BC 2020 On line Seminario 8 Citoesqueleto y biomembranas

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DINAMICA DEL CITOESQUELETO Y DE LAS 
MEMBRANAS CELULARES:
1. POLARIDAD CELULAR.
2. MIGRACION CELULAR. 
3. DIVISIÓN CELULAR.
4. CILIOS Y CILIO PRIMARIO.
2020
Teniendo en cuenta la estructura del esqueleto celular 
y las modificaciones de distintas regiones de la 
membrana aprenderemos como la célula determina su 
polaridad, se ancla o mueve dentro de los tejidos, se 
divide o cumple funciones celulares.
Objetivos básicos
1) Aprender el alcance de la organización estructural que da forma, 
movilidad y función a las células.
2) Comprender la interacción entre el citoesqueleto, la distribución 
de membranas y las uniones intercelulares en la obtención de 
polaridad.
3) Comprender la interacción entre el citoesqueleto, la señalización 
y las adhesiones de membrana en los fenómenos de migración 
celular.
4) Comprender el establecimiento del citoesqueleto y la distribución 
de membranas en los procesos de división celular.
5) Comprender el rol del citoesqueleto y la movilidad o dinámicas de 
los cilios celulares.
6) Jerarquizar y relacionar dichos procesos y asociarlos con la 
respuesta funcional de las células en tejidos o en la inducción de 
patología.
1. Polaridad celular: organización estructural y 
macromolecular asimétrica de las células
Aquí se observa la
microscopia electrónica
y un esquema de la
forma que adquieren dos
células diferentes en un
epitelio o en un tejido
conectivo.
En rojo se muestra la
estructura de una
proteína del esqueleto
celular (filamentos de
actina). Observar como
una misma proteína
puede determinar la
presencia de diferentes
morfologías celulares.
Características generales de la polaridad celular y 
adquisición de la misma
La adquisición de polaridad celular
son eventos que requieren de un
ordenamiento interno de
componentes de la célula, dictados
por eventos intrínsecos (propios de la
célula) y extrínsecos (extracelulares)
que son detectados y organizados
para obtener polaridad.
En a se observa la división asimétrica
de una célula dando origen a dos
células hijas diferentes mediante la
segregación de un componente
(factor) hacia un polo de la misma
antes de la división.
En b se observa como una señal
externa reconocida por un receptor
que puede generar una reorientación
del citoesqueleto que permite el
direccionamiento intracelular de
moléculas (factores).
Formas de inducir a las células madre a dividirse
asimétricamente
a) En respuesta a una señal externa la célula 
se polariza por segregación de las moléculas
determinantes del destino celular
b) Las células madre que contactan con un nicho
de células madre orientan el huso mitótico 
originando dos células diferentes.
Establecimiento de la polaridad en células epiteliales
Uno de los eventos primarios en la determinación de polaridad comienza por la
interacción con células vecinas. El proceso se inicia por la interacción entre células
adyacentes: entre la nectina (superflia de Ig) de una célula y proteína de unión JAM-A
de la célula vecina. Observar como la interacción con diferentes regiones (células
adyacentes, matriz celular o luz del tubo) se formaran diferenciaciones de membrana
especializadas que requieren de una organización interna distinta en cada región.
Polaridad en células epiteliales: rol de las uniones
herméticas en el mantenimiento de los dominios de 
membrana apical y basolateral. 
Observar aquí en el esquema y
la microscopia las diferentes
especializaciones de
membrana y los diferentes
tipos de uniones que se forman
célula-célula y célula-matriz. En
las siguientes diapositivas
estudiaremos las componentes
de dichas uniones y como
están formadas.
Es importante observar las
proteínas involucradas en
los tipos de uniones.
Caderinas en uniones
adherentes, ocludinas en
uniones oclusivas,
desmocolinas en uniones de
desmosoma y conexinas en
uniones comunicantes.
Algunas de las uniones
tienen asociación con el
citoesqueleto. Ya sea con
los filamentos de actina o
con los filamentos
intermedios.
La estabilización selectiva de microtúbulos, los 
mecanismos de transporte y modificación de anclajes 
participan en la polarización del neutrófilo
MICROTÚBULOS: FACTORES ASOCIADOS QUE 
POSIBILITAN LA POLIMERIZACION 
DEPOLIMERIZACION CONTROLADA
La estabilización selectiva de microtúbulos 
participa en la polarización de una célula
En este caso para poder moldear la forma o polaridad celular se necesita de la
estabilización de microtúbulos para poder generar protusiones o cambios en la célula.
Proteínas accesorias de los microtúbulos, como en esta caso las proteínas sombrero
(cap), permiten la estabilización de los extremos de filamentos de microtúbulos y a
partir de allí la protrusión continua de los mismos.
