1. 2º Grado Biología
Biología
celular e histología
A U T O R E S :
J u l i o A l b e r t o
F u i l l e r a t
L o p e r a
Francisco Muñoz
M a e s t r e
Alejandro Valle Rodríguez
3. La actina apareció en alguna bacteria ancestral y luego
evolucionó cuando las células eucariontes se
especializaron. Algunos organismos unicelulares, como las
bacterias en forma de bastón, las levaduras y las
amebas, tienen uno o dos genes de actina, mientras que
muchos organismos multicelulares contienen múltiples
genes de ella.
La actina fue observada experimentalmente por primera
vez en 1887 por W.D. Halliburton. No
obstante, Halliburton fue incapaz de efectuar la
caracterización de sus observaciones, y por ello el
descubrimiento se atribuye a Brúnó F. Straub, entonces un
joven bioquímico que trabajaba en el laboratorio de Albert
Szent-Györgyi .La secuencia de aminoácidos fue
completada por Elzinga y colaboradores en1973 y la
estructura cristalográfica de la actina G fue determinada en
William Dobinson Halliburton
fue un biólogos del Reino Unido
reconocido por ser uno de los
fundadores de la bioquímica. Es
conocido por haber sido el
descubridor de algunos
procesos de generación de
proteínas como la actina.
4. El citoesqueleto eucariota muestra algunos componentes de gran
semejanza a lo largo de la escala filogenética, especialmente la actina y la
tubulina. Algunos autores sugieren que la proteína ancestral que dio lugar
al modelo básico de actina eucariota se asemeja a las proteínas del
citoesqueleto bacteriano presentes en la actualidad.
Algunos autores resaltan que la actina, la tubulina y las histonas, un tipo de
proteínas implicadas en la estabilización y regulación del ADN, presentan
similitudes en su capacidad de unir nucleótidos y en su funcionamiento
basado en el aprovechamiento del movimiento browniano; más
aún, sugieren que todos ellos podrían derivar de un ancestro común. Por
tanto, los mecanismos evolutivos diversificaron la proteína ancestral en las
variantes hoy presentes, conservando, entre otras, las actinas como
moléculas eficaces para abordar procesos biológicos antiguos y
esenciales, como la endocitosis.
5. La actina es una familia de
proteínasglobulares que forman los
micrifilamentos, uno de los tres
componentes fundamentales del
citoesqueleto de las células de los
organismos eucariotas. Puede encontrarse
como monomeros en forma
libre, denominada actina G, o como parte
de plímeros lineales denominados
microfilamentos o actina F, que son
esenciales para funciones celulares tan
importantes como la movilidad y la
contracción de la célula durante la división
celular.
6.
7.
8. Los filamentos de actina son
especialmente abundantes y estables en
las fibras musculares. Dentro del
sarcómero (la unidad morfológica y
fisiológica de las fibras musculares) la
actina se dispone en las bandas I y A; en
esta última, se presenta conjuntamente
con la miosina.
La actina como proteína se encuentra tanto en el citoplasma como en el
núcleo celular. Dicha localización está regulada por las vías de
transducción de señales que integran los estímulos que la célula recibe
y que permite la reestructuración de las redes de actina en respuesta a
aquellos.
9. Es una enzima que hidroliza ATP.
El ATP necesita de la actina para mantener su integridad estructural.
Adquiere esta forma eficaz en un proceso de plegamiento.
La actina es la que establece interacciones con otras proteínas.
La miosina es un ejemplo de proteína que une actina.
La vilina, que puede entrelazar la actina en haces o bien cortar los filamentos de
actina, dependiendo de la concentración de catión calcio en su entorno.
Asi forma microfilamentos en un proceso dinámico y proporciona un armazón
que dota a la célula de una forma con posibilidad de remodelarse rápidamente
en respuesta a su entorno o a señales del organismo.
