Microtubulos

En la clase del 10 de noviembre se habló de los microtubulos.

Ctoesqueleto-sistema de filamentos de proteinas en el citoplasma de celulas eucariotas que le da la forma y la capacidad para movimiento dirigido a la celula.
La mayoria de las celulas animales tienen tres tipos de filamentos citoesqueletales responsables de la organizacion espacial de la celula y las propiedades mecanicas. Los tres tipos son:
1. filamentos intermedios (fuerza mecanica)
2. microtubulos (determinan posicion de organelos con membranas y dirigen transporte intracelular)
3. filamentos de actina (determinan forma de la celula y locomocion)

Nos concentramos en los microtubulos
Los microtubulos son un componente importante del citoesqueleto.
Se encuentran frecuentemente en un arreglo "star-like" citoplasmico saliendo del centro de una celula en interfase, se puede reorganizar rapidamente para formar el huso mitotico bipolar durante la division celular,

Hay 2 tipos principales de microtubulos:

1. Estables -
a. axonémicos - son bien organizados, se enceuntran en los cilios y en los flagelos y en los cuerpos basales que dan origen a esos cilios y flagelos.
b. citoplásmicos - Hay 30% en el citoplasma de la celula.

2. Dinámicos - pueden polimerizar y depolimerizarse bastante rápido.

Funciones de los microtúbulos:
1. Función estructural - forman el esqueleto interno de axones y son importantes para que se deposite la pared celular de celulas vegetales.
2. Función de polarización de la célula - Permite que se organizen los organelos en lugares especificos de la celula. un ejemplo es es aparato de Golgi que usualmente se encuentra cerca del núcleo.
3. Función De Regular el citoesqueleto de actina - Formacíon de anillo contractil, formando dos celulas hijas.
4. Forman estructura de cilios y flagelos - permiten el movimiento de la celula.

Los microtúbulos son cilindros rectos y huecos compuestos de la proteina tubulina. Tienen una estructura rígida (mas rigida que actina) que resiste compresión, se rompen con facilidad al compararlos con los microfilamentos y los filamentos intermedios. Miden 25 nm de diametro externo y 15 nm de diametro interno. Varian de largo. Tipicamente tienen un terminal pegado al centrosoma.

Estan formados por arreglos lineales de subunidades unidas de terminal a terminal, que se asocian unos con otros longitudinalmente, llamados protofilamentos.

Protofilamentos le da fuerza y habilidad de adaptarse a los polimeros del citoesqueleto.
Protofilamentos usualmente se tuercen alrededor de los otros como una helice.

Cada microtubulo = 13 protofilamentos, pueden tener de 11 - 15 protofilamentos.

La unidad básica del protofilamento es la proteína tubulina, proteina compacta y globular.
Como es pequena se facilita la difusion rapida al citoplasma, a diferencia de los filamentos ya formados.
Subunidades unidas por enlaces covalentes longitudinales ????. Los enlaces laterales que unen los 13 protofilamentos son mas debiles comparados con los longitudinales.

La proteina tubulina es un heterodímero de 2 subunidades: tubulina α y tubulina β mantenidas juntas por enlaces no covalentes.

Existen 14 isotipos y se expresan de forma específica. Una vez que la celula sintetiza las subunidades α y β, estas se dimerizan y ese heterodímero no se puede separar ni romperse bajo condiciones normales.

LAs tubulinas α y β tiene un dominio que se enlaza a GTP y un dominio para asociarse a Microtubule Asociated Protein (MAP).

La subunidad α permanece asociada a GTP ya que este se encuentra localizado entre la subunidad α y β. Ese GTP nunca está expuesto al ambiente por lo tanto nunca se hidroliza y se considera parte integral de la estructura del heterodimero de tubulina.

La subunidad β tiene capacidad de GTPasa. El GTP se hidroliza mediante la asociación de heterodímeros y por ende ocurre la polimerización del microtúbulo. Esto causa un cambio en conformación en el protofilamento.
La hidrolisis de GTP a GDP tiene un efecto importante en la dinamica de los microtubulos.



