Transcript Cytosk
IL CITOSCHELETRO • Microtubuli: tubulina Microfilamenti: actina • Filamenti intermedi: proteine fibrose. Es cheratina Microtubuli: tubi proteici cavi Dimeri di tubulina protofilamento 13 protofilamenti= 1 microtubulo estremità + (tub ) accrescimento rapido estremità - accrescimento lento • Microtubuli strutture dinamiche possono crescere o accorciarsiINSTABILITA’ DINAMICA • Dipende dalla capacità della tubulina di idrolizzare GTP TREADMILLING: Allo stato stazionario tanti dimeri di tubulina si associano al terminale (+), tanti si dissociano dal terminale (-) I microtubuli si formano dal Centro organizzatore dei microtubuli Complessi ad anello di tubulina Materiale pericentriolare e centrioli Centrioli coppia di cilindri cavi perpendicolari, fatti da 9 triplette di microtubuli Duplicati prima della divisione cellulare, formano il fuso mitotico I microtubuli si allungano e si accorciano I microtubuli posizionano gli organelli MAPs: proteine associate ai microtubuli • Proteine stabilizzatrici: MAPs • Proteine destabilizzanti: depolimerizzano i mts • Proteine associate all’estremità +: stabilizzano i mts, impedendo idrolisi di GTP Un mt neoformato persisterà se: estremità - è protetta dal centro organizzatore estremità + da proteine cappuccio che sono nel cortex cellulare Proteine motrici: Chinesine e dineine • Trasporto vescicole ed organelli • separazione cromosomi nella mitosi • movimenti ciglia e flagelli • Le proteine motrici trasportano carichi lungo i microtubuli • Chinesine posizionano il RER, lisosomi • Dineine posizionano l’apparato di Golgi Dineine citoplasmatiche: omodimeri di catene pesanti con 2 grandi domini motori come teste Dineine assonemali: eterodimeri ed eterotrimeri con 2 o 3 domini di testa; coinvolte nello spostamento veloce di microtubuli nelle ciglia Ciglia e flagelli: microtubuli stabilizzati Flagelli: 1 raramente più di 1 Ciglia: corte e numerose Stessa organizzazione strutturale: ASSONEMA Spermatozoo umano Protozoo flagellato Epitelio ciliato CIGLIO Movimento a frusta FLAGELLO Movimento a serpentina Assonema: struttura 9+2 Proteina motrice: dineina (attività ATPasica) costituisce le braccia che dal tubulo A di un doppietto si protendono verso il tubulo B del doppietto successivo Le braccia di dineina “camminano” lungo il doppietto adiacente e fanno flettere la struttura Attività ATPasica Microtubuli e fuso mitotico Prima della mitosi il CENTROSOMA si raddoppia In mitosi: riorganizzazione dei microtubuli MICROFILAMENTI Microfilamenti • actina ed altre proteine associate • Actina: forma G, globulare, o F filamentosa • La polimerizzazione da G a F richiede ATP e ioni Mg2+, K+ I microfilamenti hanno una precisa polarità: estremità sfrangiata e appuntita • tutte e 2 le estremità acquistano e perdono actina G (più lentamente l’estremità appuntita, più rapidamente la sfrangiata) • L’actina lega ATP o ADP • L’idrolisi dell’ATP favorisce la depolimerizzazione 60 famiglie di proteine regolano la polimerizzazione e l’assemblaggio del microfilamenti Es. distrofina che lega i filamenti di actina a proteine trans-membrana Es. Arp centro di nucleazione per le diramazioni Cellule che migrano! MICROVILLI Movimento ameboide Movimento basato sui microfilamenti Amebe, macrofagi, cellule embrionali, cellule metastatiche La migrazione nelle cellule animali si basa su filamenti actinici Fibroblasto in coltura, sono evidenti filopodi e lamellipodi Lamellipodi: estensioni dinamiche durante il movimento Contatti focali: attacco tra filamenti di actina e matrice extracellulare mediato da integrine Contatti cellula cellula: proteine transmembrana dette caderine, nella parte citoplasmatica legano microfilamenti (giunzioni aderenti) MIOSINA: MOTORE ASSOCIATO ALL’ACTINA MIOSINA I: tutti i tipi cellulari • MIOSINE idrolizzano ATP e si muovono verso l’estremità + del filamento di actina MIOSINA II: cellule muscolari CONTRAZIONE MUSCOLARE Filamenti di actina e di miosina II a) La miosina si lega all’actina b) Modificazioni di forma della miosina c) Reciproco scivolamento dei due tipi di filamenti Cellule di muscolo scheletrico La miofibrilla è costituita da unità contrattili dette SARCOMERI Contrazione: cambiamenti di forma delle teste miosiniche, in seguito a legame ed idrolisi dell’ATP Occorre calcio Miosina legata, senza ATP Miosina lega ATP e si stacca Miosina idrolizza ATP e cambia conformazione Miosina con ADP legato si lega a altro sito nell’actina Rilascio ADP, miosina si piega di 45° e trascina actina La contrazione muscolare è scatenata da flusso di Ca++ rilasciato dal reticolo sarcoplasmatico • La cellula si muove in risposta a stimoli esterni • Segnali extracellulari controllano la disposizione dei filamenti actinici, agendo su recettori di membrana capaci di legare GTP: famiglie delle proteine RHO 1. COLCHICINA inibisce assemblaggio microtubuli, depolimerizza microtubuli preesistenti 2. TAXOLO stabilizza microtubuli 3. VINBLASTINA e VINCRISTINA depolimerizzano i microtubuli (chemioterapia) 4. FALLOIDINA lega i filamenti di actina e li stabilizza Filamenti intermedi (FI) • Fibre proteiche: resistenza meccanica a cellule e tessuti • Elementi più stabili del citoscheletro • Importanti in cellule soggette a stress meccanici • Ogni proteina ha un dominio centrale ad elica che si avvolge con un altro monomero • Dimero • Tetrameri • Protofilamenti • Filamento intemedio (8 protofilamenti) Desmosoma, tipo di giunzione cellulare, connette i filamenti di cheratina di 2 cellule adiacenti Epidermolisi bollosa simplex: malattia genetica rara, mutazioni geni cheratina Pelle vulnerabile ai danni meccanici, formazione di bolle • FI: fortemente fosforilabili (modifica assemblaggio e distribuzione) • Es. le proteine laminari/disgregazione carioteca • Ruolo nell’architettura intracitoplasmatica: interazioni con mitocondri ed apparato di Golgi Anomalie nell’assemblaggio dei neurofilamenti dei neuroni motori sono state descritte nella sclerosi laterale amiotrofica (SLA, progressiva perdita dei motoneuroni, atrofia muscolare, paralisi e morte)