Sobre este armazón se pueden anclar otras enzimas, orgánulos como el
cilio, dirigir la deformación de la membrana celular externa que permite la
ingestión celular o la citocinesis.
La actina también puede producir movimiento.
Por ella misma o ayudada de motores moleculares.
10. El citoesqueleto de actina está organizado en
varias estructuras grandes que se extienden a lo
largo de la célula y que puede cambiar la
morfología celular mediante su ensamblaje y
desensamblaje.
La actina existe como monómeros globulares
llamados actina G y como polímeros
filamentosos llamados actina F.
11. Cada molécula de actina
contiene un ión Mg2+
asociado con una
molécula de ATP o ADP
Hay cuatro estados de
actina:
ActinaG-ATP
Actina F-ATP
ActinaG-ADP
Actina F-ADP
Tropomiosina: Proteína unida a la actina
(Cadenas polipeptidicas)
Troponina: Proteína unida a la actina
(Globular)
12.
13. Es una proteína polipeptídica simple y con
forma globular, está constituida por dos
lóbulos separados por una profunda
hendidura que compone al pliegueATPasa.
TantoATP como ADP afectan a la
conformación de la actina G.
La molécula es funcional cuando posee ADP
o ATP en su hendidura
14. Tiene una estructura
filamentosa en forma
de helice levógira
monocatenaria.
También puede ser una
helice dextrógira
bicatenaria. Esta
formada por
polimerización de
actinaG.
15. La polaridad de los filamentos de actina se puede
demostrar con el microscopio electrónico mediante los
experimentos denominados de "decoración", que
aprovechan la capacidad de la miosina para fijarse en
forma específica a los filamentos de actina. En este tipo
de experimentos se mezcla un exceso de miosina , el
dominio globular que forma la caheza de la
miosina, con filamentos de actina y se permite la unión.
La miosina se adosa a los lados de un filamento con una
ligera pendiente. Cuando todas las subunidades se
unen a la miosina, el filamento aparece recubierto
("decorado") por puntas de flecha, todas orientadas
hacia un extremo del filamento .
Dado que la miosina se fija a los filamentos
de actina y no a los microtúbulos o a los filamentos
intermedios, en las microfotografías electrónicas de
cortes celulares delgados la decoración con puntas de
flecha es un criterio de diferenciación entre los
filamentos de actina y otras fibras del citoesqueleto.
La decoración de miosina y las
proteínas que bloquean los
extremos de actina muestran
velocidades de crecimiento
diferencial en ambos extremos
del filamento de actina.
16. La actina puede adquirir la mayoría de su
estructura terciaria de manera espontánea, el
resto que queda sin plegar tiene un mecanismo
muy complejo, de esta manera se evita la
presencia de monómeros mal plegados los
cuales son tóxicos. Para su plegamiento utiliza
una chaperoina citosolica (la CCT) que se
distingue del resto en que no necesita una co-
chaperona como tapadera sobre la cavidad
central catalítica. Para su correcto plegamiento
necesita la presencia de la prefoldina.
17. Proteínas que favorecen la
polimerización de
Intervienen en la
elongación de los
microfilamentos
Profilina
Faloidinas
GTPasas de la familia de
Ras, como Cdc42, Rac y
Rho
Modelo del papel
complementario de la
profilina y la timosina β4 en
la regulación de la
polimerización de actina G.
18. Proteínas que impiden la polimerización de la
actina en filamentos:
Cofilina
Latrúncula
Timosina β4
19. Proteínas que favorecen la despolimerización
de los filamentos de actina.
Cofilina
Citocasilina D
Gelsolina
Fragmina
Swindholida
21. Proteínas asociadas de la sarcómera
Tinina
Nebulina
Miomesina
Proteina C
Distrofina
22.
23. ORGANIZACIÓN DE LOS MICROFILAMENTO EN LAS
CELULAS NO MUSCULARES:
Redes de microfilamentos
Red de microfilamentos de actina que excluye a los
orgánulos de la membrana plasmática.
