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Cytoskeleton and Cell Signaling
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Cytoskeleton and Cell Signaling
Cytoskeleton and Cell Signaling
Study
1
Question
¿Cuáles son los dos tipos principales de filamentos intermedios (FI) según su ubicación en la célula?
Answer
Los FI nucleares, que se encuentran en el núcleo soportando la envoltura nuclear en todas las células eucariotas, y los FI citoplasmáticos, que están presentes en el citoplasma con diferentes nombres según el tipo celular (queratinas en epitelio, desminas en músculo, vimentinas en células mesenquimales, neurofilamentos en neuronas).
2
Question
¿Cómo se ensamblan estructuralmente los filamentos intermedios?
Answer
Están constituidos por homo o heterodímeros que se asocian para formar tetrámeros, los cuales finalmente se ensamblan formando filamentos o redes. La fosforilación de las láminas nucleares provoca su desensamblaje, necesario para la ruptura de la envoltura nuclear durante mitosis abiertas.
3
Question
¿De qué están formados los microtúbulos y cuál es su diámetro aproximado?
Answer
Los microtúbulos están formados por dímeros de tubulina α y β, son cilindros de aproximadamente 25 nm de diámetro y están asociados a GTP que estabiliza los dímeros para formar protofilamentos lineales que se ensamblan en microtúbulos con 13 protofilamentos en promedio.
4
Question
¿Qué significa que los microtúbulos tengan polaridad y cuáles son las funciones de sus extremos?
Answer
Los microtúbulos tienen un extremo (-) donde predominan tubulinas α y que generalmente está unido al centro de nucleación, y un extremo (+) con tubulinas β que es el sitio de crecimiento (polimerización) y acortamiento (despolimerización).
5
Question
¿Qué estructuras funcionan como centros de nucleación para microtúbulos en células animales y en vegetales/hongos respectivamente?
Answer
En células animales, el centro de nucleación es el centrosoma, que contiene centríolos y material pericentriolar con complejos de tubulina γ (γ-TuRC). En células vegetales, microtúbulos se originan en anillos de nucleación asociados a otros microtúbulos o a la envoltura nuclear. En hongos y levaduras no hay centrosoma, poseen una estructura llamada Spindle Pole Body (SPB) para nucleación de microtúbulos.
6
Question
¿Qué es la inestabilidad dinámica de los microtúbulos y cómo se relaciona con el GTP?
Answer
La inestabilidad dinámica es la capacidad de los microtúbulos para crecer y acortarse en su extremo (+). Esto ocurre porque la tubulina unida a GTP (GTP-cap) estabiliza el microtúbulo permitiendo su crecimiento, pero la hidrolisis de GTP a GDP por la actividad GTPasa hace que el microtúbulo se desestabilice y se acorte si la tasa de hidrolisis supera la polimerización.
7
Question
¿Cuáles son las funciones principales de los microtúbulos en la célula?
Answer
1) Soporte estructural celular y transporte de organelos mediante proteínas motoras. 2) Formación del huso mitótico para la separación cromosómica durante la mitosis. 3) Configuración del axonema en cilios y flagelos que permite su movimiento. 4) Transporte intracelular de vesículas y organelos gracias a kinesinas y dineínas.
8
Question
¿Cómo actúan las proteínas motoras kinesinas y dineínas sobre los microtúbulos?
Answer
Las kinesinas se desplazan desde el extremo menos (centrosoma) hacia el extremo más (periferia) del microtúbulo, mientras que las dineínas citoplasmáticas se mueven en sentido contrario, del extremo más hacia el menos, transportando vesículas y organelos.
9
Question
¿Qué son los microfilamentos y cuál es la principal proteína que los forma?
Answer
Los microfilamentos, también llamados filamentos de actina, son estructuras citoplasmáticas formadas principalmente por la proteína actina, que existe como actina G (monómero globular unida a ATP) y actina F (filamentos polimerizados).
10
Question
¿Cómo es la dinámica de polimerización y despolimerización de los microfilamentos de actina?
Answer
Tienen un extremo positivo (+) y un negativo (-). Mientras la actina G unida a ATP esté presente en el extremo positivo, el filamento crecerá. La hidrólisis del ATP a ADP en la actina provoca desestabilización y eventual despolimerización del filamento, similar a la dinámica de los microtúbulos.