Polaridad del Heterodímero:
tubulina α = terminal (-)
tubulina β = terminal (+)
La droga llamada Taxol afecta el comportamiento de los microtúbulos, la cual minimiza la disociaión con GDP e induce el ensamblaje de GTP.

En los microtubulos los dimeros de tubulina estan orientados en un orden especifico. Todos miran en la misma direccion,de esta forma polarizándolo.

dimero.jpg

Los microtubulos se forman mediante la polimerización reversible de los dimeros de tubulina. Depende de la concentración de los dímeros de tubulina. Los dimeros se asocian para formar oligomeros y los oligomeros se asocian para formar protofilamentos. Los protofilamentos se asocian lateralmente formando hojas y cuando hay de 11- 15 protofilamentos, la hoja se cierra formando el microtúbulo. El microtubulo luego se alarga añadiendo dímeros a sus extremos. Hay una tendencia mayor para añadir dímeros al lado (+) donde la tubulina β está expuesta.

Si vemos la gráficas de polimerización de microtúbulos en función del tiempo vemos que hay tres fases.
grafica_polimerizacion_microtub_en_funcion_tiempo.jpg

1. Nucleación - tarda en ocurrir; es cuando se empiezan a formar los oligomeros y las hojas pequeñas.

2. Alargamiento - es bastante rapida, se añaden subunidades a ambos extremos del microtubulo.

3. MZ o Plateau - es un equilibrio dinámico, se añaden subunidades a un extremo y se depolimerizan en el otro extremo. En esta fase la concentración de subunidades que permanece en solución se conoce como concentración crítica. La concentración critica es la concentración mínima de subunidades que produce polimerización del terminal. Durante esta fase, se observa algunos microtúbulos alargándose y otros depolimerizándose, a esto se le conoce como inestabilidad dinámica.

Los extremos del microtubulo tienen caracteristicas distintas:
1. La concentración crítica del extremo positivo es menor que la del negativo.
2. El extremo positivo crece mas rapido que el negativo.

Si la concentración libre de tubulina es mayor que la concentración crítica del terminal (+), pero menor que la concentración critica del terminal (-), el terminal (+) crece y el (-) se depolimeriza. El comportamiento que se produce es el que se conoce como treadmilling.

Si la concentración de tubulina libre es mayor que la concentración crítica de ambos extremos se alargarían ambos extremos. Y si la concentración de tubulina es menor que la concentración crítica de ambos extremos se depolimerizan ambos extremos.

GTP y GDP son importantes en el comportamiento de los microtubulos debido a que para que ocurra la polimerizacion se requiere que las subunidades esten enlazadas a GTP.Una vez se forma el MT o el protofilamento, los heterodimeros de tubulina que enlazan GTP se asocian mas fuertemente. El GTP que esta enlazado a la subunidad β puede ser hidrolizado a GDP, pero no puede ser intercambiado nuevamente a GTP, por lo tanto, no ocurre polimerizacion en la a tubulin. Cuando se queda ligado a GDP se crea una curva la cual la hace menos estable.

La interconvencion rapida entre el estado de crecimiento y reduccion es conocida como inestabilidad dinamica.La inestabilidad dinamica propone un modelo en el cual hay dos poblaciones de microtubulos. Una de estas poblaciones de microtubulos tiene heterodimeros enlazados a GTP en el terminal (+) y la otra población tiene heterodimeros enlazados a GDP. Los que están enlazados a GTP se les conoce como GTP-cap y continuan creciendo, mientras que los que tienen GDP en el terminal (+) se despolarizan rápidamente, a estos se les conoce como catástrofe. La catástrofe ocurre si el alargamiento es más lento que la hidrólisis de GTP.Luego de que ocurre la catástrofe se puede volver a adquirir un GTP-cap en el terminal (+) mediante un proceso conocido como rescate. La evidencia en vitro y en vivo apunta a que los microtúbuos se polimerizan y depolimerizan rapidamente.
Tres hipótesis para este evento:
Se disocia el heterodimero
Se intercambia por GDP
Se hidroliza GDP en la subunidad b.