Tienen anclados sus sitios de nucleación en zonas
localizadas de la membrana plasmática, llevado a cabo por
el complejo ERM (ezrina, radixina y moesina) que al
activarse por fosforilazion o unión al PIP2 se une a los
microfilamentos de una proteína transmembranosa
(CD44).
• Los filamentos de actina se organizan en haces y retículos mediante
diversas proteínas con enlaces cruzados bivalentes
• Muchas proteínas de enlace cruzado pertenecen a la superfamilia de
dominios CH
24.
25. Haces de microfilamentos:
interacción con miosina I y II
Son grupos de filamentos dispuestos paralelamente y
de diferente longitud que los de las redes.
Para su formación hace falta la proteína
tropomiosina y esta proteína varía de unos tipos
celulares a otros.
Según el tipo de proteínas asociadas se dividen en
dos tipos contráctiles y no contractiles.
26. La miosina es una proteína fibrosa, cuyos
filamentos tienen una longitud de 1,5 µm y
un diámetro de 15 nm, y está implicada en
la contracción muscular, por interacción
con la actina.Es la proteína más abundante
del músculo esquelético. Representa entre
el 60% y 70% de las proteínas totales y es
el mayor constituyente de los filamentos
gruesos.
Estructura y Composición
La miosina es una ATPasa, es decir, hidroliza el ATP para formar ADP y Pi, reacción que
proporciona la contracción muscular.
La miosina está compuesta de 2 cadenas pesadas idénticas, y 4 cadenas livianas. La molécula
tiene una región globular de doble cabeza unida a una larga cadena helicoidal de doble hebra.
Cada cabeza se une a dos diferentes cadenas ligeras.
Todas las miosinas tienen la secuencia:
Gly - Glu - Ser - Ala - Gly - Lys – Thr
27.
28. Miosina II : molécula formada por dos cadenas pesadas y cuatro ligeras.
Es necesaria para la formación de haces contráctiles, como los de las fibras
de tensión. La GTPasa facilita esta formación y la tripsina divide a la
miosina en dos partes: meromiosina ligera y meromiosina pesada;
Esta molécula muestra más variación entre especies que la actina, por lo
que ha evolucionado mucho.
Las cabezas de la miosina se desplazan hacia el extremo – por la
interacción con los filamentos de actina y cada serie se desliza en dirección
contraria (polaridad opuesta) tendiendo a entrecruzarse los filamentos.
Como el extremo + de cada serie está anclado en una placa de
fijación, estas se van acercando una a otra produciéndose una contracción.
Para que actúe la miosina II es necesario que antes sea fosforilada y esto
activa a la miosina cambiando la configuracion. La quinasa Rho favorece
la contracción bien directamente o indirectamente.
La velocidad del movimiento de las cabezas varía mucho entre células
29. Se encuentran en las microvellosidades y en los y en algunas células se
encuentra en los firoblastos. Su formación esta favorecida por Cdc42.
Todos los filamentos se disponen con la misma polaridad y se asocian a la
miosina I y a proteínas como la fimbrina o la villina a veces.
Miosina I (minimiosina): molécula con una cabeza globulada, por la que
se une a los filamentos de la actina, y por una cola que se une a un
fosfolipido de una membrana plasmática o citoplasmática y no polimeriza
en filamentos. Carece de la larga cadena α helicoidal y se relacina con
haces no contráctiles de filamentos de actina conectando los filamentos
más periféricos a la membrana plasmática, a una vesícula o a otro
filamentos (raro). Da estabilidad pero puede participar en movimientos
celulares.
La fimbrina
La villina
30.
31.
