CITOESQUELETOCITOESQUELETODra. Carmen Aída MartínezDra. Carmen Aída Martínez

Propiedades de los Propiedades de los elementos del elementos del citoesqueletocitoesqueleto

MicrotúbulosMicrotúbulos Filamentos Filamentos intermediosintermedios

MicrofilamentMicrofilamentosos

EstructuraEstructura Tubo hueco con Tubo hueco con pared formada pared formada por 13 por 13 protofilamentosprotofilamentos

8 8 protofilamentoprotofilamentos unidos s unidos extremo a extremo a extremo extremo (escalonados)(escalonados)

2 cadenas de 2 cadenas de actina actina entrelazadasentrelazadas

DiámetroDiámetro Exterior: 25 Exterior: 25 nmnmInterior: 15 nmInterior: 15 nm

8-12 nm8-12 nm 7 nm7 nm

MonómerosMonómeros Tubulina Tubulina Tubulina Tubulina

Varios tipos de Varios tipos de proteínasproteínas

G- actinaG- actina

Propiedades de los Propiedades de los elementos del elementos del citoesqueletocitoesqueleto

MicrotúbulosMicrotúbulos Filamentos Filamentos intermediosintermedios

MicrofilamentMicrofilamentosos

PolaridadPolaridad Extremos (+), Extremos (+), (-)(-)

Sin polaridad Sin polaridad conocidaconocida

Extremos (+), (-)Extremos (+), (-)

FuncionesFunciones •Axonema: Axonema: motilidad motilidad celularcelular•Citoplasma: Citoplasma: organización y organización y mantener mantener formaformaMovimiento Movimiento cromosomascromosomasMovimiento de Movimiento de organelosorganelos

•Soporte Soporte estructuralestructural•Mantener Mantener forma célulaforma célula•Lámina Lámina nuclearnuclear•Reforzar Reforzar axonesaxones•Fibras Fibras muscularesmusculares

•Contracción Contracción muscularmuscular•Movimiento Movimiento AmeboideAmeboide•Locomoción Locomoción celularcelular•Corriente Corriente citoplásmicacitoplásmica•CitocinesisCitocinesis•Mantener forma Mantener forma célulacélula

MicrotúbulosMicrotúbulos Elementos más grandes del Elementos más grandes del

citoesqueletocitoesqueleto Son cilindros rectos y huecos Son cilindros rectos y huecos

Diámetro exterior: 25 nmDiámetro exterior: 25 nmDiámetro interior: 15 nmDiámetro interior: 15 nmLongitud: 200 nm – Longitud: 200 nm – mm

Pared formada por 13 Pared formada por 13 protofilamentosprotofilamentos

Protofilamento formado por Protofilamento formado por heterodímeros de heterodímeros de y y tubulina tubulina

Ensamblaje de los Ensamblaje de los microtúbulosmicrotúbulos La orientación de los dímeros de La orientación de los dímeros de

tubulina es la misma en todos los tubulina es la misma en todos los protofilamentos de un protofilamentos de un microtúbulo, esto le confiere microtúbulo, esto le confiere polaridadpolaridadExtremo (-) Extremo (+)

Ensamblaje de los Ensamblaje de los microtúbulosmicrotúbulos

1.1. Nucleación:Nucleación: Dímeros de tubulina se agregan para formar Dímeros de tubulina se agregan para formar

oligómeros que constituyen un núcleooligómeros que constituyen un núcleo Etapa lentaEtapa lenta

Ensamblaje de los Ensamblaje de los microtúbulosmicrotúbulos2.2. Elongación:Elongación:

El microtúbulo crece El microtúbulo crece por la adición de por la adición de tubulinas en sus tubulinas en sus extremosextremos

Más rápida Más rápida

3.3. Equilibrio:Equilibrio: Polimerización y Polimerización y

despolimerización a despolimerización a igual velocidadigual velocidad

Ensamblaje de los Ensamblaje de los microtúbulosmicrotúbulos

Inestabilidad dinámica de Inestabilidad dinámica de microtúbulosmicrotúbulos

Para que haya Para que haya polimerización, los polimerización, los heterodímeros deben heterodímeros deben estar unidos a GTPestar unidos a GTP

Se forma un casquete Se forma un casquete de tubulina GTP, de tubulina GTP, donde ocurre mayor donde ocurre mayor polimerizaciónpolimerización

Inestabilidad dinámica de Inestabilidad dinámica de microtúbulosmicrotúbulos

Si la concentración Si la concentración de tubulina es de tubulina es baja, se favorece baja, se favorece hidrólisis de GTP a hidrólisis de GTP a GDPGDP

Desaparece el Desaparece el casquete GTPcasquete GTP

El microtúbulo se El microtúbulo se acortaacorta

Inestabilidad dinámica de Inestabilidad dinámica de microtúbulosmicrotúbulos

En células vivas

Origen de los Origen de los microtúbulosmicrotúbulos En la mayoría de células, los En la mayoría de células, los

microtúbulos parten de un microtúbulos parten de un centro centro organizador microtubular organizador microtubular (COMT), (COMT), que funciona como:que funciona como:

Lugar donde inicia ensamblaje de Lugar donde inicia ensamblaje de microtúbulosmicrotúbulos

Punto de anclaje para el extremo menos Punto de anclaje para el extremo menos del microtúbulo (polaridad de la célula)del microtúbulo (polaridad de la célula)

Polaridad de los Polaridad de los microtúbulos en las microtúbulos en las célulascélulas

Centros organizadores de Centros organizadores de microtúbulosmicrotúbulos

1.1. CentrosomaCentrosoma En células animales y En células animales y

vegetales inferiores vegetales inferiores cerca del centro de la cerca del centro de la célula (centrosfera)célula (centrosfera)

Compuesto por 2 Compuesto por 2 centriolos (diplosoma) centriolos (diplosoma) rodeados de material rodeados de material pericentriolarpericentriolar

El ensamblaje de El ensamblaje de microtubulos requiere microtubulos requiere de tubulina de tubulina

En vegetales En vegetales superiores no existen superiores no existen centrioloscentriolos

Los centriolos no son Los centriolos no son imprescindibles para imprescindibles para la formación de COMTla formación de COMT

2.2. Cuerpo basalCuerpo basal Origina microtúbulos que estructuran a los Origina microtúbulos que estructuran a los

cilios y flagelos de las células eucariotascilios y flagelos de las células eucariotas Poseen la misma estructura que los Poseen la misma estructura que los

centrioloscentriolos

CentrioloCentriolo Formado por 9 tripletes de Formado por 9 tripletes de

microtúbulos, giran sobre sí microtúbulos, giran sobre sí mismos y tienen polaridad mismos y tienen polaridad (extremos distal y proximal)(extremos distal y proximal)

Los tripletes se unen Los tripletes se unen mediante la proteína mediante la proteína nexina nexina (A con C)(A con C)

En el extremo proximal En el extremo proximal tiene una estructura de tiene una estructura de nueve radios (rueda de nueve radios (rueda de carro)carro)

Movimientos Movimientos dependientes de los dependientes de los

microtúbulosmicrotúbulosDe

cromosomas

Intracelular Celular (cilios y flagelos)

Movimiento Movimiento intracelularintracelular Los microtúbulos Los microtúbulos

permiten el permiten el desplazamiento de desplazamiento de vesículas y vesículas y organelos.organelos.

El trabajo mecánico El trabajo mecánico depende de depende de proteínas motoras proteínas motoras asociadas a los asociadas a los microtúbulos (MAPS microtúbulos (MAPS motoras)motoras)

MAPS motorasMAPS motorasMoléculasMoléculas Función típicaFunción típica

Dineína citoplásmicaDineína citoplásmica Movimiento hacia el Movimiento hacia el extremo extremo menosmenos del del microtúbulomicrotúbulo

Dineína del axonemaDineína del axonema Activación del Activación del deslizamiento en los deslizamiento en los microtúbulos microtúbulos flagelaresflagelares

QuinesinasQuinesinas Movimiento hacia el Movimiento hacia el extremo extremo másmás del del microtúbulomicrotúbulo

MAPS motorasMAPS motoras Se movilizan a Se movilizan a

través de la través de la hidrólisis de ATPhidrólisis de ATP

Poseen cabeza Poseen cabeza globular con globular con función de ATPasafunción de ATPasa

La dineína La dineína requiere de un requiere de un adaptador para adaptador para unirse al orgánulo unirse al orgánulo o vesículao vesícula

Durante la división celular , Durante la división celular , los microtúbulos de la los microtúbulos de la interfase se disgregan y se interfase se disgregan y se reensamblan para formar el reensamblan para formar el Huso mitótico.Huso mitótico.

La duplicación del La duplicación del centrosoma forma 2 centrosoma forma 2 centros organizadores de centros organizadores de microtúbulos, que migran microtúbulos, que migran hacia polos opuestos del hacia polos opuestos del huso mitótico.huso mitótico.

Movimiento de Movimiento de cromosomascromosomas

Tipos de microtúbulos Tipos de microtúbulos

Microtúbulos del huso Microtúbulos del huso mitóticomitótico

Tipo de microtúbuloTipo de microtúbulo FuncionesFuncionesCinetocóricoCinetocórico Unirse al cromosoma Unirse al cromosoma

y desplazarloy desplazarloAstralAstral Atraer a los Atraer a los

centrosomas hacia centrosomas hacia los poloslos polos

PolarPolar Estabiliza el huso y Estabiliza el huso y separar los separar los centrosomascentrosomas

Movimiento cromosomal Movimiento cromosomal en metafaseen metafase

Movimiento cromosomal Movimiento cromosomal en Anafase en Anafase

Moviemiento Ciliar y Moviemiento Ciliar y flagelarflagelar

Algunas células tienen en la superficie pelos flexibles Algunas células tienen en la superficie pelos flexibles llamados cilios o flagelos, que contienen un núcleo llamados cilios o flagelos, que contienen un núcleo formado por un haz de microtúbulos capaz de desarrollar formado por un haz de microtúbulos capaz de desarrollar movimientos de movimientos de flexiónflexión regulares que requieren energía regulares que requieren energía

Se originan de un centro organizador de microtúbulos Se originan de un centro organizador de microtúbulos llamado cuerpo basal.llamado cuerpo basal.

