filamento intermedios, Apuntes de Biología Celular

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Filamentos Intermedios

Filamentos intermedios: Generalidades • Fuertes “cuerdas” moleculares implicadas en tensionesintracelulares. Necesarias para estabilizar células animalesque carecen de paredes • Integridad estructural de céls y tejidos y contribuyen a laorganización celular (pelo, uñas son EC muertas llenas deFI) • 10 nm Ø, aparecen en citoplasma y en EN interna de célsanimales (no en hongos o plantas) • Aunque filogenéticamente relacionados, bioquímicamenteheterogéneos (especifidad celular) • Ni polaridad, aunque intercambian subun, ni motoresasociados • Dinámicos pero mucho más estables que MF y Mtbs • En humanos 70 genes distintos en 5 grandes familias, másde 40 patolologías asociadas a sus alteraciones • Molécula: dominio cilíndrico en

α -hélice de ~310 residuos

flanqueado por –NH

+^ -^ y –COO^ no helicoidales de distintos 3

tamaños característicos de cada FI

• Hermann et al ’07Nature Rev Mol Cell Biol8,

Los FI se ensamblan a partir de subunidades diméricas1)^ Se forma un dímero que mantiene juntas las unidades a nivel del cilindrocentral enrollándose las 2 unidades

2. A continuación se asocia otro dímero con orientación opuesta

3. Los tetrámeros se asocian extremo a extremo formando largos protoF4) 4 protoF se asocian en un Protofibrilla, y5) 4 protofibrillas generan el filamento intermedio de 10nm (un FI tiene, portanto, 16 protoF)Como los tetrámeros son simétricos el FI no tiene polaridadLos mecanismos de ensamblaje son poco conocidos:- Primero asociación lateral rápida y luego elongación más lenta exceptoen las laminas que ocurren simultáneamente

Table 16-1^ Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science 2008)

Algunas características de losFilamentos Intermedios- I • Keratinas las más diversas (50 genes enhumanos) • Diferente patrón de expresión en diferentesepitelios y en distintos estadios del mismo(regulación asociada a diferenciación) • Asociadas a desmosomas (unión entre EC)y a hemidesmosomas (ECM) • Proporcionan cierta organización a losorgánulos y participan en la traducción deseñales celulares

Algunas características de losFilamentos Intermedios- II • Vimentina, GFAP, Desmina (Céls musculares):- M. liso: unen cuerpos electrodensos que tb unenmiofibrillas contráctiles- M. esquelético: Una banda de desmina rodea lasarcómera, envuelven el disco Z y lo conectan a laMP mientras filamentos longitudinales, queatraviesan los discos Z conectan con las bandas yrelacionan las sarcómeras próximas • La desmina no participa en la contracción pero síen el mantenimiento de la integridad de lasarcómera. Ratones Tg sin desmina el disco Zestá mal organizado y la localización y morfologíade las mitocondrias tb alteradas

Figure 16-22^ Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science 2008) Proyecciones entreNeurofilamentos

GFAP

Algunas características de losFilamentos Intermedios- IV• Laminas proporcionan resistencia y soporte a la EN: Forman una redbidimensional entre cromatina y cara interna EN, participando en laorganización de la primera y en el espaciado de los poros. Conectancon proteínas de la envuelta externa y con el citoesqueletocitoplásmico y la ECM • Genes laminas son los progenitores de los de los otros FIcitoplásmicos que han evolucionado por duplicación y diversificación • 3 genes (humanos); 1 para el tipo A y el C, y 2 para el B, que parece serel primordial presente en todas las céls • Lamina B sufre isoprenalización post-sintética y se une a la ENmediante proteínas como Emerina y LAP-2 (lamin-associatedpolypeptides) • Durante mitosis hiperfosforilación y desensamblaje y en telofase, trasdefosfolización, ensamblaje junto con EN

FI son dinámicos

• Subun FI están en equilibrio dinámico con las de los F ensamblados - Keratin tipo I marcada con biotina e inyectada fibroblastos se incorpora alas 2 horas en FI pre-existentes

Defectos en Laminas y Keratinasproducen enfermedades •^ 230 mutaciones del gen lamina A humana producen al menos13 enfermedades, entre ellas:- distrofia muscular de Emery-Dreifus- cardiomiopatía dilatadora •^ Mutaciones en la Emerina: Otras formas de distrofia muscular •^ Alteraciones en el procesamiento del mRNA lamina A generauna molécula con un –COO

-^ deficiente: envejecimiento prematuro (síndrome de Hutchison-Gilford) • Mutaciones en GFAP: Enfermedad de Alexander • Las patologías aparecen en distintos momentos de la vida (FInormales cambian a lo largo de ella):- Keratina, al nacimiento- Desmina o lamina A a los 20-30 años- Epidermolisis mejora con la edad