32. TIPOS DE MIOFILAMENTOS:
Delgados: microfilamentos de actina con la organización molecular
constituidos mayormente por actinina (forma el 22% de la proteína
muscular). Hay tres tipos de actinina:
- α (con 4 variedades: una exclusiva del musculo estriado esquelético; otra
del cardiaco; otra del musculo liso vascular y otra del no vascular) y
β y γ: se encuentran tanto en las células musculares como en las no
musculares
En la doble hélice de actina que forman los miofilamentos delgados se les
adosan moléculas de tropomiosina que forma una barra que se extiende a
lo largo de 8 monomeros de actina G y se disponen de forma continuada y
en los puntos donde se unen una a la otra se forma troponina (comprende
tres complejos Troponina C, Troponina T y Troponina I.
El crecimiento de cada filamento esta limitado por la proteína de
coronación (extremo +) en las líneas Z y por la tropomodulina (extremo -)
dentro de la sarcomera.
33. Gruesos
formados por el ensamblaje de moléculas de miosina II, forman parte de
las bandas A. Cada miofilamento esta formado por 225 misinas (en los
vertebrados) que se disponen en parejas separadas unas de las otras por
14.3nm y tienen las cabezas giradas 120ºy las cabezas están inclinadas
hacia la línea Z mas próxima y la parte central del mifilamento carece de
cabezas y forma la banda L o pseudo-H.
Las longitudes de ambos filamentos difieren en los distintos grupos
zoológicos y los gruesos incluso difieren en el espesor mientras que los
delgados mantienen su espesor en toda la escala zoológica.
Discos Z (componentes de la linea Z)
Forman los limites de la sarcomera y en ellos se anclan los filamentos de
actina en su extremo +, posee una estructura compleja de interpretación
controvertida y posee proteína de coronación y actinina α. La vinculina no
es un componente general
34. Diagrama de un sarcómero del músculo esquelético que muestra la ubicación
de las proteínas de cubierta.
CapZ (verde) recubre los extremos (+) de los filamentos delgados. ubicados en los discos
Z que separan los sarcómeros adyacentes.
La tropomodulina (amarillo) recubre los extremos (-) de los filamentos delgados y se
ubica próxima al centro del sarcómero.
La presencia de estas dos proteínas en extremos opuestos de un filamento delgado impide
la disociación de las subunidades de actina durante la contracción muscular.
35. Los miofilamentos de son generalmente mas largos que los del musculo estriado y
la principal es del tipo α, aunque también hay actinas β y γ. Poseen tropomisina y
dispone de dos proteinas que limitan el movimiento de la actina: caldesmon y
calponina , hay además unas zonas densas que constituyen placas de fijación.
Carecen de troponina y sus medidas difieren entre vertebrados e invertebrados.
No hay unanimidad entre como se disponen las moléculas de miosina para
configurar el filamento y existen diversos modelos.
La miosina del musculo liso y de las células no musculares hicrolizan al ATP diez
veces mas lento que las del musculo estriado y su contracción es mas lenta. El
papel de las otras dos troponinas lo desempeñan el caldesmon y la calponina
unidas a la tropomiosina.
La fosforilacion supone cambio de configuración de la miosina. La miosina del
musculo liso solo formaría filamentos gruesos que son inestables y no se observan
bien al microscopio
36. La actina F combina las cualidades de ser resistente y
dinámica. En los filamentos de actina los monómeros se
ensamblan por enlaces débiles de tipo no covalente. Esto, que
en principio debilita la estructura, ya que se podría romper
por agitación térmica, se soluciona mediante los enlaces
laterales con los monómeros vecinos. Al mismo tiempo, los
enlaces débiles mantienen la ventaja de que los extremos del
filamento pueden liberar o incorporar fácilmente
monómeros, de manera que se pueden remodelar rápidamente
y cambiar la estructura celular de la que son responsables en
respuesta a estímulos ambientales. Esto último y el
mecanismo bioquímico por el que se efectúa es lo que se
conoce como "dinámica de ensamblaje".
