
absorción hasta 10 a 20
veces


A diferencia de los
microvellos, muchas
extensiones de la
superficie celular se
forman en respuesta a
estímulos fuera de la
célula.
Pseudópodos
• Fagocitosis
• Su formación y
retracción se basa en
el ensamble y
desensamble de
filamentos de actina
Macrófago englobando células
tumorales durante la fagocitosis
Actina, miosina y movimiento celular

Los filamentos de actina usualmente están asociados con
miosina
• Responsables de muchos tipos de movimiento celular

La miosina es el prototipo de un motor molecular
• Proteína que convierte la energía química en forma de
ATP a energía mecánica


Genera fuerza y movimiento
Las interacciones entre actina y miosina también son
responsables de otros tipos de movimiento en células no
musculares
• División celular
Contracción muscular

Las células
musculares están
altamente
especializadas para
una sola acción
• Contracción

Músculo esquelético
• Movimientos
voluntarios

Músculo cardiaco
• Bombeo de sangre
del corazón

Músculo liso
• Movimientos
involuntarios
• Intestino
• Estómago
• Útero, etc.
Migración celular

El movimiento de células a través de una superficie
es una forma básica de locomoción
• Movimiento de amibas
• Células embrionarias durante el desarrollo
• Invasión de tejidos por glóbulos blancos para
controlar infección
• Fagocitosis.
• Movimiento de células cancerosas (metástasis)
 Todos estos movimientos se basan en las
propiedades del citoesqueleto de actina,
además de los microtúbulos y filamentos
intermedios
MICROTÚBULOS
Cilíndros huecos de 25 nm de diámetro.
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 células que se someten a tensión física.
Las subunidades de polipeptidos de FI puede
dividirse en cinco clases principales con base en
su distribucion tisular.
- Neurofilamentos. Están formados por tres proteínas. Se encuentran
presentes en las neuronas, en las dendritas y en los axones. Es muy
probable que también se encuentren presentes en los eritrocitos.
- Filamentos gliales. Formados por una sola proteína. Se encuentran
en el sistema nervioso. A la proteína se le llama proteína glial fibrilar
acídica (“GAP”).
- Citoqueratinas. Se encuentran en el tejido epitelial formando
filamentos intermedios. En la piel forman placas de protección.
-Filamentos de vimentina. Presentes en células mesenquimatosas
como los fibroblastos. Contienen solo una proteína llamada
vimentina. Se encuentran en todo el citoplasma en la estructura del
citoesqueleto. La vimentina también se les ha observado presentes
en las células de la retina y en las células de músculo liso vascular.
- Filamentos de desmina. Como estructura contienen a la proteína
desmina se encuentran presentes como parte de los sarcómeros en
todo el tejido muscular.
PROPIEDADES DE LAS ESTRUCTURAS DEL
CITOESQUELETO
Microtúbulos
Filamentos
intermedios
Varias proteínas
globulares
Filamentos de actinas
Extremo (+)
(tubulina-b)
Interno
Externo (+) (barbado)
Si
No
SI
GT P-asa
Ninguna
AT P-asa
Cinesinas, dineínas
Ninguna
Miosinas
MAP
Plaquinas
Proteínas de unión con
actina
T ubo rígido y hueco
Fibras gruesas
Dimensiones
25nm de diámetro
externo
10nm de diámetro
Filamento helicoidal
flexible
8nm de diámetro
Distribución
T odos los
Animales
eucariontes
Soporte, transporte Soporte estructural
intracelular,
Subunidades incorporadas
en un polimero
Sitio preferencial de la
incorporación
Polaridad
Actividad enzimática
Proteínas motoras
Principal grupo de
proteínas relacionadas
Estructura
Funciones principales
Heterodímero GT Otubulina-ab
Monómeros AT Pactina
T odos los eucariotas
Motilidad,
contractilidad