Biología - Citoesqueleto y Contracción Muscular

CITOESQUELETO
• Red de fibras proteicas que ocupa el
citoplasma de las células y que proporciona
un armazón estructural para la célula.
• Determina la forma y la organización
general del citoplasma, contribuyendo así a
la integridad celular.
• Permite los diferentes tipos de motilidad
celular

Una red de proteínas
filamentosas conocidas con el
nombre de citoesqueleto
organizan especialmente
el citoplasma de las células
eucariotas.

FUNCIONES
• 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
• Participa en los procesos de modulación de
receptores de superficie (define la
conformación y función de los receptores)
• Participa en los procesos de interacciones
intercelulares.

Funciones del citoesqueleto
• A diferencia de un
esqueleto, el
citoesqueleto tiene
una naturaleza
dinámica y plástica

El citoesqueleto está formado por tres tipos de
estructuras bien definidas:

• Los microfilamentos se distribuyen bajo la
membrana dando forma a la superficie
celular. ACTINAACTINA
• Los microtúbulos crecen del centrosoma
a la periferia de la célula. TUBULINATUBULINA
• Los filamentos intermedios conectan
células adyacentes a través de
desmosomas. HETEROGÉNEOSHETEROGÉNEOS
Cada una de estas estructuras posee
proteínas asociadas
características.

Pueden observarse por medio de ME.
Sin embargo, actualmente pueden observarse en MO
mediante el uso de inmunocitoquímica contra alguna de
sus proteínas.

Tubos cilíndricos
de 20-25 nm de
diámetro.
Compuestos de
dímeros de la
proteína tubulina
alfa y beta.

Todos los microtúbulos están formados por 13
protofilamenos

Todos los microtúbulos están formados por 13
protofilamentos

FUNCIONES
 Andamio para determinar
la forma celular.
 Proveen un conjunto de
pistas para que se
muevan las organelas y
vesículas.
 Forman las fibras del huso
para separar los
cromosomas durante la
mitosis.
 Participan dentro de
flagelos y cilios, para la
locomoción

• La tubulina se autoensambla para originar a los
microtúbulos en un proceso dependiente de GTP.en un proceso dependiente de GTP.
• Se produce un recambio continuo de la red de microtúbulos.
La vida media de un microtúbulo individual es de 10 minutos.

Se originan en los centros organizadores
de microtúbulos(COMT), principalmente
en los
centrosomas, donde participa también
la tubulina-γ (gamma), adoptando una
organización radial en las células
interfásicas.

El centrosoma contiene cientos de proteínas con forma de anillos llamada
gama tubulinagama tubulina. Este anillo sirve como centro de nucleación.
El extremo que se asocia a la gama tubulina se llama NEGATIVO, el
extremo contrario POSITIVO.
El crecimiento se realiza sólo hacia el lado positivo

Cada molécula de tubulina participa en la formación y
desmantelamiento de muchos microtúbulos durante su
periodo de vida.

Son filamentos del citoesqueleto formados a partir de
una proteína globular denominada 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.
Microvellosidades Protuberancias Invaginaciones
Los haces de filamentos de actina se encuentran en los fibroblastos
formando las denominadas fibras de estrés y placas de adhesión.

Los monómeros de forma globular (G-actina) se polimerizan
en un proceso dependiente de ATPproceso dependiente de ATP para formar el polímero
de F-actina.

Los microfilamentos son estructuras altamente
dinámicas, cuya polimerización está regulada
por proteínas de una familia conocida como
"proteínas de unión a actina" (ABPs).
• Cofilina (aumenta la velocidad de disociación)
• Profilina (Estimula la formación)
• Arp2/3 (puede servir como centro de nucleación)

Los filamentos de actina se ensamblan en dos tipos
generales de estructuras denominadas:
•Haces de actina
•Redes de actina

Las proteínas que entrelazan los
filamentos de actina en haces
son llamadas Proteínas
Formadoras de Haces de
Actina, los haces que forman
pueden ser de dos tipos:
1. Filamentos de
actina estrechamente
agrupados, alineados
en paralelo, sostiene
a las proyecciones de
la membrana
(microvellosidades),
La proteína es
FimbrinaFimbrina

2. Filamentos de
actina que están más
espaciados y que son
capaz de contraerse,
tales como en los
anillos contráctiles en
la mitosis. La proteína
es la alfa-actinina.alfa-actinina.

En las redes los filamentos
de actina se mantienen
unidos mediante proteínas
de unión a la actina como
la Filamina

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.
Son filamentos largos sin
ramificaciones.
Su diámetro es de 100Å (10nm)

a) Láminas nucleares (que refuerzan la
membrana nuclear)
b) Proteínas relacionadas con la
vimentina: Desmina, Proteína Glial,
Periferina.
c) Queratinas (en las células epiteliales)
d) Filamentos intermedios neuronales:
Proteínas de los neurofilamentos
(ubicados en células nerviosas)
Hay filamentos intermedios de muchos tipos:

Polimerización de los filamentos intermedios.

Motores celularesMotores celulares
Las células tienen motores de proteínas que ligan dos
moléculas, y usando ATP como energía, causan que
una molécula cambie en relación a la otra.
Dos tipos de estos motores de proteína son:
•Relacionada a la Actina: LA MIOSINA
•Relacionada a microtúbulos: LA DINEINA y LA
CINESINA
Cuando estas proteínas se ligan pueden causar que
se muevan diferentes moléculas, organelas etc.
Motores celularesMotores celulares
Las células tienen motores de proteínas que ligan dos
moléculas, y usando ATP como energía, causan que
una molécula cambie en relación a la otra.
Dos tipos de estos motores de proteína son:
•Relacionada a la Actina: LA MIOSINA
•Relacionada a microtúbulos: LA DINEINA y LA
CINESINA
Cuando estas proteínas se ligan pueden causar que
se muevan diferentes moléculas, organelas etc.