37. Los estudios de la dinámica de adición y
pérdida de subunidades de los
microfilamentos se han realizado in vitro
debido a que el polímero de actina resultante
da lugar a la misma actina F producida in
vivo, donde este proceso está controlado por
multitud de proteínas para responder a las
necesidades celulares, de modo que sería
muy difícil observar sus condiciones básicas
38. La polimerización in vitro de los filamentos de
actina se efectúa en una secuencia fases:
FASE DE ACTIVACIÓN
FASE DE NUCLEACIÓN
FASE DE ENLONGACIÓN
FASE DE EQUILIBRIO ESTACIONARIO
39. El curso temporal de la reacción de
polimerización in vitro (curva naranja)
muestra el período de latencia inicial. Si
se agrega algún fragmento de filamento
de actina al comienzo de la reacción. para
actuar como núcleo. de inmediato
prosigue la reacción sin período de
latencia (curva violeta).
40. La unión e intercambio de cationes divalentes
en lugares específicos de la actinaG, unido a
ATP, producen un cambio
conformacional, conocido a veces como
ActinaG* o monómero de actina F
41. La actinaG da lugar a pequeños fragmentos
inestables de actina F capaz de polimerizar.
Inicialmente se forman dímeros y trímeros de
manera inestable.
42. Cuando el número de dímeros y trímeros es
lo suficientemente grande en la que el
filamento se forma y crece rápidamente
mediante la adición reversible de nuevos
monómeros a ambos extremos.
43. Los monómeros de actina G se intercambian en los
extremos del microfilamento sin que varíe la longitud
total del polímero. En esta última fase se define la
«concentración crítica Cc» como la relación entre las
constantes de ensamblaje y desensamblaje y representa
la concentración de actina G en la cual la dinámica de
adición y eliminación de monómeros no produce una
modificación en la longitud del microfilamento. En las
condiciones usuales in vitro, Cc es de 0,1 μM, lo que
significa que a valores mayores se da una polimerización
y a valores menores, una despolimerización.Una vez
incorporados los monómeros de actina G-ATP en un
filamento, elATP fijado se hidroliza lentamente a ADP.
44. El llamado "ciclo de la actina“, que liga la hidrólisis a la
polimerización, consiste en la adición de monómeros
deActina G-ATP creando un flujo de monómeros
hacia el extremo en punta de flecha en lo que se
conoce como "trenzamiento" donde los monómeros
estarían en forma de Actina F-ADP y serían
liberados, intercambiando posteriormente esteADP
porATP y cerrando de ese modo el ciclo.
Poco después de la adición, se produce la hidrólisis del
ATP de forma relativamente rápida. No se libera el Pi
resultante, sino que permanece un tiempo unido no
covalentemente a la actina ADP, con lo cual existirían
tres especies de actina en un filamento: ATP-
Actina,ADP+Pi-Actina y ADP-Actina.
45. Si comparamos los filamentos de actina-ADP puros con
aquellos que incorporan ATP, en los primeros las constantes
críticas son similares en ambos extremos, mientras que en
los otros dos nucleótidos la Cc es diferente, siendo mayor en
el extremo (+), con lo cual se dan las siguientes situaciones:
Para concentraciones de actina G-ATP menores a la
concentración crítica del extremo (+) no se produce la
elongación del filamento.
Para concentraciones de actina G-ATP mayores que la
concentración crítica del extremo (-) pero menores a la
concentración crítica del extremo (+) la elongación se da en
el extremo (+).
Para concentraciones de actina G-ATP mayores que la
concentración crítica del extremo (-) el microfilamento
crece en ambos extremos.
46. Hidrólisis
La energía de la hidrólisis se utiliza para crear
un verdadero "estado estacionario", es
decir, de un flujo en lugar de un simple
equilibrio, lo cual dota de
dinamismo, polaridad y fuerza de tracción al
filamento, lo que justifica el gasto por la
ganancia de funciones biológicas esenciales.
