IL CITOSCHELETRO

1. IL CITOSCHELETRO

2. Microtubuli: tubulina Microfilamenti: actina • Filamenti intermedi: proteine fibrose. Es cheratina

3. Microtubuli: tubi proteici cavi Dimeri di tubulina protofilamento 13 protofilamenti= 1 microtubulo estremità + (tub ) accrescimento rapido estremità - accrescimento lento

4. Microtubuli strutture dinamiche possono crescere o accorciarsi- INSTABILITA’ 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 (-)

5. I microtubuli si formano dalCentro organizzatore dei microtubuli Complessi ad anello di tubulina  Materiale pericentriolare e centrioli

6. Centrioli coppia di cilindri cavi perpendicolari, fatti da 9 triplette di microtubuli Duplicati prima della divisione cellulare, formano il fuso mitotico

7. I microtubuli si allungano e si accorciano I microtubuli posizionano gli organelli

8. MAPs: proteine associate ai microtubuli • Proteine stabilizzatrici: MAPs • Proteine destabilizzanti: depolimerizzano i mts • Proteine associate all’estremità +: stabilizzano i mts, impedendo idrolisi di GTP

9. Un mt neoformato persisterà se: estremità - è protetta dal centro organizzatore estremità + da proteine cappuccio che sono nel cortex cellulare

10. Proteine motrici: Chinesine e dineine • Trasporto vescicole ed organelli • separazione cromosomi nella mitosi • movimenti ciglia e flagelli

11. Le proteine motrici trasportano carichi lungo i microtubuli • Chinesine posizionano il RER, lisosomi • Dineine posizionano l’apparato di Golgi

12. Dineine citoplasmatiche: omodimeri di catene pesanti con 2 grandi domini motori come teste Dineineassonemali: eterodimeri ed eterotrimeri con 2 o 3 domini di testa; coinvolte nello spostamento veloce di microtubuli nelle ciglia

13. Ciglia e flagelli: microtubuli stabilizzati

14. Flagelli: 1 raramente più di 1 Ciglia: corte e numerose Stessa organizzazione strutturale: ASSONEMA Spermatozoo umano Protozoo flagellato Epitelio ciliato

15. CIGLIO Movimento a frusta FLAGELLO Movimento a serpentina

16. 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

17. Le braccia di dineina “camminano” lungo il doppietto adiacente e fanno flettere la struttura Attività ATPasica

18. Microtubuli e fuso mitotico Prima della mitosi il CENTROSOMA si raddoppia In mitosi: riorganizzazione dei microtubuli

19. MICROFILAMENTI

20. Microfilamenti • actinaed altre proteine associate • Actina: forma G, globulare, o F filamentosa • La polimerizzazione da G a F richiede ATP e ioni Mg2+, K+

21. 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)

22. L’actina lega ATP o ADP • L’idrolisi dell’ATP favorisce la depolimerizzazione

23. 60 famiglie di proteine regolano la polimerizzazione e l’assemblaggio del microfilamenti Es. distrofina che lega i filamenti di actina a proteine trans-membrana

24. Es. Arp centro di nucleazione per le diramazioni Cellule che migrano!

25. MICROVILLI

26. Movimento ameboide Movimento basato sui microfilamenti Amebe, macrofagi, cellule embrionali, cellule metastatiche

27. La migrazione nelle cellule animali si basa su filamenti actinici Fibroblasto in coltura, sono evidenti filopodi e lamellipodi

28. Lamellipodi: estensioni dinamiche durante il movimento

29. Contatti focali: attacco tra filamenti di actina e matrice extracellulare mediato da integrine

30. Contatti cellula cellula: proteine transmembrana dette caderine, nella parte citoplasmatica legano microfilamenti (giunzioni aderenti)

31. MIOSINA: MOTORE ASSOCIATO ALL’ACTINA MIOSINE idrolizzano ATP e si muovono verso l’estremità + del filamento di actina MIOSINA I: tutti i tipi cellulari MIOSINA II: cellule muscolari

32. Filamenti di actina e di miosina II La miosina si lega all’actina Modificazioni di forma della miosina Reciproco scivolamento dei due tipi di filamenti CONTRAZIONE MUSCOLARE

33. Cellule di muscolo scheletrico La miofibrilla è costituita da unità contrattili dette SARCOMERI

34. Contrazione: cambiamenti di forma delle teste miosiniche, in seguito a legame ed idrolisi dell’ATP Occorre calcio

35. 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

36. La contrazione muscolare è scatenata da flusso di Ca++ rilasciato dal reticolo sarcoplasmatico

37. 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

38. COLCHICINA inibisce assemblaggio microtubuli, depolimerizza microtubuli preesistenti • TAXOLOstabilizza microtubuli • VINBLASTINA e VINCRISTINAdepolimerizzano i microtubuli (chemioterapia) • FALLOIDINA lega i filamenti di actina e li stabilizza

39. Filamenti intermedi (FI)

40. Fibre proteiche: resistenza meccanica a cellule e tessuti Elementi più stabili del citoscheletro Importanti in cellule soggette a stress meccanici

41. Ogni proteina ha un dominio centrale ad  elica che si avvolge con un altro monomero • Dimero • Tetrameri • Protofilamenti • Filamento intemedio (8 protofilamenti)

42. Desmosoma, tipo di giunzione cellulare, connette i filamenti di cheratina di 2 cellule adiacenti

43. Epidermolisi bollosa simplex: malattia genetica rara, mutazioni geni cheratina Pelle vulnerabile ai danni meccanici, formazione di bolle

44. FI: fortemente fosforilabili (modifica assemblaggio e distribuzione) Es. le proteine laminari/disgregazione carioteca Ruolo nell’architettura intracitoplasmatica: interazioni con mitocondri ed apparato di Golgi

45. 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)