Hasta lo antes mencionado solo hemos visto el comportamiento dinámico de los micro túbulos in vitro. In vivo el ensamblaje de los microtubulos en las células ocurre asistido por un centro organizador de microtubulos (MTOC). Los microtubulos se originan en los MTOC, los cuales no solo sirven como centro de nucleacion sino que también sirven para el anclaje de los extremos(-).El centro organizador de microtubulo en células animales es el centrosoma, el cual si la célula no está dividiéndose se encuentra cerca del núcleo. Se compone de dos centriolos rodeados por un material proteico difuso conocido como material paracentriolar (sirve como centro de nucleacion).
Los centriolos parecen barriles los cuales se orientan en angulos rectos uno del otro.Los centriolos se componen de nueve tripletes y cada triplete contiene un microtubulo completo y dos microtubulos parciales. Los centriolos actúan como andamio para concentrar el material pericentriolar.El material pericentriolar contiene muchas proteínas distintas entre la cuales se encuentra la γ-tubulina. La γ-tubulina se encuentra en menos concentración que las α y β-tubulina y se ha visto envuelta en la nuclecion de microtubulos en organismos que van desde levaduras hasta humanos.L as γ-tubulinas en adicion a otra proteínas forman un arreglo que se conoce como el complejo de anillo de γ-tubulina.El complejo de anillo de tubulina γ es el centro de nuclecion y actúan mediante la interacción con las subunidad α y β de los protofilamentos formando asi un cap en el terminal (-) y un alargamiento en el terminal(+). A partir de este complejo de γ-tubulina el terminal (+) se orienta hacia la periferia dictando asi la dirección de los microtubulos.

Existen microtubulos que no se anclan al MTOC , en este caso los microtubulos que están libres deben tener proteínas que estabilicen el terminal (-). Como por ejemplo, en la neurona el axón tiene microtubulos libres que se organizan por la acción de proteínas motoras asociadas a los microtubulos, en algunos casos dependiendo de la concentración de tubulina se puede observar estabilidad en estos microtubulos ya que ocurre treadmilling.
Las propiedades dinámicas de los microtubulos se regulan con la ayuda de proteínas asociadas o por modificaciones postraduccinales. In vivo los microtubulos son mucho mas dinámico que in vitro , este quiere decir que la célula tiene mecanismos que modifican la inestabilidad dinámica de los microtubulos, estas modificaciones pueden estar dadas por proteínas asociadas a los microtubulos como la MAPs. Algunas de las MAPs son proteínas motoras que actúan sobre microtubulos estables. Por otra parte los microtubulos libres se pueden estabilizar mediante modificaciones posttraduccionales.

Una de las proteínas asociadas a los microtubulos es Stathmin. Esta proteína regula el ritmo del alargamiento de los microtubulos y indirectamente aumenta el acortamiento. Esta proteína secuestra los heterodimeros u oligomeros de tubulina libre y al secuestrar los oligomeros disminuye la concentración de heterodimeros libres en el citosol y provoca el desemsamblaje del terminal (+).Las proteínas asociadas a micricotubulos han sido muy estudiadas en neurona , entre estas se encuentran las MAP2 y tau. Otra proteína que está asociada es catastrofina, la cual estabiliza el terminal (+) haciendo que sea más dinámico. Estas proteínas son importante en el sistema nervioso, las MAP2 se encuentra en el cuerpo celular y las dendritas mientras que tau es especifica en la identificación del axón. Los niveles altos de tau se han visto que tienen una asociación en las enfermedades neurodegenerativas, debido a que esto niveles pueden estar altamente fosfolirados lo que permite que se desensamble o se separe de los microtubulos formándose así los enredos neurofibrilares. Ejemplo de esto es la demencia.

