CILIOS Y FLAGELOS - Biología Celular y Molecular | Ciclo 2016 · PPT file ·...
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CITOESQUELETOCITOESQUELETODra. Carmen Aída MartínezDra. Carmen Aída Martínez
Propiedades de los Propiedades de los elementos del elementos del citoesqueletocitoesqueleto
MicrotúbulosMicrotúbulos Filamentos Filamentos intermediosintermedios
MicrofilamentMicrofilamentosos
EstructuraEstructura Tubo hueco con Tubo hueco con pared formada pared formada por 13 por 13 protofilamentosprotofilamentos
8 8 protofilamentoprotofilamentos unidos s unidos extremo a extremo a extremo extremo (escalonados)(escalonados)
2 cadenas de 2 cadenas de actina actina entrelazadasentrelazadas
DiámetroDiámetro Exterior: 25 Exterior: 25 nmnmInterior: 15 nmInterior: 15 nm
8-12 nm8-12 nm 7 nm7 nm
MonómerosMonómeros Tubulina Tubulina Tubulina Tubulina
Varios tipos de Varios tipos de proteínasproteínas
G- actinaG- actina
Propiedades de los Propiedades de los elementos del elementos del citoesqueletocitoesqueleto
MicrotúbulosMicrotúbulos Filamentos Filamentos intermediosintermedios
MicrofilamentMicrofilamentosos
PolaridadPolaridad Extremos (+), Extremos (+), (-)(-)
Sin polaridad Sin polaridad conocidaconocida
Extremos (+), (-)Extremos (+), (-)
FuncionesFunciones •Axonema: Axonema: motilidad motilidad celularcelular•Citoplasma: Citoplasma: organización y organización y mantener mantener formaformaMovimiento Movimiento cromosomascromosomasMovimiento de Movimiento de organelosorganelos
•Soporte Soporte estructuralestructural•Mantener Mantener forma célulaforma célula•Lámina Lámina nuclearnuclear•Reforzar Reforzar axonesaxones•Fibras Fibras muscularesmusculares
•Contracción Contracción muscularmuscular•Movimiento Movimiento AmeboideAmeboide•Locomoción Locomoción celularcelular•Corriente Corriente citoplásmicacitoplásmica•CitocinesisCitocinesis•Mantener forma Mantener forma célulacélula
MicrotúbulosMicrotúbulos Elementos más grandes del Elementos más grandes del
citoesqueletocitoesqueleto Son cilindros rectos y huecos Son cilindros rectos y huecos
Diámetro exterior: 25 nmDiámetro exterior: 25 nmDiámetro interior: 15 nmDiámetro interior: 15 nmLongitud: 200 nm – Longitud: 200 nm – mm
Pared formada por 13 Pared formada por 13 protofilamentosprotofilamentos
Protofilamento formado por Protofilamento formado por heterodímeros de heterodímeros de y y tubulina tubulina
Ensamblaje de los Ensamblaje de los microtúbulosmicrotúbulos La orientación de los dímeros de La orientación de los dímeros de
tubulina es la misma en todos los tubulina es la misma en todos los protofilamentos de un protofilamentos de un microtúbulo, esto le confiere microtúbulo, esto le confiere polaridadpolaridadExtremo (-) Extremo (+)
Ensamblaje de los Ensamblaje de los microtúbulosmicrotúbulos
1.1. Nucleación:Nucleación: Dímeros de tubulina se agregan para formar Dímeros de tubulina se agregan para formar
oligómeros que constituyen un núcleooligómeros que constituyen un núcleo Etapa lentaEtapa lenta
Ensamblaje de los Ensamblaje de los microtúbulosmicrotúbulos2.2. Elongación:Elongación:
El microtúbulo crece El microtúbulo crece por la adición de por la adición de tubulinas en sus tubulinas en sus extremosextremos
Más rápida Más rápida
3.3. Equilibrio:Equilibrio: Polimerización y Polimerización y
despolimerización a despolimerización a igual velocidadigual velocidad
Ensamblaje de los Ensamblaje de los microtúbulosmicrotúbulos
Inestabilidad dinámica de Inestabilidad dinámica de microtúbulosmicrotúbulos
Para que haya Para que haya polimerización, los polimerización, los heterodímeros deben heterodímeros deben estar unidos a GTPestar unidos a GTP
Se forma un casquete Se forma un casquete de tubulina GTP, de tubulina GTP, donde ocurre mayor donde ocurre mayor polimerizaciónpolimerización
Inestabilidad dinámica de Inestabilidad dinámica de microtúbulosmicrotúbulos
Si la concentración Si la concentración de tubulina es de tubulina es baja, se favorece baja, se favorece hidrólisis de GTP a hidrólisis de GTP a GDPGDP
Desaparece el Desaparece el casquete GTPcasquete GTP
El microtúbulo se El microtúbulo se acortaacorta
Inestabilidad dinámica de Inestabilidad dinámica de microtúbulosmicrotúbulos
En células vivas
Origen de los Origen de los microtúbulosmicrotúbulos En la mayoría de células, los En la mayoría de células, los
microtúbulos parten de un microtúbulos parten de un centro centro organizador microtubular organizador microtubular (COMT), (COMT), que funciona como:que funciona como:
Lugar donde inicia ensamblaje de Lugar donde inicia ensamblaje de microtúbulosmicrotúbulos
Punto de anclaje para el extremo menos Punto de anclaje para el extremo menos del microtúbulo (polaridad de la célula)del microtúbulo (polaridad de la célula)
