Citoscheletro

CITOSCHELETRO

Impalcatura presente nel citoplasma → a sua volta composto da citosol (fluido) + componenti

cellulari.

Rete di proteine nella cellula con funzioni strutturali, di movimento, di trasporto, di favorire

segregazioni (es. di cromosomi), resistenza meccanica nell’organizzazione dei tessuti

- FILAMENTI INTERMEDI: proteine fibrose, 10 nm (nome dato per la dimensione)

- MICROTUBULI: 25 nm

- MICROFILAMENTI: 7 nm

FILAMENTI INTERMEDI

Funzione per la stabilità, sono fatti da tante subunità proteiche che si assemblano per formare

un filamento. Monomero → peptide con estremità globulare e regione intermedia a

dominio alfa-elica, non si trova mai in questa forma nella cellula→ la forma minima è il

dimero: strutture monomeriche uguali che si affiancano parallelamente avvolgendosi (hanno

anche stessa direzione).

Per formare il filamento si devono assemblare i dimeri → si associano ma il secondo è

antiparallelo e leggermente sfalsato → che serve per dare stabilità: 2 dimeri formano un

tetramero, 2 tetrameri associati formano una struttura resistente. Il filamento finale è formato

da 8 coppie di tetrameri legati e avvolti (stessa resistenza di un cavo d’acciaio) → gli altri 2

tipi di citoscheletro hanno una struttura molto più dinamica. Ci sono filamenti intermedi

anche a ridosso della membrana nucleare, lo rendono forte e sono strutture di ancoraggio →

caratteristica principale: STABILITA’ CHIMICA, non sono dinamici come gli altri due. I

polipeptidi che partecipano alla costruzione dei filamenti intermedi vengono fosforilati da

chinasi

Nel citoplasma: formano cheratina negli epiteli, vimentina nel connettivo, desimina nella

muscolatura, neurofilamenti nelle cellule nervose. Nel nucleo: formano la lamina nucleare

fibrosa.

I filamenti intermedi conferiscono resistenza meccanica=> sono collegati alle giunzioni che

tengono unite le cellule. Se mancano i filamenti intermedi il tessuto è molto più fragile → es.

patologia epidermolisi bollosa rotture interne ed edemi riempiti da acqua.

MICROTUBULI

Localizzazione:

- Interfase → partono dal centrosoma (MTOC)

- Divisione cellulare → formano fuso mitotico

- Formano ciglia e flagelli in alcune cellule → responsabili del movimento

Sono “tubi” cavi (lume) con all’esterno 13 protofilamenti. Il protofilamento è formato da

dimeri => 2 monomeri di tubulina (alfa e beta sempre uniti perché hanno alta affinità)-->

proteina globulare (come l’actina), la differenza tra questi due sta nella regione dove accoglie

una molecola di GTP: Sito

N per le alfa (non viene liberata) e sito E per le beta (viene idrolizzata), da una parte più

esposta, dall’altra più interna → GTP può essere idrolizzata per liberare energia come ATP.

I microtubuli sono organizzati a livello spaziale e

di differenziamento dal MTOC: centrosoma → a

sua volta fatto da 2 centrioli e dalla matrice che

ha dei buchini da dove si originano i microtubuli.

I buchi sono fatti da timeri di globulina- gamma

=>non fanno parte della parete tubolare ma

favoriscono la formazione di quest’ultima a livello

dei MTOC. (prendono il nome di gamma tubulin

ring complex) => i microtubuli si vanno a

polimerizzare in corrispondenza di questi anelli.

FASI ASSEMBLAGGIO:

La tubulina-gamma è formata da una parte - e una + → il segno è in riferimento

all’allungamento o all’accorciamento (aggiunta o perdita di dimeri), che hanno velocità

diverse (la + è più veloce nell’allungamento) ma si accorciano con la stessa velocità ← in

provetta. Nella realtà la - è bloccata e la + si allunga o si accorcia.

L’allungamento o l’accorciamento dipende dalla concentrazione (disponibilità) dei dimeri,

ma c’è una soglia di concentrazione: sopra si allunga, sotto si accorcia → concentrazione

critica.

C’è INSTABILITA’ DINAMICA→ mantiene una concentrazione costante ma varia di

lunghezza, è in continua polimerizzazione (salvataggio) e depolimerizzazione (catastrofe).

Serve per trovare un bersaglio stabile a cui ancorarsi.

Inoltre le caratteristiche funzionali dei microtubuli dipendono dalle proteine associate - MAP

che influenzano la polimerizzazione della proteina (favorendola).

FUNZIONI:

-Fuso mitotico → trascina cromosoma dopo aver ancorato membrana o cromosoma stesso

(nel centrosoma) => si stabilizza. Prima duplica il MTOC da cui prenderanno origine i

microtubuli.

-Trasporto: nella cellula c’è traffico vescicolare → trasportate lungo “binari” che sono

proprio i microtubuli, lo fanno quando si stabilizzano, qui il microtubulo si deve ancorare ai

capping delle proteine. I microtubuli esplorano la cellula allungandosi => ne consentono il

movimento. MOTORI MOLECOLARI nell’assonema (parte interna di un ciglio)

CHINESINE vanno in centro centrifugo da - a (esterno) + e DINEINE da + a - (interno).

La vescicola ha sia chinesine che dineine, a seconda di quella che si ancora per prima cambia

la direzione → casuale. Quando forma CIGLIA E FLAGELLI es. nella trachea o nelle tube

uterine consente il movimento cigliare (ondulato).

Struttura interna delle ciglia: ci sono 9 coppie di

microtubuli periferici parziali => incomplete, si

completano quando si affiancano al microtubulo

intern, scivolano fra di loro guidati dai bracci di

dineina, dal tubulo A che agganciano il tubulo B

→ movimento correlato all’idrolisi di ATP +2:

coppia centrale + motori molecolari, portano due

bracci uncinati costituiti da dineina

se ancoro i 2 microtubuli (che formano la coppia)

non scorrono ma si torcono, decorrono isolati e distinti

nexina → collega tubuli A

piastra basale → ponti proteici che fissi che costituiscono l'impalcatura microtubolare nell’assonema.

Es. di traffico vescicolare su microtubuli → trasporto assonico: le vescicole raggiungono la

zona presinaptica viaggiando su microtubuli, grazie alla CHINESINA.

MICROFILAMENTI

Rappresentano la forma polimerica (F-actina) dell’actina globulare (G-actina)

Formano il Cortex Cellulare: fitta rete proteica addossata alla

membrana cellulare nelle cellule epiteliali, è costituita da actina.

FUNZIONI: motilità (mitosi, locomozione, contrazione), ruolo

strutturale, di trasporto. Si trova anche nell’anello contrattile

quando le cellule si separano dopo la riproduzione. Per il trasporto

hanno delle proteine motrici (miosina) specifiche che transitano

sopra di loro.

I microfilamenti sono formati principalmente da filamenti di actina → permettono la

contrazione.

FILAMENTO DI ACTINA (F): costituito dall’assemblaggio di monomeri di actina singoli

(G), che è formata da un’estremità + ed un’estremità -.

Polimerizzazione dell'actina→ nucleazione: da monomero a dimero a trimero

La catena polipeptidica che costituisce il monomero di actina globulare al suo interno ha una

molecola di ATP a cui è facile accedere (≠ una delle due molecole di GTP del dimero dei

microtubuli che era incastrata).

Il filamento di F-actina è costituito da 2 file di monomeri globulari avvolti a doppia elica.

L’attivazione del monomero inizia quando c’è un cambiamento conformazionale dovuto

all’occupazione del sito di alta affinità da parte del magnesio