Presentan básicamente la misma estructura (axonema), Presentan básicamente la misma estructura (axonema), la diferencia es que los cilios son, generalmente muchos la diferencia es que los cilios son, generalmente muchos y cortos, mientras los flagelos son pocos, más grueso y y cortos, mientras los flagelos son pocos, más grueso y largoslargos

Estructura del Axonema o Estructura del Axonema o Filamento AxialFilamento Axial

Proviene de un centro organizador de MT Proviene de un centro organizador de MT llamado llamado cuerpo basalcuerpo basal

Es una estructura formada por 9 dobletes Es una estructura formada por 9 dobletes de microtúbulos que forman la pared y 2 de microtúbulos que forman la pared y 2 microtúbulos en el centro arreglo 9microtúbulos en el centro arreglo 922 +2 +2

El cuerpo basal tiene una estructura 9El cuerpo basal tiene una estructura 933 +0+0

Membrana plasmática Brazo interno

de dineína

nexina

Brazo externo de dineínaRadio

Vaina interna

Microtúbulos centrales

Microtúbulo A Microtúbulo BMicrotúbulos externos

Estructura del cuerpo basal

Estructura del Axonema

Estructura del Axonema o Estructura del Axonema o Filamento AxialFilamento Axial

Cada microtúbulo A está constituido por 13 Cada microtúbulo A está constituido por 13 protofilamentos, mientras que el microtúbulo protofilamentos, mientras que el microtúbulo B solo tiene 11, así forman un B solo tiene 11, así forman un dobletedoblete

Los 9 dobletes que forman la pared del Los 9 dobletes que forman la pared del axonema están unidos por filamentos de axonema están unidos por filamentos de nexina, nexina, esta proteína evita el deslizamiento esta proteína evita el deslizamiento de los microtúbulos, por lo que únicamente de los microtúbulos, por lo que únicamente se doblan al ser traccionados por los brazos se doblan al ser traccionados por los brazos de dineínade dineína

Dineína ciliar o Dineína ciliar o flagelarflagelar

Proteína formada por 9-12 cadenas Proteína formada por 9-12 cadenas polipeptídicaspolipeptídicas

Posee actividad ATPasa: actúa como Posee actividad ATPasa: actúa como enzima hidrolítica frente al ATP en enzima hidrolítica frente al ATP en presencia de Capresencia de Ca2+2+ y Mg y Mg2+2+

El brazo de dineína conecta al El brazo de dineína conecta al microtúbulo A con el microtúbulo B del microtúbulo A con el microtúbulo B del doblete y lo muevedoblete y lo mueve

Ubicación de los brazos de Ubicación de los brazos de dineína sobre el dineína sobre el microtúbulo Amicrotúbulo A

Movimiento de los microtúbulos Movimiento de los microtúbulos mediante dineínamediante dineína

Dobletes aislados: la dineína permite el deslizamiento de los microtúbulos

Dobletes en flagelos: la dineína solo dobla a los microtúbulos

Movimiento ciliar y Movimiento ciliar y flagelarflagelar El movimiento del cilio o flagelo se El movimiento del cilio o flagelo se

debe al doblez que ocurre a nivel del debe al doblez que ocurre a nivel del axonemaaxonema

El flagelo se mueve en forma de El flagelo se mueve en forma de ondas de una amplitud constanteondas de una amplitud constante

Estas ondas se forman desde la base Estas ondas se forman desde la base hasta el final del flagelo hasta el final del flagelo

CiliosCilios

Células que revisten Células que revisten el tracto respiratorio el tracto respiratorio y los oviductos en y los oviductos en vertebrados tienen vertebrados tienen en la superficie en la superficie numerosos cilios que numerosos cilios que impulsan líquidos y impulsan líquidos y partículas en una partículas en una dirección dirección determinada. determinada.

FlagelosFlagelos Existen en los gametos Existen en los gametos

masculinos masculinos (espermatozoides) y le (espermatozoides) y le permiten desplazarse permiten desplazarse

El espermatozoide El espermatozoide tiene una tiene una vaina vaina mitocondrialmitocondrial, con , con mitocondrias mitocondrias dispuestas dispuestas helicoidalmente, para helicoidalmente, para generar ATP para el generar ATP para el movimientomovimiento