Proteínas motoras transportan cargas a lo 
largo de los microtúbulos
Las kinesinas movilizan cargas hacia el extremo positivo de 
los microtúbulos y dineínas hacia en negativo generando el 
transporte anterógrado y retrogrado respectivamente.
Rol del citoesqueleto de microtubulos en la 
distribución de organelas
El citoesqueleto determinado por
los filamentos de microtúbulos
además de andamiaje funciona
como carriles para el transporte
intracelular de vesículas y
organelas. La polaridad de los
mismos determina la orientación
con los extremos positivos hacia
el cortex celular y de esa manera
las proteínas motoras generan
movimiento hacia y la membrana
plasmática o hacia el núcleo o
centro de organización de
microtúbulos.
Distribución de 
membranas entre 
membranas apical y 
basolateral
A partir de la forma y de la
adquisición de polaridad se
produce dentro de la célula una
circulación de vesículas y
organelas que deben ser
dirigidas selectivamente hacia
diferentes regiones mediante
señales especificas. Además, se
producen reorientaciones y
posicionamiento de las
organelas internas de la célula
que permiten un flujo
direccionado dentro de la
célula.
FILAMENTOS DE ACTINA: DISTRIBUCIÓN y 
tipos de filamentos
Proteínas asociadas a los filamentos de actina
Proteína motora asociada a los filamentos de actina:
familia de las miosinas.
Fibras de estres (filamentos de actina 
antiparalelos en asociación a miosina 2)
Migración celular direccional: señalización intracelular 
que regula la dinámica del citoesqueleto de actina
Migración celular direccional: señalización intracelular que regula la dinámica del 
citoesqueleto de actina
Rol de los filamentos intermedios 
citoplasmáticos
Los filamentos intermedios son particularmente abundantes en células que están sometidas a 
grandes tensiones mecánicas, por ejm. en epitelios. De esta manera, defectos en la integración 
de los filamentos intermedios pueden generar alteraciones selectivas de algunos tejidos 
específicos. En el ejemplo la falta de formación de filamentos intermedios en un epitelio se 
observa alteraciones específicamente en las uniones entre células
Los filamentos intermedios proporcionan resistencia a las células, la 
falta de ellos genera ruptura en la continuidad de las células en epitelios
Filamentos intermedios citoplasmáticos
Epidermólisis ampollosa simple
Mutación en el gen que codifica un tipo de queratina, 
proteína de filamento intermedio especifico de epitelio.
En el esquema y en la microscopia se observa el tipo de daño a los epitelios en este
tipo de mutaciones y la fragilidad que se generan en estos pacientes
Rol de Filamentos intermedios 
citoplasmáticos
Epidermólisis ampollosa simple
Lesiones en la piel de los pacientes con mutaciones en el gen que codifica para este
filamento intermedio
2. Migración celular:
Ej : Salida de un neutrófilo del torrente sanguíneo 
hacia el tejido conectivo donde se está produciendo 
un proceso inflamatorio.
Explique qué mecanismos celulares median 
este proceso.
Observar el siguiente video
https://www.youtube.com/watch?v=B9Qi7we0Ynk
https://www.youtube.com/watch?v=B9Qi7we0Ynk
Primeros procesos involucrados
1. Señalización intercelular
2. Modificación de la adhesión celular
1) Señalización intercelular y 2) Aumento deexpresión de moléculas de adhesión -P-
selectina exocitada- y de Factor de 
activación plaquetario (PAF) –fosfolípido-
(síntesis).
Moléculas de adhesión
Vías secretoria y endocítica
Vías intracelulares y señales que permiten regular la expresión de proteínas de
adhesión en las membranas celulares de los epitelios o los leucocitos y vías de
internalización de señales exógenas que modulan la expresión de proteínas en la
célula target.
Fusión de vesícula a membrana plasmática: 
mecanismo molecular
Repaso de los mecanismos y
señales de direccionamiento
de vesículas intracelulares
mediante Rabs-GTP y de
fusión de vesículas con la
membranas plasmáticas
mediante receptores de Rabs
y la interacción de proteínas
de los complejos SNARE
vesiculares y de membrana.
Los mismos permiten
cambiar la concentración de
proteínas en membrana que
modulan la adhesión celular.
1) Adhesión débil de leucocito a endotelio y rodamiento por unión de glúcido 
leucocitario con P-selectina endotelial y unión de receptor de PAF leucocitario 
a PAF endotelial.
PAF endotelial activa a integrinas leucocitarias
Activación de integrinas
Mecanismo de activación de integrinas que permite un cambio en el plegamiento
de la proteína y modula la adhesión celular. Este proceso esta mediado por
cambios en la señalización e interacción con proteínas endógenas que permiten la
modulación.