47. Los filamentos de actina crecen con mayor rapidez
en el extremo (+) que en el extremo (-)
Las velocidades de crecimiento desiguales se
demuestran mediante un experimento simple, que
utiliza filamentos de actina decorados con miosina
como núcleos de polimerización de actina G.
Observados con el ME los filamentos elongados
presentan secciones desnudas en ambos
extremos, correspondientes a la actina G
agregada, no decorada. La actina recién
polimerizada (no decorada) es 5-10 veces más larga
en el extremo (+) del filamento que en el (-).
48. La polimerización de actina G in vitro para
formar filamentos de actina F puede
monitorizarse por :
Viscosimetría
Sedimentación
Espectroscopia de fluorescencia
Microscopia de fluorescencia
49. Cuando los filamentos alcanzan una longitud suficiente para
entremezclarse aumenta la viscosidad de la solución
La prueba de sedimentación se basa en la capacidad de la para
obtener un sedimento de actina F, pero no de actina G.
El tercer ensayo utiliza actina G unido por enlaces covalentes con
un colorante fluorescente; el espectro fluorescente de actina G
varía cuando se polimeriza a actina F.
Por último, el crecimiento de un filamento marcado puede
observarse con un microscopio de fluorescencia. Estos ensayos
son útiles para los estudios cinéticos de polimerización de la
actina y durante la purificación de proteínas fijadoras, que
establecen enlaces cruzados o despolimerizan los filamentos de
actina.
50. MÚSCULO LISO:
La contracción del musculo liso sigue el mismo
modelo que el de los haces contráctiles de
filamentos de actina de las células no
musculares. Los miofilamento de miosina se
disponen en dos series de miofilamentos de
actina con polaridades opuestas e
interaccionana con ellos, producciendose un
deslizamiento de cada serien en dirección
contraria a la otra, entrecruzándose los
filamentos.
51. MÚSCULO ESTRIADO:
El proceso global se dispara mediante una señal externa.
Cuando una celula muscular recibe estimulación nerviosa, esta libera
calcio del retículo endoplasmatico liso (reticulo sarcoplastico) y su
concentración citosolica varia.
Los iones liberados de Ca 2+ entran en contacto los miofilamentos y se
unen a la troponinaC cambiando la configuración de las troponinas, la
merimiosina pesada se levanta y las cabezas de miosina se unen a la
actina en el punto mas cercano, tirando de ellas y acercándolas a la línea
M. las cabezas de cada mitad del miofilamento grueso se orientan en
sentidos opuesto por lo que los miofilamentos delgados tienden a
coincidir en el centro de la sarcomera.
El deslizamiento producido en el filamento fino por una cabeza de
miosina es insuficiente y se requiere de la actividad cooperatica de otros
filamentos gruesos.
52. La actina es una enzima que hidroliza el
ATP, es decir es una ATPasa. Necesita una
conformación cerrada y los residuos tienen
que estar a una distancia determinada. El
Glu137 es una de los residuos clave. La
función del Glu137 es anclar la molécula de
agua, la cual produce un ataque nucleofílico
al enlace del fosfato de la molécula deATP
haciendo que el nucleótido se ancle a la
cadena.
53. La principal función de la actina es el
movimiento tanto celular como de orgánulos
aunque también está implicada en procesos
de crecimiento así como en la última fase de
la división celular, entre otros.
54. Es un ejemplo de movimiento en el que
actúa la actina. Las amebas logran su
desplazamiento emitiendo un gran
seudópodo hacia delante arrastrando
consigo su citoplasma, este seudópodo
forma a una corriente del endoplasma en
sentido de atrás hacia delante.
El seudópodo logra avanzar gracias a que
bajo la corteza gelificada fluye el
endoplasma. Al llegar el endoplasma al
extremo del seudópodo se gelifica, así
como la parte posterior de la célula pasa
de ectoplasma a endoplasma.