Polaridad de los Polaridad de los microtúbulos en las microtúbulos en las célulascélulas
Centros organizadores de Centros organizadores de microtúbulosmicrotúbulos
1.1. CentrosomaCentrosoma En células animales y En células animales y
vegetales inferiores vegetales inferiores cerca del centro de la cerca del centro de la célula (centrosfera)célula (centrosfera)
Compuesto por 2 Compuesto por 2 centriolos (diplosoma) centriolos (diplosoma) rodeados de material rodeados de material pericentriolarpericentriolar
El ensamblaje de El ensamblaje de microtubulos requiere microtubulos requiere de tubulina de tubulina
En vegetales En vegetales superiores no existen superiores no existen centrioloscentriolos
Los centriolos no son Los centriolos no son imprescindibles para imprescindibles para la formación de COMTla formación de COMT
2.2. Cuerpo basalCuerpo basal Origina microtúbulos que estructuran a los Origina microtúbulos que estructuran a los
cilios y flagelos de las células eucariotascilios y flagelos de las células eucariotas Poseen la misma estructura que los Poseen la misma estructura que los
centrioloscentriolos
CentrioloCentriolo Formado por 9 tripletes de Formado por 9 tripletes de
microtúbulos, giran sobre sí microtúbulos, giran sobre sí mismos y tienen polaridad mismos y tienen polaridad (extremos distal y proximal)(extremos distal y proximal)
Los tripletes se unen Los tripletes se unen mediante la proteína mediante la proteína nexina nexina (A con C)(A con C)
En el extremo proximal En el extremo proximal tiene una estructura de tiene una estructura de nueve radios (rueda de nueve radios (rueda de carro)carro)
Movimientos Movimientos dependientes de los dependientes de los
microtúbulosmicrotúbulosDe
cromosomas
Intracelular Celular (cilios y flagelos)
Movimiento Movimiento intracelularintracelular Los microtúbulos Los microtúbulos
permiten el permiten el desplazamiento de desplazamiento de vesículas y vesículas y organelos.organelos.
El trabajo mecánico El trabajo mecánico depende de depende de proteínas motoras proteínas motoras asociadas a los asociadas a los microtúbulos (MAPS microtúbulos (MAPS motoras)motoras)
MAPS motorasMAPS motorasMoléculasMoléculas Función típicaFunción típica
Dineína citoplásmicaDineína citoplásmica Movimiento hacia el Movimiento hacia el extremo extremo menosmenos del del microtúbulomicrotúbulo
Dineína del axonemaDineína del axonema Activación del Activación del deslizamiento en los deslizamiento en los microtúbulos microtúbulos flagelaresflagelares
QuinesinasQuinesinas Movimiento hacia el Movimiento hacia el extremo extremo másmás del del microtúbulomicrotúbulo
MAPS motorasMAPS motoras Se movilizan a Se movilizan a
través de la través de la hidrólisis de ATPhidrólisis de ATP
Poseen cabeza Poseen cabeza globular con globular con función de ATPasafunción de ATPasa
La dineína La dineína requiere de un requiere de un adaptador para adaptador para unirse al orgánulo unirse al orgánulo o vesículao vesícula
Durante la división celular , Durante la división celular , los microtúbulos de la los microtúbulos de la interfase se disgregan y se interfase se disgregan y se reensamblan para formar el reensamblan para formar el Huso mitótico.Huso mitótico.
La duplicación del La duplicación del centrosoma forma 2 centrosoma forma 2 centros organizadores de centros organizadores de microtúbulos, que migran microtúbulos, que migran hacia polos opuestos del hacia polos opuestos del huso mitótico.huso mitótico.
Movimiento de Movimiento de cromosomascromosomas
Tipos de microtúbulos Tipos de microtúbulos
Microtúbulos del huso Microtúbulos del huso mitóticomitótico
Tipo de microtúbuloTipo de microtúbulo FuncionesFuncionesCinetocóricoCinetocórico Unirse al cromosoma Unirse al cromosoma
y desplazarloy desplazarloAstralAstral Atraer a los Atraer a los
centrosomas hacia centrosomas hacia los poloslos polos
PolarPolar Estabiliza el huso y Estabiliza el huso y separar los separar los centrosomascentrosomas
Movimiento cromosomal Movimiento cromosomal en metafaseen metafase
Movimiento cromosomal Movimiento cromosomal en Anafase en Anafase
Moviemiento Ciliar y Moviemiento Ciliar y flagelarflagelar
Algunas células tienen en la superficie pelos flexibles Algunas células tienen en la superficie pelos flexibles llamados cilios o flagelos, que contienen un núcleo llamados cilios o flagelos, que contienen un núcleo formado por un haz de microtúbulos capaz de desarrollar formado por un haz de microtúbulos capaz de desarrollar movimientos de movimientos de flexiónflexión regulares que requieren energía regulares que requieren energía
Se originan de un centro organizador de microtúbulos Se originan de un centro organizador de microtúbulos llamado cuerpo basal.llamado cuerpo basal.
