Citoesqueleto y motilidad celular Filamentos 14_07_2016

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CITOESQUELETO Y 
MOTILIDAD CELULAR. 
FILAMENTOS.
Universidad Técnica Estatal de Quevedo
Biología Celular – 2407.00
Ing. MSc. Erick Eguez
INTRODUUCCIÓN
CITOESQUELETO
Conjunto de elementos que, en sintonía, 
son responsables por la integridad 
estructural de las células y por una 
amplia variedad de procesos dinámicos
Adquisición de la 
forma, movimiento 
celular y el transporte 
de organelos y otras 
estructuras 
citoplasmáticas
Contrariamente al esqueleto óseo de los 
vertebrados, el citoesqueleto es una 
estructura altamente dinámica que se 
reorganiza continuamente siempre que 
la célula altera su forma, se divida o 
responda al ambiente.
=
Desenvolvimiento de un 
sistema integrado de 
filamentos de constitución 
proteica
Responsable por los procesos 
de estructura, movimiento y 
transporte
Fue un importante paso evolutivo, 
siendo una característica que 
distingue las células eucariotas de 
las células procariotas, que carecen 
de citoesqueleto.
Aunque estén presentes en todas las células eucariotas, la cantidad y 
la distribución de los elementos del citoesqueleto varían en los 
diferentes tipos de células
El citoesqueleto es representado por tres tipos principales de filamentos, cada 
uno compuesto de proteínas distintas.
Microfilamento
nm
Monómero de actina
Dímero de tubulina
Microtúbulo
Filamento intermedio
- monómero de
zuouiina
‹z•monómero de
El citoesqueleto esta integrado además de los filamentos por un conjunto de 
proteínas accesorias.
Proteínas Reguladoras
Proteínas Ligadoras
Controlan el nacimiento,
alargamiento, acortamiento,
desaparición de los tres
filamentos del citoesqueleto
Conectan los filamentos
entre sí y con otras
estructuras de la célula.
El citoesqueleto esta integrado además de los filamentos por un conjunto de 
proteínas accesorias.
Proteínas Reguladoras
Proteínas Ligadoras
Controlan el nacimiento,
alargamiento, acortamiento,
desaparición de los tres
filamentos del citoesqueleto
Conectan los filamentos
entre sí y con otras
estructuras de la célula.
El citoesqueleto esta integrado además de los filamentos por un conjunto de 
proteínas accesorias.
Proteínas Motoras
Sirven para trasladar
macromoléculas y organelos
de un punto a otro del
citoplasma. Hacen que dos
filamentos continuos y
paralelos se deslicen en
direcciones opuestas
El citoesqueleto esta integrado además de los filamentos por un conjunto de 
proteínas accesorias.
Proteínas Motoras
Sirven para trasladar
macromoléculas y organelos
de un punto a otro del
citoplasma. Hacen que dos
filamentos continuos y
paralelos se deslicen en
direcciones opuestas
CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES Y LAS 
PROPIEDADES FUNCIONALES DE LOS TRES 
PRINCIPALES TIPOS DE COMPONENTES DEL 
CITOESQUELETO.
1.Filamentos de actina o microfilamentos
2.Filamentos Intermedios
3. Microtúbulos
1.FILAMENTOS DE ACTINA
O MICROFILAMENTOS
Permiten que las células eucariotas adopten una variedad de formas 
y desempeñen diferentes funciones.
FILAMENTOS DE ACTINA
1. FILAMENTOS DE ACTINA O MICROFILAMENTOS
Pero hoy se sabe que están presentes en todas las células eucariotas.
. Identificados primeramente
en las células musculares
Microfilamentos son formados
por la actina, proteína globular.
. Isoformas: a, β e γ, que
presentan pequeñas variaciones
cuanto a su ocurrencia y su
localización.
Monómeros, denominados actina G (globular), son
asimétricos y se asocian de manera regular, orientándose
siempre en el mismo sentido y formando un filamento
helicoidal denominado actina F (filamentosa).
COMPOSICIÓN
:
PROPRIEDADES FUNCIONALES
Los filamentos de actina forman una red de
filamentos delgados y flexibles,
dispersados por todo o citoplasma.
En las microvellosidades existen filamentos 
de actina 
INTESTINO
Proyecciones cilíndricas observadas en la superficie apical de células que
necesitan expandir la superficie celular debido a un intenso intercambio de
sustancias con el medio extracelular.
Uniones celulares
Cinturón Adhesivo Desmosomas
Sarcómeros
De esta variedad de estructuras con propiedades distintas, basadas en
filamentos de actina, depende directamente la presencia y acción
de proteínas accesorias
10 – 100 µm
Diversos 
procesos de
transporte
intracelular
Filamentos de actina
El movimiento
dependientes
De los gránulos de
secreción y de
organelos, como
cloroplastos e
mitocondrias, ocurre
dada la presencia de
proteínas motoras 
pertenecientes a
familia de miosinas.