Movimiento ameboide
55. Se produce por lamelipodios, de estos salen numerosas
prolongaciones digitiformes muy finas llamadas
filopodios, los cuales no se llegan a poner en contacto con el
sustrato , en cambio el lamelipodio forma una placa de
adhesión o fijación con el sustrato. Este movimiento es un
movimiento de haces a redes de filamentos, cuando la
célula está adherida al sustrato la actina junto con la
tropomiosina siguen una línea recta. Estos haces son
contráctiles, unos filamentos se anclan por su extremo + en
placas de fijación situadas bajo la membrana plasmática, y
otras se disponen en la dirección contraria con el extremo +
anclado en placas de fijación en el interior del citoplasma.
Cuando la célula empieza a moverse los haces de
microfilamentos se transforman en redes, este cambio se
produce en todo el citoplasma y conlleva que la
tropomiosina abandone los filamentos de actina. La célula
emite lamelipodios para avanzar y despegarse del sustrato .
ANIMACIÓN
Movimiento de células en cultivo
56.
57. Los filopodios son proyecciones
cilíndricas muy delgadas Son
característicos de los conos de
crecimiento axonico y en algunos
fibroblastos. Pueden crecer de dos
maneras por polimerización de la
actina por el extremo +, al crecer
empujan la membrana plasmática
y arrastran algunos componentes
celulares y también pueden crecer
por despolimerización de los
microfilamentos debido a la
minimiosina que los une a la
membrana plasmática.
Crecimiento de los filopodios
58.
59. Ocurre al final de la mitosis y la
meiosis.
Consiste en la estrangulación de
las células por el plano
ecuatorial, en esta zona se
observa un material denso que
contiene actina. El anillo contráctil
se contrae hasta dividir la célula en
dos. En este anillo hay tanto
actina alpha como miosina II. La
división ocurre porque la actina
forma dos espirales, entre las que
se intercalaría la miosina, que se
irían contrayendo por
deslizamiento de la actina sobre la
miosina.
Citocinesis
60. Otros procesos en los que estan
implicados son:
El mantenimiento de la estructura de las
microvellosidades.
En cuanto a la fusión de orgánulos como las vesículas
con el órgano diana, aunque aún no está probado que
intervenga la actina.
También está implicada en el desplazamiento de
receptores de membrana, que se encuentran conectados
por microfilamentos a haces de micro túbulos
subyacentes a la membrana plasmática.
La ciclosis ocurre en las celulas vegetales y consiste en
corrientes citoplasmaticas que hacen girar el
citoplasma alrededor de la vacuola, en este movimiento
interviene la actina.
61. Existen seis genes diferentes que codifican la
actina, de los cuales dos están relacionados con
el citoesqueleto como son el ACTB y el ACTG1 y
el resto esta n relacionados con diferentes tipos
de musculo, como el musculo liso cuyo gen es el
ACTA2, el musculo esquelético codificado por el
gen ACTA1, el musculo liso entérico ACTG2 y el
musculo cardiaco ACTC1. Una mutación en
cualquiera de estos genes producen
miopatías, varían el tamaño y la función cardiaca
y sordera.
62. El gen ACTA1 codifica la forma α de la actina
humana y se expresa mayormente en el
musculo esquelético, pudiendo estar presente
también en el musculo cardiaco y la glándula
tiroides. A día de hoy se conocen 116
mutaciones, las cuales son mayormente por
sustitución puntual de aminoácidos y
producen varios tipos de miopatías como son
la nemalinica y la miopatía con exceso de
filamentos (CM), entre otras.
63. Los genesACTG2 y ACTA2 se expresan en el
musculo liso. El ACTG codifica la isoforma
más larga de la actina y aun no se han
encontrado mutaciones que afecten a dicho
gen. En cuanto al gen ACTA2 codifica una α
actina que se localiza únicamente en el
musculo liso, se han encontrado varias
mutaciones de este gen que producen
aneurismas de aorta torácica, cardiopatía
isquémica y la enfermedad de Moyamoya.