Los microtubulos pueden servir como carriles para el movimiento de materiales dentro de la celula.Para que esto pueda ocurrir se utilizan proteinas motoras, erntre esas proteinas motoras se encuentra kinesin y dyenin. Estas proteinas requieran ATP para energizar su movimiento y cuando se ligan a ATP y lo hidrolizan ocurre un cambio de conformacion que les permite algunas veces asociarse algunas veces fuertemente a los microtubulos. Las kinesinas y
las dyeninas tiene especificidad en cuanto al lugar a donde se mueven. La kinesinas mueven cargos hacia en terminal positivo de los microtubulos , mientras que las dyneins mueven cargos hacai el terminal negativo de los microtubulos. Muchas de las kynesinas tienen roles especificos en la formacion del huso mitotico y meiotico y en la separacion cromosomal durante la division celular.La familia de las dyenin tienen dos grandes ramas, la cuales son las 'cytoplasmatic dyenins' y las 'axonemal dyenins'. Las 'cytoplasmatic dyenins' se encuentran probablemente en todas las celulas ecuariotas y son importantes en el tansporte vesicular y en la localizacion del aparato del Golgi cerca del centro de la celula. Las 'axonemal dyenins' no estan involucrada con el movimiento dentro de la celula pro si estan involucradas en el movimiento de los cilios y de los flagelos.


Como ya hemos mencionado anteriormente las proteínas asociad as a los microtubulos han sido altamente estudiadas en neuronas. Como ya sabemos el axón es bien extenso y mueve sustancias desde el terminal sináptico hacia el cuerpo o desde el cuerpo hacia el terminal sináptico. Para que esto ocurra se necesita un mecanismo mucho más efectivo que la difusión, debido a que el transporte por difusión puede tardar hasta 10 dias/cm para mover una sustancia, es por esta razón que existe el transporte axonal. Se pueden identificar dos tipos de transporte axonal, entre estos se encuentra el transporte lento, en el cual se pueden mover sustancias entre 0.1-4 mm/día. Este transporte mueve proteínas del citoesqueleto, filamentos intermedios y proteínas de los microtubulos ya ensambladas como polímeros. Este transporte es importante debido a que limita el crecimiento de un axón o la regeneración de un nervio. Por otra parte se encuentra el transporte rápido el cual ocurre desde el cuerpo hacia el terminal sináptico , el cual se define como el movimiento anterogrado y ocurre por la ayuda de la proteína motora Kynesin.En el movimiento desde el cuerpo hacia el axón o el terminal sináptico se mueven mitocondrias, vesículas con neurotransmisores y neuropeptidos, y proteínas asociadas a la membrana.El movimiento retrogrado es similar al movimiento anterogrado pero ocurre con la ayuda de la proteína motora dinamina y mueve sustancias desde el terminal sináptico hacia el cuerpo . Algunas de los materiales que se mueven en el movimiento retrogrado son materiales endocitados, factores neurotroficos y partículas virales que afectan el sistema nervioso.

Ejemplo de movimiento lento- uso de microtúbulos para mover los neurofilamentos a través del axón.
Movimiento Rápido-

Cilios y flagelos:


Son estructuras que se proyectan como pelos en la superficie de las celulas, son altamente especializados y estructuras eficientes para el movimiento de la celula.
Estan compuestos por haces de microtubulos en su centro y estan rodeadas por una extencion de la membrana plasmatica. Estan anclada a la membrana por un cuerpo basal. La interacion de los microtubulos en el centro de los cilios y flagelos permiten que se doblen produciendo asi movimiento. Esto es importante para el movimiento de la celula y tambien importante para organismos multicelulares ya que los cilios en la superficie apical de tejidos epiteliales se mueven de forma sincronizada creando ondas que mueven mucosidades producidas por las celulas glandulares.

Los cilios y flagelos tienen estructuras y mecanismos de movimientos similares pero difirernen en el largo, la cantidad que hay por celula y el patron de movimiento.

