Citosol, Citoesqueleto y Motilidad Celular Lic. en Cs. Biológicas, Cintia Leder 1

Citoplasma o citosol - Medio interno de la célula. - Contiene moléculas orgánicas disueltas, muchas sintetizadas y degradadas en su interior Proteínas fibrosas y globulares Brindan propiedades coloidales al citoplasma: Cuando se unen débilmente → Citoplasma fluido ≈ sol Cuando se unen fuertemente → Citoplasma viscoso ≈ gel 2

Citoplasma o citosol “Sol” es una suspensión de partículas sólidas en un medio líquido. (Ej: pintura) “Sol” es una suspensión de partículas sólidas en un medio líquido. (Ej: pintura) “Gel” es un “Sol” más rígido, definido tridimensionalmente. (Ej: gelatina) Por lo tanto, las organelas citoplasmáticas estarán más o menos dispersas según la consistencia del citoplasma (que depende de la unión de sus proteínas) 3

Citosol, citoesqueleto y motilidad celular Polimerización (unión ordenada) Proteínas Fibrillas Citoesqueleto Citoesqueleto: Sistema de proteínas filamentosas formando una red tridimensional unida a la membrana plasmática. - Mantiene organización y forma celular (“armazón”) - Permite movimientos celulares - Posiciona organelas y permite su movimiento 4

Citoplasma o citosol Polimerización (unión ordenada) Proteínas Fibrillas Citoesqueleto Citoesqueleto: Sistema de proteínas filamentosas formando una red tridimensional unida a la membrana plasmática. 5

Citoplasma o citosol Polimerización (unión ordenada) Proteínas Fibrillas Citoesqueleto Citoesqueleto: Sistema de proteínas filamentosas formando una red tridimensional unida a la membrana plasmática. 6

Ribosomas - “Fábrica de proteínas”: Síntesis de proteínas a través de uniones peptídicas Uniones de aminoácidos (monómeros de las proteínas) 7

Ribosomas 8

Ribosomas Nueva cadena polipeptídica (proteína) ARNt Aminoácido ARNm Codón 9

Ribosomas Video: http://www.youtube.com/watch?v=ssBi01I0X-E 10

Chaperonas Algunas proteínas necesitan una ayuda para adquirir estructura terciaria 11

Chaperonas Algunas proteínas necesitan una ayuda para adquirir estructura terciaria Ayudadas por proteínas chaperonas Proteína plegada correctamente Proteína “inmadura” Proteína chaperona 12

Chaperonas Video 13

Chaperonas Chaperonas Funciones generales: - Asisten en el ensamblado, plegamiento, corrección y mantenimiento de la forma de las proteínas - Las protegen contra la degradación por enzimas especializadas, pero si tienen un error las delatan. 14

Proteasomas o proteosomas Complejo proteico cilíndrico Encargados de la degradación de proteínas en el citosol. 1) Reconocimiento de la proteína a degradar Ubiquitina: polipéptido corto adisionado a la proteína a modo de “etiqueta” 2) Degradación de la proteína a cargo del proteosoma y liberación de aminoácidos 15

Proteasomas o proteosomas 1) Reconocimiento de la proteína a degradar 16

Proteasomas o proteosomas 2) Degradación de la proteína a cargo del proteosoma y liberación de aminoácidos 17

Proteasomas o proteosomas 18

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Polimerización (unión ordenada) Proteínas Fibrillas Citoesqueleto Fibrillas: 1) Microtúbulos 2) Microfilamentos 3) Filamentos intermedios Red compleja 19

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Compuestos por tubulina principalmente - Primero forma dímeros (alfa y beta) y luego se polimeriza formando un cilindro hueco Video: http://www.youtube.com/watch?v=PvDlilBgoSs - Cada giro tiene 13 unidades - Continua polimerización de un extremo y despolimerización del otro (de un lado se forma y del otro se degrada) 20

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Unidos a la membrana 1) Microtúbulos Formando parte de flagelos o cilias 21

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Participan en: Movimiento de sustancias, gránulos y vesículas Determinación y mantenimiento de forma celular (especialmente en prolongaciones) Posicionamiento y movimiento de organelas Movimiento celular general Movimiento a través de cilias y flagelos - División celular . 22

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Participan en: Posicionamiento y movimiento de organelas Gracias a la dineína y la kinesina 23

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Participan en: Posicionamiento y movimiento de organelas Actuando como rieles por el que se mueven la dineína y la kinesina Dominio motor de dos cabezas unido a microtúbulos. Se mueven hacia el extremo - 24

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Participan en: Posicionamiento y movimiento de organelas Actuando como rieles por el que se mueven la dineína y la kinesina Dos cabezas globulares se unen a la carga. Lleva vesículas desde el centro hacia la membrana. Se mueven al extremo + 25