Proteínas motoras que, asociadas
a los filamentos de actina, 
desempeñan papeles críticos en el
movimiento de organelos
TRANSPORTE INTRACELULAR
Proteínas accesorias y los modos de
asociación a los microfilamentos
Las Miosinas utilizan los
microfilamentos como rieles, direccionando
el dislocamiento de otros filamentos o de
organelos
Miosina
Actina
Proteínas capeadoras: recubre una de las 
extremidades del microfilamento, 
estabilizando su longitud. Ejemplo: 
Tropomodulina
Las Gelsolinas se unen a monómeros en diferentes puntos del
microfilamento, rompiendo las interacciones con el monómero adyacente, en
sentido a la extremidad (+)
Timosina
Proteínas de unión: promueve la unión entre 
microfilamentos de actina, formando rayos, 
con cierta holgura entre los microfilamentos. 
Ej: FimbrinaFimbrina
Proteínas secuestradoras: se unen 
a monómeros libres y modulan 
su afinidad con los 
microfilamentos aumentado (o 
disminuyendo) la velocidad de 
polimerización. Ej: Timosina
Anclaje de microfilamentos de actina
en la membrana formando una red
flexible.
Proteínas accesorias y las 
diferentes formas de acción.
FORMA
La proyección de las microvellosidades son sustentadas por una columna central
de filamentos de actina que se mantienen orientados longitudinalmente debido a la
interacción con proteínas organizadoras, como la vilina y la fimbrina.
Células con movimientos lentos, como el fibroblasto, proyectan
su membrana, en forma de “dedos” , llamados filopodios. Donde la
célula no forma adherencias, la célula se proyecta para arriba,
formando ondulaciones, que se mueve a lo largo de la superficie dorsal
da célula.
LOCOMOCIÓN CELULAR
Filopodio
FORMACIÓN DEL ANILLO CONTRÁCTIL EN LAS CÉLULAS
EN DIVISIÓN
El acortamiento de los filamentos, y contracción del anillo,
depende de la interacción de la actina con moléculas de miosina
Surco de 
segmentación
Surco de segmentación
CITOCINESIS
2. FILAMENTOS INTERMEDIOS
. Presentan diámetro entre 8 a 10 nm, valores intermedios entre los
microfilamentos de actina (6 a 8 nm) y microtúbulos (22 a 24 nm).
. En cuanto los filamentos de actina y los
microtúbulos están presentes en todas las células
eucarióticas,
Los filamentos intermedios citoplasmáticos son
exclusivos de células de organismos multicelulares.
Pueden ser 
considerados una 
categoría aparte 
dentro del
citoesqueleto
Por poseer una serie de diferencias al 
compararlos con los microfilamentos y los 
microtúbulos
Los dos últimos son
formados por proteínas
globulares, los 
monómeros de los 
filamentos intermedios
son proteínas fibrosas
que se asocian, formando
estructuras altamente
resistentes a la fuerza de 
tracción.
La mayoría de esas proteínas se 
encuentran en la forma
polimerizada, existiendo apenas
una pequeña cantidad libre en el 
citoplasma.
Esto ocurre porque, una vez
sintetizados, los monómerostienden a polimerizarse
inmediatamente.
Por tanto: son encontrados siempre
en la forma polimerizada.
ORGANIZACIÓN DE LOS FILAMENTOS 
INTERMEDIOS
Son predominantemente en el citoplasmática. Sin embargo, en el
núcleo de la célula, existe un marco proteico que es la lámina
nuclear, compuesta principalmente por las proteínas láminas, que
pertenecen a una clase separada de filamentos intermedios
COMPOSICIÓN QUÍMICA
Mas de 50 tipos de proteínas forman los filamentos intermedios.
Todas poseen una estructura básica
común: segmento central en a-hélice y
porciones globulares amino
y carboxiterminales.~ 350 aminoácidos y es bastante conservado.
Característica: una secuencia repetitiva de
siete aminoácidos.
Aminoácidos hidrofóbicos en posiciones
específicas, en esta secuencia de siete, permite la
asociación ‘entre moléculas semejantes para la
formación de dímeros.
CITOPLASMATICO
NUCLEAR
En los epitelios En el tejido conjuntivo, En las células En todas as células
células musculares
y neurogliais
nerviosas nucleadas
Filamentos Intermedios
PROPIEDADES FUNCIONALES
. Los filamentos intermedios forman una
red tridimensional dispersa por todo el
citoplasma, desempeñando un papel
mecánico
. Aparentemente, el citoesqueleto
formado por filamentos intermedios es
estable y resistente, contribuyendo para
la mantención de la forma e integridad
estructural de las células.
Filamentos intermedios dan resistencia a las células 
animales
3- MICROTÚBULOS
3- MICROTÚBULOS
Estructuras cilíndricas, aparentemente huecas, con aproximadamente 25 nm de 
diámetro que se extienden por todo el citoplasma.
. Determinación de la forma celular;
. Organización del citoplasma;
. Transporte intracelular de vesículas y organelos;
. Variedad de movimientos celulares;
. Separación de los cromosomas durante la división celular.
