Processi microscopici al margine guida di un assone Solco di clivaggio

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1 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

2 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 Da

3 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.

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5 Dimostrazione della polarita dei microfilamenti di actina Estremità appuntita Estremità sfrangiata

6 ASSEMBLAGGIO DEI MICROFILAMENTI DI ACTINA nucleazione (lenta) 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.

7 La formazione, la stabilità e la degradazione dei microfilamenti sono regolate da: concentrazione dell actina G-ATP proteine che legano l actina

8 proteine che legano l actina Proteine che sequestrano i monomeri timosina β4 lega l actina G Proteine che polimerizzano i monomeri profilina Proteine che depolimerizzano i filamenti ADF/cofilina che lega actina G-ADP Proteine che bloccano l estremità CapZ Proteine di nucleazione complesso Arp2/3

9 proteine che legano l actina proteine di nucleazione complesso Arp2/3

10 I filamenti di actina si organizzano come fasci e come reticoli

11 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.

12 Nei microvilli i filamenti di actina sono organizzati in fasci Fimbrina Villina Miosina I

13 proteine che legano l actina Proteine che sequestrano i monomeri timosina β4 che lega la actina G Proteine che polimerizzano i monomeri profilina Proteine che depolimerizzano i filamenti ADF/cofilina che lega actina G-ADP Proteine che bloccano l estremità CapZ Proteine che formano legami crociati filamina, villina e fimbrina Proteine che legano la membrana (es. miosina)

14 Anche per svolgere importanti funzioni (es. movimento cellulare e solco di clivaggio) i microfilamenti devono essere collegati alla membrana plasmatica.

15 LE PROTEINE CHE COLLEGANO L ACTINA CON LA MEMBRANA

16 Anche in una cellula in movimento ritroviamo una diversa organizzazione dei filamenti di actina in fasci o reticoli

17 (capz) (filamina) (timosina β4) (Arp2/3) (fimbrina, villina) (profilina) (miosina) (ADF/cofilina) (gelsolina)

18 I filamenti intermedi si trovano solo negli organismi multicellulari sono le strutture più stabili e meno solubili del citoscheletro non sono polarizzati differiscono profondamente in composizione aa da tessuto a tessuto

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20 Tutti i FI hanno caratteristiche comuni, sono prodotti di una famiglia di geni correlati. Sono proteine fibrose.

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23 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.

24 Dalla ricerca di base nascono spesso applicazioni interessanti. La tipizzazione dei filamenti intermedi per la diagnosi delle neoplasie

25 Difetti a carico dei filamenti intermedi si sospettano anche in alcune patologie Sclerosi Laterale Amiotrofica=aggregazione dei NF=blocco trasporto assonale=morte dei neuroni. 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

26 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