64. EL gen ACTC1 es el gen encargado de
codificar la isoforma α presente en el musculo
cardiaco, una mutación en este gen implica
una disfunción cardiaca como la
miocardiopatía dilatada o la miocardiopatía
hipertrófica también se han encontrado
mutaciones que conllevan la miocardiopatía
restrictiva idiopática infantil.
65. ACTB se expresa en el citoplasma y es un
locus muy complejo que codifica la beta
actinas.Al ser muy complejo sus productos se
pueden encontrar en el citoplasma, el
complejo NuA4histona-aciltransferasa, y el
núcleo y por ello también se ha asociado a
varios procesos patológicos como carcinomas
y malformaciones del sistema nervioso entre
otras. Una mutación en este gen puede
causar hemangiopercitoma y la distonia de
debut juvenil
66. ElACTG1 es un locus que codifica la γ actina
citosolica, la cual es responsable de la
formación e los microfilamentos del
citoesqueleto. La β actina y las secuencias de
este locus son muy parecidas lo cual implica
que hayan surgido de una secuencia ancestral
que se duplico y sufrió conversión génica. Las
mutaciones que pueden aparecer en este
locus se han asociado a amiloidosis, retinitis
pigmentosa y enfermedades renales.
67. Nanotecnología: las aplicaciones generales: transporte dirigido de moléculas
para lograr su liberación en lugares concretos ensamblaje de nanoestructuras de
forma controlada (chips de investigación, lab-on-a-chip, nanocomponentes
mecánicos y nanotransformadores de energía mecánica en eléctrica).
Control interno en técnicas de biología molecular: en los estudios de
cuantificación de proteínas (western blot) y de transcritos (PCR en tiempo real)
suele realizarse además de la cuantificación del gen de interés la de un gen de
referencia, como la mencionada actina. Dividiendo la cantidad del gen de interés
por la de la actina es posible obtener una cantidad relativa comparable entre
distintos experimentos, mientras no varie su expresion.
Clínica: detección de los alelos de la actina causantes de patologías y como
marcador de la atrofia ( provoca disminución de su nivel en el muscilo)
Tecnología de los alimentos: determinación de la calidad de algunos alimentos
procesados (embutidos).
68. Durante la coagulación sanguínea, se producen
complicados reordenamientos del citoesqueleto en las
plaquetas activadas, las cuales cambian espectacularmente
la forma celular y promueven la formación del coágulo.
El citoesqueleto de una plaqueta no activada consiste en
un círculo de microtúbulos (la banda marginal), un
esqueleto de membrana y un retículo citosólico de actina.
El esqueleto de membrana en las plaquetas es similar al
esqueleto cortical en los eritrocitos. Una diferencia crítica
entre los citoesqueletos de las plaquetas y los eritrocitos
es la presencia de un segundo retículo de actina en las
plaquetas, el cual está organizado en un gel tridimensional
por uniones cruzadas de filamina. El gel llena el citosol de
una plaqueta y está anclado por filamina a un complejo de
glucoproteínas de la membrana de la plaqueta. A través
del complejo de glucoproteinas y los receptores de
integrinas, las fuerzas generadas durante el
reordenamiento del citoesqueleto de actina en las
plaquetas puede transmitirse al coágulo en desarrollo.
69. Un caso curioso es el
rigor mortis.
El rigor mortis es el agarrotamiento
de las articulaciones en cadáveres.
Esto se debe a que el corazón se
para, dejando de bombear sangre al
resto del organismo. Con ello la
circulación sanguínea se para, y
como consecuencia termina el
intercambio de gases y la captación
de oxígeno, una molécula esencial
para la formación del ATP. Ya que
no se puede formar ATP , provoca
que no exista la relajación
posterior. A las 72 horas se para el
rigor mortis debido a que el cuerpo
entra en descomoposición.