Cilios:
•Son mas cortos (10-15 micrometros)
•100 cilios o mas por celula
•Generan movimiento en su base, mientras la parte externa se queda rigida . Esto genera una fuerza doblándose como una onda y produce un movimiento parecido al de un latigo
Su movimiento puede:
•dar propulsion a celulas atraves de un fluido ( ej. Paramecio)
•mover fluidos atraves de la superficie de un grupo de celulas en un tejido ( mencionado arriba) otro ejemplo de este movimiento es que en el oviducto hay cilios que ayudan a mover los huevos al utero.

Flagelos:
•Mas largos (10-200micrometros)
•1 o 2 por celula
•En los espermatozoides y muchos protozoarios
•Generan un movimiento ondulado, en forma de S, permitiendo que la celula se mueva a través de un medio liquido
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El movimiento de ambos cilios y flagelos es producido por un doblaje en el centro de los mismos. Este centro se le llama axonema. Estos tambien estan anclados a la membrana por medio de un cuerpo basal.El axonema es una estructura altamente compleja y organizada.Este se compone de microtubulos y proteinas asociadas; arregla dos en un patron distinctivo.

Los microtubulos estan arreglados en un circulo compuesto de 9 dobletes alrededor del circulo. Cada doblete se compone de 2 microtubulos:
tubulo A: es completo tiene 13 protofilamentos
tubulo B: es incompleto tiene 10-11 protofilamentos
En el centro del anilloo hay 2 microtubulos completos( con 13 protofilamentos).
Por esto se dice que posee un arreglo de (9 + 2)

Casi todas las formas de cilios y flagelos en eucariotas desde protozoos hasta humanos conservan esta misma estructura.

Los microtubulos en este arreglo presentan la misma polaridad. El terminal (+) esta en la punta del flagelo o cilio y el terminal (-) esta en la base del flagelo o cilio

Hay diferentes proteinas que estabilizan este arreglo :

•Nexinas: estas proteínas atan un doblete a otro.

•Proteinas Radiales: Tienen una estructura globular en la cabeza y enlazan los dobletes a los micrtotubulos centrales.

Estas proteinas son complejas y se componen de distintos polipeptidos

Las proteinas que generan la fuerza y el movimiento del axonema son las dyneinas.Estas son proteinas motoras que conectan los 9 dobletes.Los rabos de la dineyna se enlazan al tubulo A de uno de los dobletes y la cabeza se en laza altubulo B del doblee vecino.El axonema puede tener distintos tipos de dyneinas pero estas son distintas y mas largas que las del citoplasma.

Para entender mas sobre la funcion de las dyneinas y las nexinas se puede aislar el flagelo o el cilio. A este se le remueve la membrana larededor del axonema y luego se hacen ensayos in vitro.
Los ensayos se hacen para comparar la funcion de las dyneinas sin las nexinas y con las nexinas.
Para observar la funcion de la dyneina sin las nexinas se trata el cilio o flagelo con proteasas estas degradan las conexiones de las nexinas entre los componentes del axonema. Luego de esto se a~nade ATP.Se puede observar que las dyneinas provocan que los microtubulos se deslizen uno sobre otro generando una fuerza que va en direccion (+) a (-).
En los axonemas normales (con las nexinas)las dyneinas provocan que este se doble generando un movimineto desde la base del flagelo o cilio hasta la punta esto se debe a que las dyneinas son activadas de forma regulada y secuencial a travez de la circunferencia del axonema.

La regulacion de este movimiento es llevada por cascadas de se~nales en el centro del axonema. En este centro existe una rotacion rapida que puede transmitir se~nales que envuelven kinasas y fosfatasas esto provoca la rapida activacion e inactivacion ambas localizada de las dyneinas esto genera el movimiento del flagelo o el cilio y le provee fortaleza.

Los cuerpos basales estan en la base de los flagelos y cilios, estos tienen una estructura identica a los centriolos y actuan como centro organizador de los microtubulos dandoles origen y anclandolos a la membrana.