Las Dineínas y CinesinasDineínas y Cinesinas mueven a lo largo de los microtúbulos a
los organelos, mediante gasto de ATP. Pueden desplazarse a lo
largo de los microtúbulos (función de riel). Existen diversas
formas de proteína que transporta un tipo distinto de carga.

Las DINEINAS se mueven hacia el extremo NEGATIVO del microtúbulo
(o sea hacia el centrosoma), las CINESINAS se mueven hacia el
extremo POSITIVO.

Un ejemplo del
movimiento de
dineínas y cinesinas
es en la neurona.
Esta posee una
región del citoplasma
(soma) que presenta
el núcleo, el aparato
de Golgi, el RER, etc.
Desde el soma
parten largas
prolongaciones
rodeadas de
membrana celular,
llamadas dendritas o
axón.

Algunas neuronas poseen axones de 1 metro
de largo. Si en el soma se halla toda la
maquinaria para la síntesis de proteínas y
organelas: ¿Cómo llegan las sustancias
necesarias (ej. mitocondrias, vesículas,
enzimas, etc.) hasta el extremo alejado del
axón?

Cuando se conecta a otros microtúbulos, los
motores de proteína pueden causar movimiento si
los extremos están fijos o extender la longitud de
los paquetes de fibras si los extremos están libres.

MiosinasMiosinas
Son proteínas motoras de la actina.
•La miosina I y V intervienen en las interacciones de la
membrana con el citoesqueleto así como en el
desplazamiento de vesículas a lo largo de los filamentos de
actina.
•La miosina III participa en funciones sensoriales como la
visión.
•La miosina VI y VII participa en funciones sensoriales como
la audición.
•La miosina II: impulsa la citocinesis con la formación del
anillo contráctil y la contracción muscular .

ASOCIACIONES CONTRÁCTILES DE ACTINA Y MIOSINA CON
LA MEMBRANA PLASMÁTICA EN CÉLULAS NO MUSCULARES
ANILLO CONTRÁCTIL:ANILLO CONTRÁCTIL:
Formado por filamentos de actinaactina y
de miosina II
se ensambla justo debajo de la
membrana, al contraerse tira
progresivamente de la membrana
hacia adentro, estrangulando a la
célula por el centro (al completarse
la mitosis –división nuclear-) y
divididiéndola en dos, los filamentos
de actina se desensamblan a
mediada que avanza la contracción,
tras la división celular el anillo se
disgrega por completo.
El aumento de Ca+2 promueve la unión de la calmodulina a unaEl aumento de Ca+2 promueve la unión de la calmodulina a una
quinasa(cinasa de la cadena ligera de la miosina MCLK), que catalizaquinasa(cinasa de la cadena ligera de la miosina MCLK), que cataliza
fosforilaciones que regulan la contracción.fosforilaciones que regulan la contracción.

TIPOS DE MUSCULO
• ESTRIADO
–ESQUELETICO voluntario
–CARDIACO involuntario
• LISO:
–involuntario

TEJIDO MUSCULAR ESQUELETICO
Sección longitudinal de fibras estriadas esqueléticas. Se
aprecia la característica estriación transversal.

Núcleos centrales. Morfología celular fusiforme.
TEJIDO MUSCULAR LISO

•La miosina II posee una región de cabezas
con intensa actividad ATPásica en presencia de
Ca2+

Lineas Z
Banda I
Banda A
Banda I
Linea M
Banda H

ACCION DE LA MIOSINA-ACTINA EN LA
CONTRACCION MUSCULAR

CONTRACCION MUSCULARCONTRACCION MUSCULAR
• Los iones de calciocalcio se unen a la
troponinatroponina
• La troponina desplaza a la tropomiosinatropomiosina
de los sitios de unión de las cabezas de
miosina
• La contracción muscular es posible
• El calcio regresa al interior del retículo
• La sarcómera se relaja

OTRAS PROTEINAS
• TITINA (también denominada
conectina) que conecta los filamentos
gruesos de miosina con los discos Z
• NEBULINA: conecta a los filamentos
delgados con las líneas Z

la contracción y relajación es
lenta, por lo que mantienen la
tensión durante períodos
prolongados.

Las células se organizan en grupos, formando
haces, rodeados de tejido conjuntivo fibroso que
contiene vasos sanguíneos.

Presentan filamentos de miosina y actinamiosina y actina
organizados en forma laxa o libre. Los filamentos
se adosan a cuerpos densos en el citosol y a la
membrana plasmática.
La caldesmonaLa caldesmona regula la contracción del músculo
liso, bajo Ca+2
hay relajación; alto Ca+2
hay
Contracción.
También hay Regulación mediante la
Fosforilación -Contracción- por Cinasas (MAP-
cinasa activada por mitógenos) y
desfosforilación mediante Fosfatasas –
Relajación-.

Biología - Citoesqueleto y Contracción Muscular

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente (20)

Similar a Biología - Citoesqueleto y Contracción Muscular (20)

Más de David Sandoval (20)

Biología - Citoesqueleto y Contracción Muscular