EL CITOESQUELETO 1. INTRODUCCIÓN 2. MICROTÚBULOS 2.1 Morfología Microtúbulos lábiles Microtúbulos estables Axonema de cilios y flagelos Cilio primario Centriolos
2.2 Composición química 2.3 Organización molecular 2.4 Biogénesis
INTRODUCCIÓN • Filamentos que se extienden por todo el citoplasma • Estructura altamente dinámica • Funciones: • Mantenimiento de la forma celular • Regulación de la posición de los orgánulos • Movimientos celulares •Componentes: • • •
MICROTÚBULOS Morfología Cilindros huecos 25 nm de espesor y pared de 5 nm de grosor Longitud variable Microtúbulos lábiles Se observan tras fijación con gluteraldehido (>4ºC) Se agrupan en haces Se originan en los MTOC Microtúbulos estables Axonema de cilios y flagelos Cilio primario Centríolos
Axonema de cilios y flagelos
Axonema de cilios y flagelos móviles brazo externo de dineína fibra radial vaina central nexina
microtúbulo central
membrana plasmática brazo interno de dineína Microtúbulo A
Microtúbulo B
Cilio primario No tiene movimiento Su axonema es diferente En la superficie apical de muchas células Capta señales extracelulares físicas y bioquímicas
microtúbulo B membrana plasmática
microtúbulo A
Centriolo (cuerpo basal)
A B C
Componentes químicos tubulina
Citoquímica: •Digestión con pepsina -> contenido proteico •Actividad ATPasa
Análisis químico: •Tubulinas y Poseen sitio de unión a GDP y GTP Unión a alcaloides: colchicina, vimblastina, taxol … •MAPS: dineína, nexina, etc (unas 180) tubulina
La tubulina siempre lleva en su interior una molécula de GTP La tubulina puede estar unida a GTP o GDP (forma T o forma D)
Componentes químicos Estructura de la dineína
La dineína es un complejo de 9-12 subunidades. El tallo del complejo se une a un microtúbulo A. La cabeza tiene actividad ATPasa
Los complejos de dineína se distribuyen a intervalos regulares
Organización molecular
lumen
extremo más
extremo menos
heterodímero
protofilamento
microtúbulo
Organización molecular
El alineamiento paralelo de los protofilamentos da mayor estabilidad al centro del microtúbulo y permite un mayor dinamismo en los extremos
Equilibrio dinámico Los dos extremos de un microtúbulo polimerizan a velocidades distintas: Extremo más crecimiento rápido Extremo menos crecimiento lento A una determinada concentración de tubulinas en el medio –concentración crítica– la velocidad de adición de subunidades es igual a la de pérdida La concentración crítica para la forma T es menor que para la forma D, de manera que para una cierta concentración de subunidades libres en el citoplasma, la forma T crecerá y la forma D se disociará. Es decir, la forma T tiende más fácilmente hacia el ensamblaje, mientras que la forma D tiende más fácilmente hacia el desensamblaje recambio rotatorio
Equilibrio dinámico 20 +
40 -
40
Equilibrio dinámico
Poco después de incorporarse las subunidades T al microtúbulo se produce la hidrólisis del GTP y se convierten en subunidades D. Si la hidrólisis del GTP es más rápida que la incorporación de subunidades, se pierde la tubulina T en el extremo y el microtúbulo comienza a acortarse (catástrofe). Pero es posible que se añadan suficientes subunidades T para formar un extremo T y entonces el microtúbulo vuelve a crecer (recuperación) Parece ser que la forma D tiende a curvar el protofilamento y dificulta más la elongación
Equilibrio dinámico
La transición entre alargamiento y acortamiento de los microtúbulos está controlada por algunas proteínas: La proteína XMAP215 estabiliza el crecimiento del microtúbulo La kinesina 13 desestabiliza
Biogénesis Formación en los MTOC
En muchas células , el extremo menos está estabilizado mediante su asociación con el centrosoma, mientras que el extremo más está libre para crecer o acortarse