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Participan en: Posicionamiento y movimiento de organelas Actuando como rieles por el que se mueven la dineína y la kinesina 26

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Participan en: Posicionamiento y movimiento de organelas dineína y kinesina Se mueven por las cabezas a los microtúbulos con gasto de ATP: “actividad ATPasa” Dando pasos: 1 paso = 1 ATP 125.000 pasos = 1 mm 27

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Participan en: Posicionamiento y movimiento de organelas dineína y kinesina Se mueven por las cabezas a los microtúbulos con gasto de ATP: “actividad ATPasa” Según disposición de tubulina 28

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Participan en: Posicionamiento y movimiento de organelas dineína y kinesina VIDEOS: http://www.youtube.com/watch?v=_KUuspYdW8I http://www.youtube.com/watch?v=qFcNzdIVEQII 29

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Participan en: Posicionamiento y movimiento de organelas dineína y kinesina 30

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Organización: Centrosomas y cuerpos basales Forma microtúbulos citoplasmáticos. Cerca del núcleo. Dos centríolos: Nueve tripletes de microtúbulos. 31

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Organización: Centrosomas y cuerpos basales Debajo de la membrana plasmática. Base de cilias y flagelos. 32

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Organización: Centrosomas y cuerpos basales 33

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Organización: Centrosomas y cuerpos basales 34

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO 1) Microtúbulos Movimiento coordinado de cilias Depende de dos mensajeros: AMPc y Ca2+ Velocidad: AMPc Dirección: Ca2+ Al chocar con objetos sólidos se abren canales y entra Aumento de la contración se traduce en cambio de dirección de batido 35

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Microtúbulos 2) Microfilamentos < microtúbulos 36

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Microtúbulos 2) Microfilamentos < microtúbulos Actina y miosina, proteínas contráctiles del músculo Citoplasma Proteínas fibrosas y globulares Brindan propiedades coloidales al citoplasma: Cuando se unen débilmente → Citoplasma fluido ≈ sol Cuando se unen fuertemente → Citoplasma viscoso ≈ gel Actina globular → Actina fibrosa Citoplasma fluido ≈ sol → Citoplasma viscoso ≈ gel 37

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Microtúbulos 2) Microfilamentos Actina Proteínas globulares polimerizadas Filamentos largos con cabeza y cola 38

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Microtúbulos 2) Microfilamentos Actina Proteínas globulares polimerizadas Alfa: Células musculares Facilitado por ciertas proteínas Beta: otras células Filamentos largos con cabeza y cola 39

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Microtúbulos 2) Microfilamentos Miosina I Miosina Función motora Miosina II cabeza cola Filamento de miosina II 40

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Microtúbulos 2) Microfilamentos Miosina Se desplaza con la cabeza por la actina Video: http://www.youtube.com/watch?v=InIha7bCTjM 41

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Microtúbulos 2) Microfilamentos Miosina Localizada bajo la membrana plasmática participa de procesos de endocitosis, exocitosis y emisión de prolongaciones celulares 42

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Microtúbulos 2) Microfilamentos 3) Filamentos intermedios No contráctiles Forman estructuras dinámicas que se ensamblan y desensamblan 43

ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO Microtúbulos 2) Microfilamentos 3) Filamentos intermedios - En la piel: queratina - En células nerviosas: neurofilamentos Mantienen la forma celular, algunos transportan sustancias 44

MOVIMIENTO Cilias y flagelos Actina: la célula “repta” sobre un sustrato A – Protrusión: emitiendo lamelipodios (pies como láminas: http://www.youtube.com/watch?v=IRdbMX-Z2Ho) y filopodios (pies muy finos http://www.youtube.com/watch?v=YrQc_gV1vLs) Formación de los “-podios”: Se polimeriza la actina hacia adelante, luego la miosina tipo I de la membrana desplaza a la célula en esa dirección.

MOVIMIENTO B – Enganche: la actina es conectada con proteínas específicas del sustrato reconocidas por receptores de membrana. C – Tracción: el citoplasma se desplaza hacia adelante…

MOVIMIENTO Cilias y flagelos Actina: la célula “repta” sobre un sustrato A – Protrusión: emitiendo lamelipodios (pies como láminas: http://www.youtube.com/watch?v=IRdbMX-Z2Ho) y filopodios (pies muy finos http://www.youtube.com/watch?v=YrQc_gV1vLs) Formación de “-podios”: Se polimeriza la actina hacia adelante, luego la miosina tipo I de la membrana desplaza a la célula en esa dirección. B – Enganche: la actina es conectada con proteínas específicas del sustrato reconocidas por receptores de membrana. C – Tracción: el citoplasma se desplaza hacia adelante…