Toxinas y drogas que afectan a los microtúbulos y a los filamentos de actina:

o Taxol : estabiliza los microtúbulos. Esta droga es utilizada para tratar células cancerosas ya que interfiere con su crecimiento pegándose a las tubulinas estabilizándolas y evitando el desensamblaje esto inhibe la mitosis.

oColchicina: Inhibe la polimerización enlazándose a tubulina esto a su vez puede afectar el proceso de mitosis y estilizado para tratar células cancerosas.

oVinblastina: causa depolimerización
oNocodazole: cause depolimerización de microtúbulos

Filamentos intermedios:


Repasando rapido tenemos que el citoesqueleto esta compuesta de:
  • microtubulos
    • cilios
    • flagelos
  • filamentos de actina
  • filamentos intermedios
Ahora hablaremos de los filamentos intermedios.

Estan presentes en todas las celulas animales. Su funcion no se observa claramente in vitro ya que su funcion es dar origen a tejidos y organos. Son esenciales para el anclaje de celulas a otras celulas o a la matriz extracelular. Estos filamentos los componen una familia de proteinas muy grandes. Se estima que cerca de 80% de las proteinas en la celula son los filamentos intermedios. A pesar de la gran diversidad puesto que estan compuesto por diversas proteinas y trabajan en diversos tipos de celula todos lo filamentos intermedios se clasifican dentro del mismo grupo porque tienen caracteristicas similares.

Los filamentos intermedios se pueden organizar en 6 grupos basandose en DNA y la secuencia de proteinas. Los grupos corresponden a filamentos intermedios especificos para distintas celulas o tejidos. Sin embargo todos se enzanblan produciendo un filamento que tienen entre 8 a 10 nm de diametro. Los arreglos en filamentos intermedios que observamos en las celulas se pueden encontrar en arreglos sencillos y en haces y estos arreglos son estables.
La funcion principal es estructural, manterener intregridad tejido, formar uniones cell cell y cell con matriz celular y movimiento no es funcion de este filamento.

Polimerizacion de filamentos intermedios.

La variabilidad en secuencia pueden generar mas de 75 proteinas monomericas distintas, aun asi la polimerizacion y estructura final del filamento intermedio es muy similar para todos.
-Los monomeros consisten de un dominio central Helice-alfa y terminales globulares amino y carboxilo.
-Dos monomeros se asocian unos a otros enrollandose por el dominio helice-alfa de forma los terminales amino y los terminales carbozilo estan alineados. Forman un dimero.
-Luego dos dimeros se alinean de manera contraria (carboxilo con amino y viceversa) para formar un tetramero. Aqui es donde perdemos polaridad lo que lo diferencia de los demas componentes del citoesqueleto. El tetramero es la sub unidad basica del filamento intermedio.
-Luego dos tetrameros se unen lado con lado, no como anteriormente uno debajo del otro, para formar protofibrillas. Cada 4 protofibrillas (8 tetrameros, 16 dimeros) formamos un filamento.
Importante: la formacion de los filamentos intermedios no requiere energia.
intermediate-filament-R1.jpg

Proteinas Asociadas a Filamentos Intermedios

In vitro no se requieren proteinas para su funcion pero in vivo si. Algunas funciones de las proteinas asociadas in vivo a los filamentos intermedios son:
  1. unir los filamentos intermedios con otras estructuras celulares como la membrana plasmatica
  2. hacer redes entre filamentos intermedios
  3. formar haces
Ejemplo:
Plakins unen celulas con celulas o con tejidos. Su regulacion (que se formen las uniones o se desensamblen) permite a las celulas migrar o dar origen a tejidos. Las plakinas pueden estar interactuando con microtubulos, microfilamentos y filamentos intermedios. Una vez formado el tjido mantiene la integridad del mismo.