Presentan básicamente la misma estructura (axonema), Presentan básicamente la misma estructura (axonema), la diferencia es que los cilios son, generalmente muchos la diferencia es que los cilios son, generalmente muchos y cortos, mientras los flagelos son pocos, más grueso y y cortos, mientras los flagelos son pocos, más grueso y largoslargos
Estructura del Axonema o Estructura del Axonema o Filamento AxialFilamento Axial
Proviene de un centro organizador de MT Proviene de un centro organizador de MT llamado llamado cuerpo basalcuerpo basal
Es una estructura formada por 9 dobletes Es una estructura formada por 9 dobletes de microtúbulos que forman la pared y 2 de microtúbulos que forman la pared y 2 microtúbulos en el centro arreglo 9microtúbulos en el centro arreglo 922 +2 +2
El cuerpo basal tiene una estructura 9El cuerpo basal tiene una estructura 933 +0+0
Membrana plasmática Brazo interno
de dineína
nexina
Brazo externo de dineínaRadio
Vaina interna
Microtúbulos centrales
Microtúbulo A Microtúbulo BMicrotúbulos externos
Estructura del cuerpo basal
Estructura del Axonema
Estructura del Axonema o Estructura del Axonema o Filamento AxialFilamento Axial
Cada microtúbulo A está constituido por 13 Cada microtúbulo A está constituido por 13 protofilamentos, mientras que el microtúbulo protofilamentos, mientras que el microtúbulo B solo tiene 11, así forman un B solo tiene 11, así forman un dobletedoblete
Los 9 dobletes que forman la pared del Los 9 dobletes que forman la pared del axonema están unidos por filamentos de axonema están unidos por filamentos de nexina, nexina, esta proteína evita el deslizamiento esta proteína evita el deslizamiento de los microtúbulos, por lo que únicamente de los microtúbulos, por lo que únicamente se doblan al ser traccionados por los brazos se doblan al ser traccionados por los brazos de dineínade dineína
Dineína ciliar o Dineína ciliar o flagelarflagelar
Proteína formada por 9-12 cadenas Proteína formada por 9-12 cadenas polipeptídicaspolipeptídicas
Posee actividad ATPasa: actúa como Posee actividad ATPasa: actúa como enzima hidrolítica frente al ATP en enzima hidrolítica frente al ATP en presencia de Capresencia de Ca2+2+ y Mg y Mg2+2+
El brazo de dineína conecta al El brazo de dineína conecta al microtúbulo A con el microtúbulo B del microtúbulo A con el microtúbulo B del doblete y lo muevedoblete y lo mueve
Ubicación de los brazos de Ubicación de los brazos de dineína sobre el dineína sobre el microtúbulo Amicrotúbulo A
Movimiento de los microtúbulos Movimiento de los microtúbulos mediante dineínamediante dineína
Dobletes aislados: la dineína permite el deslizamiento de los microtúbulos
Dobletes en flagelos: la dineína solo dobla a los microtúbulos
Movimiento ciliar y Movimiento ciliar y flagelarflagelar El movimiento del cilio o flagelo se El movimiento del cilio o flagelo se
debe al doblez que ocurre a nivel del debe al doblez que ocurre a nivel del axonemaaxonema
El flagelo se mueve en forma de El flagelo se mueve en forma de ondas de una amplitud constanteondas de una amplitud constante
Estas ondas se forman desde la base Estas ondas se forman desde la base hasta el final del flagelo hasta el final del flagelo
CiliosCilios
Células que revisten Células que revisten el tracto respiratorio el tracto respiratorio y los oviductos en y los oviductos en vertebrados tienen vertebrados tienen en la superficie en la superficie numerosos cilios que numerosos cilios que impulsan líquidos y impulsan líquidos y partículas en una partículas en una dirección dirección determinada. determinada.
FlagelosFlagelos Existen en los gametos Existen en los gametos
masculinos masculinos (espermatozoides) y le (espermatozoides) y le permiten desplazarse permiten desplazarse
El espermatozoide El espermatozoide tiene una tiene una vaina vaina mitocondrialmitocondrial, con , con mitocondrias mitocondrias dispuestas dispuestas helicoidalmente, para helicoidalmente, para generar ATP para el generar ATP para el movimientomovimiento