MICROFILAMENTI
Contrattilità delle cellule muscolari
Processi microscopici al margine guida di un assone
Solco di clivaggio
Sviluppo e mantenimento forma cellulare
Struttura dei microvilli
Corteccia cellulare
Il costituente proteico fondamentale dei microfilamenti:
L’actina è una proteina molto abbondante presente in tutte le
cellule eucariotiche, incluse quelle di piante, alghe e funghi.
Dei tre tipi di proteine citoscheletriche, l’actina è quella più
conservata nell’evoluzione.
ACTINA G
375 aa
PM 42.000Da
Sulla base dell’omologia di sequenza, le actine
possono essere divise in due gruppi principali:
1) Le ACTINE MUSCOLO-SPECIFICHE (actine α)
2) Le ACTINE NON MUSCOLARI (actine β e γ):
localizzate in regioni diverse della cellula.
Dimostrazione della polarita’ dei microfilamenti di actina
Estremità
appuntita
Estremità
sfrangiata
ASSEMBLAGGIO DEI MICROFILAMENTI DI ACTINA
¾ nucleazione (lenta)
¾ allungamento (veloce)
Estremità
appuntita
Estremità
sfrangiata
La polarità fa sì che i monomeri di
actina G siano aggiunti e sottratti
più rapidamente all’estremità
positiva
e
più
lentamente
all’estremità negativa.
Dunque quando le condizioni di
attacco dei monomeri sono
favorevoli
ad
entrambe
le
estremità, quella positiva cresce
più velocemente di quella negativa.
La formazione, la stabilità e la degradazione dei
microfilamenti sono regolate da:
concentrazione dell’actina G-ATP
proteine che legano l’actina
proteine che legano l’actina
9Proteine che sequestrano i monomeri timosina β4 lega l’actina G
9 Proteine che polimerizzano i monomeri profilina
9Proteine che depolimerizzano i filamenti ADF/cofilina che lega
actina G-ADP
9 Proteine che bloccano l’estremità CapZ
9Proteine di nucleazione complesso Arp2/3
proteine che legano l’actina
9 proteine di nucleazione complesso Arp2/3
I filamenti di actina si organizzano come fasci e come reticoli
Es. di filamenti reticolari: trama terminale e corteccia cellulare
La corteccia cellulare: sostiene la m.plasmatica, conferisce rigidità alla superficie cellulare e facilita
i cambiamenti di forma e movimento cellulare.
Nei microvilli i filamenti di actina sono organizzati in fasci
Fimbrina
Villina
Miosina I
proteine che legano l’actina
9 Proteine che sequestrano i monomeri timosina β4 che lega la
actina G
9 Proteine che polimerizzano i monomeri profilina
9Proteine che depolimerizzano i filamenti ADF/cofilina che lega
actina G-ADP
9 Proteine che bloccano l’estremità CapZ
9 Proteine che formano legami crociati filamina, villina e fimbrina
9 Proteine che legano la membrana (es. miosina)
Anche per svolgere importanti funzioni (es.
movimento cellulare e solco di clivaggio) i
microfilamenti devono essere collegati alla
membrana plasmatica.
LE PROTEINE CHE COLLEGANO L’ACTINA CON LA MEMBRANA
Anche in una cellula in movimento ritroviamo una diversa
organizzazione dei filamenti di actina in fasci o reticoli
(capZ)
(filamina)
(timosina β4)
(Arp2/3)
(fimbrina,
villina)
(profilina)
(miosina)
(ADF/cofilina)
(gelsolina)
I filamenti intermedi
• si trovano solo negli organismi multicellulari
• sono le strutture più stabili e meno solubili del citoscheletro
• non sono polarizzati
• differiscono
tessuto
profondamente in composizione aa da tessuto a
Tutti i FI hanno caratteristiche comuni, sono prodotti
di una famiglia di geni correlati. Sono proteine fibrose.
I filamenti intermedi conferiscono resistenza
meccanica ai tessuti. Ad esempio nelle cellule
epiteliali i tonofilamenti costituiti da cheratina sono
connessi a placche chiamate desmosomi ed
emidesmosomi.
Un esempio di filamenti intermedi come strutture
dinamiche: nella lamina nucleare, le lamine A, B e
C sono fosforilate e si disorganizzano nel momento
in cui parte dell’involucro nucleare si disgrega
durante la mitosi.
Dalla ricerca di base nascono spesso applicazioni
interessanti.
La tipizzazione dei filamenti intermedi per la diagnosi
delle neoplasie
Difetti a carico dei filamenti intermedi si sospettano anche in
alcune patologie
Sclerosi Laterale Amiotrofica=aggregazione
trasporto assonale=morte dei neuroni.
dei
NF=blocco
Mutazioni nel gene della cheratina=sensibilità alla pressione
meccanica (es. problemi per la nutrizione nel neonato)
Miopatia correlata con la desmina=debolezza dei muscoli, aritmie
cardiache fino alla paralisi cardiaca
L’integrazione meccanica tra i vari componenti del citoscheletro è resa possibile da
specifiche proteine di connessione appartenenti alla famiglia delle plachine (es.
plectina, desmoplachina)
MT
FI