En cuanto a la estabilidad o cuan dinamicos pueden llegar a ser lo filamentos intemedios se sabe que la mayoria son estables. No hay un centro organizador que genere el ensamblaje de filamento intermedios en la celula y estan anclados algun lugar especifico de la celula. Sin embargo se sabe de algunas particulas que se encuentran mayormente en la superficie de la celula vivas y estan en constante ensamblaje y desensamblaje. El dimanismo puede ser a traves de glucosilaciones y fosforilaciones mediadas por kinasas modificando los microfilamentos. Pero su remodelacion es controlada y remodelada de manera local.

Hay muchas familias que conforman los filamentos intermedios. Algunas de estas familias se expresan en celulas epiteliales como keratina, en celulas musculares como desmina, en celulas nerviosas como son los neurofilamentos y las laminas nucleares que se encuentran en los nucleos de todas las celulas.

Ejemplos de Filamentos Intermedios
Lugar de expresion
Proteina
Funcion
Celulas epiteliales
Keratina
Fortaleza mecanica
Keratina se compone de heterodimeros de sus dos tipos: Tipo I y Tipo II. Sirven para detectar tumores
.
Nuclear lamina
Nuclear lamins
andamio sobre el cual se construye envoltura nuclear
Celulas musculares
Desmin
matiene la forma de la celula. Soperte a maquinaria contractil
Neuronas
Neurofilaments proteinas
hace al axon una estructura estable y fuerte como tambien determina su largo.
Keratinas

La keratina se forma de heterodimeros. Se forman de keratina tipo 1 y 2. Las keratinas se espresan en tejidos y celulas epiteliales especificas y depende del estado de desarrollo. Son sumamente importante para detectar tumores. Especificamente si proviene de tumor metastatico.

Los diferentes tipos de uniones son: (Utilizan filamentos intermedios en bold)
  • Uniones hermeticas: une celula con celula vecina
  • Uniones adherentes
  • Uniones comunicantes: facilita paso de componentes citoplasmaticos
  • Desmosoma: estas unen celula con celula. Se conocen como la macula aderente. Los filamentos de keratina forman una especie de loop en el citoplasma. Estos estan pegados a desmoplaquinas que a su vez estan adheridas a caderinas. Son las caderinas de cada celulas las primeras que entran en contacto para unir las dos celulas, en unas placas densas. Este proceso es dependiente de calcio.
  • Hemidesmosoma:une celula a matriz extracelular. Estan mediados por interaccion filamentos intermedios, con plectina y las proteinas que unen esta placa a la matrix xstra cell es integrina. Las integrinas son receptores para la matrix extra celular y median comunicacion entre la matrix y el citoesqueleto. Estas tienen una estructura similar al desmosoma con los filamentos intermedios de keratina hacia el citoplasma, una plaquina y en vez de caderinas tienen integrinas.

Distinguir entre dos tipos de adhesion celula-matriz extracelular
Hay dos tipo de uniones:
  1. Hemidesmosonas - filamentos intermedios de keratina anclados por las integrinas unen las celulas a la matriz.
  2. Adhesiones focales - microfilamentos de actina anclado a la matrix extra cel, indirectamente a travez de proteinas que tambien son integrinas.

Desmina
La desmina es super importante en la estructura del sarcomero y en anclar el citoesqueto del sarco plasma al esqueleto del sarcolema.

Las desminas son improtantes porque estan en todos los musculos en su desarrollo. Algunas mutaciones producen sarcomeros anormales, causando cardiomyopathies y myopathies y altera la vascularidad elastica.

Neurofilamentos
Los neurofilamentos tienen funciones diversas en mantener la organizacion del axon, regulando el diametro. Se regulan por fosforilacion y glucosilacion.

EL crecmiento axonal crece de una forma longitudinal y crecimiento radial. El longitudinal es bien importantep ara llegar a la celula blanco. El crimiento radial permite aumentar el diametro del axon. Los neurofilamento son bien importante.


Migración Celular
Importante durante el desarrollo ya que las celulas se originan en lugares distantes y migran para formar tejidos y/o organos. En adultos es importante para:
  • Remplazo de tejidos
  • Quimotaxis
  • Cicatrización
  • Inmunidad
Cuando la regulacion de migracion se descontrola ocurre cancer.