Adhesión firme mediada por integrina
leucocitaria e ICAM endotelial
1º) Neutrófilo en flotación en torrente sanguíneo
No adhesión, Esférico
No polaridad
Señal extracelular
Soluble Expresada en membrana celular Señal de Matriz extrac. 
quimiokinas
2º) Adhesión transitoria a endotelio (selectinas-glúcidos):
rodado
Regulación de la expresión de moléculas de superficie del endotelio
Señalización intercelular (contacto célula-célula)
Activación de integrinas leucocitarias
3º ) Adhesión firme (integrinas-ICAM)
-focos de adhesión-
Procesos
Propiedades 
Localización
Efector
3º) Diapédesis
Polaridad transitoria 
Frente de avance:
Polimerización y estabilización de microtúbulos hacia fte de avance.
Polimerización y estabilización de microfilamentos hacia fte de 
avance.
Agregado de membrana por exocitosis
Transporte vesicular por microfilamentos y microtúbulos
Adhesión: focos de adhesión con fils antiparalelos de actina. 
Cadherinas (célula –célula). 
Integrinas (célula-MEC)
Retracción de porción posterior: deslizamiento de bandas
antiparalelas de actina mediante proteína motora miosina II.
Desadhesión: desensamble de focos de adhesión.
Pérdida de membrana por endocitosis 
Procesos
Propiedades 
Localización
Efector
Señal extracelular
Soluble Expresada en membrana celular de MEC
4º) Migración direccionada en el tejido conectivo
Polaridad transitoria 
Migración celular sobre matriz extracelular
Los mecanismos de migración
celular involucran principalmente la
polimerización y depolimerizacion
del citoesqueleto para la formación
de sitios de adhesión, frente de
avance y retracción. Diferentes
filamentos teniendo lugar en la
modulación del proceso de
migración siendo los filamentos de
actina prevalentes en mediar la
generación de los diferentes
procesos.
Las señales son
traducidas por receptores
presentes en la
membrana plasmática. La
concentración y la
asociación con otras
proteínas determina la
rapidez de la señal.
Existen regiones
altamente especializadas
de la membrana en
transducir señales
intracelulares.
+ Resistentes al tratamiento en frio con detergentes
no iónicos (Tritón X-100)
Lipid Raft
Lipid Raft
Sphingolipid Cholesterol Ganglioside
Phosphatidyl
choline
Phosphatidyl
ethanolamine
Saturated
phospholipids
Phosphatidyl
inositol
Unsaturated
phospholipids
GPI-linked protein
Src-family kinaseCitosol
MP
Medio Extracelular
Lipid Rafts
Src-family kinase
GPI-linked protein
Balsas lipídicas o 
microdominios de membrana
Lipid raft o balzas lipídicas
• Lipid rafts son ensamblados dinámicos de colesterol, esfingolípidos y 
proteínas de membrana dispersas dentro de la membrana plamática.
• Los rafts son plataformas especializadas en transducción de señales, 
endocitósis y sorting de proteínas. 
• Caveolae es un tipo especializado de lipid raft que contiene a la 
proteína caveolina y caracterizada por invaginaciones 
morfologicamente definidas de la superficie celular.
• Proteínas enriquecidas en lípid rafts:
1. Proteínas ancladas a la cara externa de la membrana 
plasmática (MP) a través de un glicosilfosfatidil-inositol 
(GPI-anchored).
2. Enzimas y proteínas adaptadoras doblemente aciladas
(Ej: FRS2, Src-Kinasa, etc) y unidas a la cara interna de 
la MP.
3. Proteínas transmembrana. 
Lipid raft
MP
IN
OUT
Caveola
MP
IN
OUT
Reciclaje de membrana:
-Exocitosis en el frente de avance.
-Endocitosis en la región celular posterior que se retrae.
-Transporte de vesículas a través del citoesqueleto de 
microtúbulos y microfilamentos.
Formación de vesículas de 
transporte
Transporte a través de
Vesículas cubiertas
6º) Contacto con bacteria o macromoléculas:
Contacto receptor-ligando
Señalización intracelular
Endocitosis (fagocitosis, pinocitosis-endocitosis mediada por receptor y en fase líquida).
Endosomas tempranos y distribución de material endocitado
Reciclaje Microfilamentos y proteinas motoras
en transporte vesicular y de endosomas.
A endosomas tardíos: digestión (ciclo lisosomal).