Tubulina §
subunidad
6r- tubulina G T P !
G D P
- tubulina
protofilamento
Estructura de un microtúbuIo. Los microtúbulos están formados por dímeros de
tubulinas. Estos forman unidades elementales llamadas protofilamentos. Los
microtúbulos se forman continuamente por uno de los extremos por agregación
de dímeros de tubulina y se destruyen por el otro.
nm
Tubulina o
El centrosoma es el principal centro organizador de microtúbulos en 
la mayoría de las células
Centrosoma
Microtúbulos
Envoltorio
nuclear
Tubulina γ centrinas en el 
centrosoma con el papel clave 
de nucleación de los 
microtúbulos
Tres situaciones posibles en las células
9 tripletes de microtúbulos (27 microtúbulos)
Función: durante la
mitosis el centriolo se
duplica y forma el huso
mitótico, estructura
responsable por la
distribución de los
cromosomas, en la células
hijas. Tambien actúan en la
formación de cilios y
flagelos.
ESTABILIZACIÓN DE MICROTÚBULOS POR LAS PROTEÍNAS ASOCIADAS A 
LOS MICROTÚBULOS (MAP)
- Instabilidad dinámica es una característica inherente de los 
microtúbulos
- Estabilidad por proteínas asociadas a los microtúbulos, Tau.
. Esas proteínas se pueden unir
a los microtúbulos e impedir
que estos sean
despolimerizados.
. De esa forma la célula puede
estabilizar microtúbulos en
lugares específicos.
PROTEÍNAS MOTORAS SON RESPONSABLES POR EL TRANSPORTE 
INTRACELULAR A LO LARGO DE LOS MICROTÚBULOS
. Los microtúbulos son responsables por una variedad de
movimientos intracelulares incluyendo el transporte de
vesículas y organelos y la separación de cromosomas
durante la división celular.
. El movimiento a lo largo de los microtubulos esta basado
en la acción de las proteínas motoras, que utilizan energía
derivada de la hidrólisis del ATP para producir fuerza y
movimiento.
CÍLIOS E FLAGELOS
. Proyecciones de la membrana plasmática, com 0,25 µm
de diámetro, conteniendo en su interior, un eje de
microtúbulos.
. La estructura fundamentalmente responsable por el
movimiento de cilios y flagelos es el axonema.
Responsable por el
movimiento de una
variedad de
células eucariotas.
. Células libres usan los
cilios para locomoverse en el 
medio.
. Células fijas, los cilios tiene
la función de mover fluidos o
moco sobre la superficie
celular.
CÍLIOS E FLAGELOS
. Proyecciones de la membrana plasmática, con 0,25 µm de
diámetro, conteniendo en su interior, un eje de
microtúbulos.
. La estructura fundamentalmente responsable por el
movimiento de cilios y flagelos es el axonema.
Responsable por el
movimiento de una
variedad de
células eucariotas.
. Células libres usan los cilios
para locomoverse en el medio.
. Células fijas, los cilios tiene
la función de mover fluidos o
moco sobre la superficie
celular.
. Los cilios de las células
epiteliales que revisten el tracto
respiratorio humano tiene la
función de conducir el moco,
juntamente con partículas de
polvo, hasta la boca, donde
estas se eliminaran.
. Algunos protozoarios usan los cilios 
tanto para su locomoción así como para 
colectar partículas de alimento 
(paramecio) 
FLAGELOS
Responsables por la locomoción de los espermatozoides y de
una variedad de protozoarios.
CÍLIOS FLAGELOS
Presentes en
grandes cantidades en
las células, tienen cerca
de 10 µm de largo y
con movimiento
ondulatorio coordinado.
Son únicos, presentes en 
pequeño número llegando 
a pasar los 200 µm de 
largo. Su movimiento 
es ondulatorio.
Estructuras muy semejantes
Eje de microtúbulos, con sus
extremidades positivas hacia la
extremidad distal, y proteínas
asociadas.
. La estructura responsable
por el movimiento de los cilios
y flagelos es el axonema.
AXONEMA
El citoesqueleto es representado por tres tipos principales de filamentos, cada 
uno compuesto por distintas proteínas.
Compuestos por la proteína actina.
Presentan un diámetro aproximado
de 8nm y forman una gama bastante
amplia de estructuras diferentes,
están distribuidos por todo el
citoplasma. Mayor concentración
debajo de la membrana plasmática.
Filamentos compactos, con
diámetro aproximado de 10nm.
Composición variable, pero las
proteínas que los componen son
fibrosas presentan características
semejantes.
Cerca de 24nm de diámetro.
Relativamente flexibles. La
distribución en las células es
variable, en función de la situación
fisiológica, generalmente aparecen
de uno de los centros de
organización de los microtúbulos,
como los centrosomas
Preguntas?
Libros
 COOPER, Geoffrey M.; HAUSMAN, Robert E. La célula.
Marbán, 2010. Cap. 14
 DE ROBERTIS, Eduardo DP, et al. Fundamentos de biología
celular y molecular. El Ateneo, 2004. Cap. 6