La migracion Celular se Puede resumir en 6 pasos:
  1. Polarizacion- migra en direccion especifica. De esta polarizacion se pueden distinguir dos regiones: la region lider o anterior, la cual genera el movimiento y la region posterior de la celula. La celula se mantiene polarizada durante todo el proceso de migración.
  2. Extension en dirección del movimiento de los lamelopodios, protusiones citoplasmicas.
  3. Anclaje de estos lamelopodios al substrato midiantes contactos focales. Estos contactos focales, los cuales son contactos celula-matrix, estan mediados por integrinas.
  4. Contraccion mediada por filamentos de de actina con miosina. Estos filamentos de actina que forman la cortexa, la cual esta debajo de la membrana, estan en tension con la miosina y es esta interaccion la que hace que el citoplasma se mueva hacia el frente.
  5. La parte posterior anclada al substrato se desprende de la matrix extracelular. Estos contactos se deshacen y se generan nuevos.
  6. Formacion de citoplasma en parte anterior de la celula por endocitosis.

Polimeracion de actina controla la extencion de los filamentos. Esto comienza luego de recibir la señal extracelular la cual hace que el citoplasma se reorganize. Esta señal hace que se generen polos, posterior y anterior. Los lamelopodios se extienden por la polimerizacion de actina en parte anterior. Esta es en forma ramificada y depende del complejo de ARP 2/3 y Cofilina. El tamano de los lamelopodios se mantiene fijo. Esto se debe ya que a medida que se polimeriza la actina en la parte anterior, se depolimeriza en la parte posterior. Los monomeros que se anaden en la parte anterior provienen de la parte posterior.

Para que ocurra movimiento de la celula, esta debe estar anclada al substrato. Esto es posible con los contactos focales o adhesiones focales y estan mediadas por la interraccion de actina y proteinas transmembranales - integrinas. Como se dijo anteriormente, durante el movimiento de la celula, el anclaje en la parte posterior se desensambla y en se forma en la parte anterior. La fuerza requerida para este movimiento proviene de la interaccion de actina con miosina en parte posterior de la celula.

¿Como se regula la migracion?
La familia de proteinas que regulan la migracion incluyen: GTPasa Rho, Cdc 42 y Rac. Estas se encuentran inactivas en el citoplasma cuando estan ligadas a GDP y a proteinas reguladoras inhibidoras. La activación a travez de la señal causa que el inhibidor se remueva y la se transloca a la membrana. Este proceso ingluye GEF el cual facilita el intercambio de GDP a GTP. En la activacion mediada por senales causa interaccion entre las tres proteinas (Cdc 42, Rac y Rho). Por ejemplo, la activacion de Cdc 42 es importante para que la celula tenga polaridad adecuada. Esta activa familia de proteinas WASP y a su vez efectos similares median la activacion de Rac- GTP que activa WAVE. WASP y WAVE activan ARP 2/3 el cual sirve de centro nucleador donde se polimeriza la actina ramificada. Mediante la activacion de Cdc-42 se forman los filopodios, mientras que la activacion de Rac produce la extencion de Filopodios. Por otro lado, la activacion de Rho GTP media la contraccion de miosina.

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La polimerizacion de actina ocurre en el borde de los lamelopodios. El complejo de Arp 2/3 regula la polimerizacion de actina mediada por Rac y Cdc 42. Esto empienza luego de recibir el estimulo el cual activa Rho que a su vez activa WASP el cual activa Arp 2/3. Este ultimo sirve como centro nucleador de alargamiento de las fibras que tambien es promovido por profilina. La formacion de filamentos ramificados por parte de Arp 2/3 provoca que estos los empuje en dirreccion del movimiento. Por otro lado, la Cofilina actua en la depolimerizacion de la actina. Esta promueve la liberacion de G- actina ADP. Los monomeros que se desprenden sustituyen ADP por ATP que se utilizan en la parte anterior.