Procesos
Propiedades 
Localización
Efector
Algunas vías que llevan materiales a los 
lisosomas
Digestión Celular:
A. Fagocitosis
B. Endocitosis 
C. Autofagia
Membrana que rodea 
al organoide que será 
degradado 
(Autofagia)
DINAMICA DEL CITOESQUELETO Y DE LAS 
MEMBRANAS CELULARES:
3. DIVISIÓN CELULAR.
Cuáles son los mecanismos moleculares que median:
3.1. La distribución de las cromátides hermanas.
3.2. La división citoplasmática. 
Etapas de la mitosis (verde: microtúbulos, Azul 
ADN cromosomas condensados).
Etapas de la mitosis (verde: microtúbulos).
Huso mitóticos: tipos de microtúbulos.
Regulación de la duplicación 
de los centrosomas durante 
el ciclo celular. Proceso 
inicial e importante en la 
formación de los usos 
mitóticos durante la división 
celular
Láminas nucleares y desorganización de la envoltura nuclear
En el proceso de división celular los 
usos mitóticos cinetocoricos deben 
asociarse a los cromosomas para lo 
cual deben penetrar al núcleo. Este 
proceso se hace posible gracias a una 
desorganización controlada de la 
membrana nuclear. Para ello las 
laminas nucleares son fosforiladas 
por el factor promotor de la mitosis 
(MPF, una kinasa dependiente de 
ciclinas) y desorganizadas 
controladamente junto a porciones de 
la membrana nuclear.
Cinetocoro
Esquema y microscopia electrónica mostrando la asociación de los 
microtúbulos conetocoricos junto al cinetocoro de los cromosomas. 
Este proceso es fundamental para las fuerzas ejercidas por los 
microtúbulos en el posicionamiento de los cromosomas en el 
ecuador y la correcta división del material genético.
Captura de microtúbulos en prometafase
Regulación de la unión microtúbulo-cinetocoro 
por el complejo pasajero del cromosoma (CPC).
Control de la entrada de anafase y salida de la mitosis 
por el complejo Promotor de la Anafase (APC)
Movimiento de los cromosomas y separación
de los polos del huso en la anafase.
Formación de la 
envoltura nuclear
El anillo contráctil
Actina
Miosina II
DINAMICA DEL CITOESQUELETO Y DE LAS 
MEMBRANAS CELULARES:
4. CILIOS Y CILIO PRIMARIO.
4.1.Explique cuál es el centro organizador de 
microtúbulos en un cilio.
4.2. Describa cómo está formado el citoesqueleto
de un cilio.
4.3. Describa el mecanismo de motilidad de un
Cilio.
4.4. Explique las diferencias estructurales y 
Funcionales entre un cilio primario y 
los cilios secundarios (cilios)
Estructura de un centrosoma(12.47) y de un 
centríolo (12.48)
El cuerpo basal presenta estructura
similar al centríolo.
Citoesqueleto del cilio (axonema)
Movimiento ciliar
Cilio primario
	Número de diapositiva 1
	Número de diapositiva 2
	Número de diapositiva 3
	Número de diapositiva 4
	Número de diapositiva 5
	Número de diapositiva 6
	Número de diapositiva 7
	Número de diapositiva 8
	Número de diapositiva 9
	MICROTÚBULOS: FACTORES ASOCIADOS QUE POSIBILITAN LA POLIMERIZACION DEPOLIMERIZACION CONTROLADA
	La estabilización selectiva de microtúbulos �participa en la polarización de una célula
	Número de diapositiva 12
	Número de diapositiva 13
	Número de diapositiva 14
	FILAMENTOS DE ACTINA: DISTRIBUCIÓN y tipos de filamentos
	Número de diapositiva 16
	Número de diapositiva 17
	Número de diapositiva 18
	Número de diapositiva 19
	Número de diapositiva 20
	Número de diapositiva 21
	Número de diapositiva 22
	Número de diapositiva 23
	Número de diapositiva 24
	Número de diapositiva 25
	Número de diapositiva 26
	Número de diapositiva 27
	Número de diapositiva 28
	Número de diapositiva 29
	Número de diapositiva 30
	Número de diapositiva 31
	Número de diapositiva 32
	Número de diapositiva 33
	Número de diapositiva 34
	Número de diapositiva 35
	Número de diapositiva 36
	Número de diapositiva 37
	Número de diapositiva 38
	Número de diapositiva 39
	Número de diapositiva 40
	Número de diapositiva 41
	Número de diapositiva 42
	Número de diapositiva 43
	Número de diapositiva 44
	Número de diapositiva 45
	Número de diapositiva 46
	Número de diapositiva 47
	Número de diapositiva 48
	Número de diapositiva 49
	Control de la entrada de anafase y salida de la mitosis por el complejo Promotor de la Anafase (APC)
	Número de diapositiva 51
	Número de diapositiva 52
	El anillo contráctil�
	Número de diapositiva 54
	Número de diapositiva 55
	Número de diapositiva 56
	Número de diapositiva 57
	Número de diapositiva 58