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Question
¿Qué funciones cumplen los microfilamentos en la célula?
Answer
1) Transporte intracelular mediante proteínas motoras como la miosina. 2) Formación del sarcómero para la contracción muscular. 3) Formación del anillo contráctil para la citocinesis. 4) Cortéza celular que contribuye a la forma y movimiento celular. 5) Migración celular ameboide. 6) Soporte estructural de microvellosidades.
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Question
¿Cuál es el papel del ATP/GTP en la estabilidad de los citoesqueletos de microtúbulos y microfilamentos?
Answer
El ATP (en actina) y GTP (en tubulina) unidos a los monómeros favorecen la estabilidad y polimerización de los filamentos. Cuando estas moléculas se hidrolizan a ADP o GDP, las estructuras se vuelven inestables y tienden a despolimerizarse.
13
Question
¿Qué elementos son necesarios para la comunicación celular a través de vías de señalización?
Answer
1) Una célula señalizadora que produzca un ligando o mensajero primario. 2) Una célula blanco/diana con receptores específicos para ese ligando. 3) Un mecanismo de transducción de señal que transforme el estímulo en una respuesta intracelular. 4) La capacidad de detener la señal para evitar respuestas constantes mediante retroalimentación negativa.
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Question
¿Cuál es la función de los receptores de membrana frente a los ligandos en la señalización celular?
Answer
Los receptores, generalmente proteínas transmembrana, reconocen y se unen específicamente a ligandos que no pueden atravesar la membrana celular, transmitiendo la señal al interior de la célula para iniciar la cascada de señalización (transducción).
15
Question
¿Qué es la transducción de señal y qué papel juegan los segundos mensajeros?
Answer
Es el proceso por el cual la recepción del ligando en la célula blanco genera una respuesta intracelular. Los segundos mensajeros (como AMP cíclico, IP3, DAG, calcio) amplifican y distribuyen la señal dentro de la célula para activar proteínas blanco que ejecutan la respuesta.
16
Question
Menciona y describe brevemente cinco tipos de comunicación celular basados en la distancia o modo de señalización.
Answer
1) Endocrina: mensajeros (hormonas) viajan por sangre a células distantes. 2) Paracrina: mensajeros actúan localmente en células cercanas. 3) Autocrina: la célula se estimula a sí misma con el mensajero que produce. 4) Yuxtacrina: comunicación por contacto directo entre células mediante ligandos en membranas. 5) Sináptica: una neurona libera neurotransmisores en sinapsis para actuar sobre células postsinápticas.
17
Question
¿Qué características tiene un receptor acoplado a proteína G (GPCR) y cómo se inactiva?
Answer
Es una proteína transmembrana con 7 hélices, que activa una proteína G trimérica al unirse al ligando. Se inactiva por fosforilación en sus dominios citoplasmáticos por GPCR-cinasa (GRK) que permite la unión de arrestina, o por endocitosis que elimina el receptor de la membrana.
18
Question
¿Cómo funciona la proteína G en la señalización mediada por GPCR?
Answer
La proteína G tiene tres subunidades: α, β y γ. Cuando α está unida a GTP se separa y activa efectores. Al hidrolizar GTP a GDP, α se reúne con β y γ y la proteína se inactiva. Las subunidades β y γ permanecen juntas ancladas a la membrana por enlaces lipídicos.
19
Question
¿Cuáles son algunos efectores activados por subunidades de proteína G y qué efecto tienen?
Answer
1) Canales iónicos: al activarse por subunidades G se abren permitiendo paso iónico, ejemplo es la liberación de potasio que hiperpolariza la membrana en miocardio. 2) Adenilato ciclasa: activada por Gαs produce AMPc a partir de ATP, que activa proteincinasas dependientes de AMPc (PKA) induciendo fosforilación de proteínas blanco.
20
Question
Answer
21
Question
¿Cómo se clasifican los filamentos intermedios (FI) según su ubicación en la célula?
Answer
Se clasifican en nucleares, encontrados en el núcleo y que soportan la envoltura nuclear en todas las células eucariotas, y citoplasmáticos, que están presentes en el citoplasma con distintos tipos según el tejido: queratinas en epitelio, desminas en músculo, vimentinas en células mesenquimales, neurofilamentos en neuronas.
22
Question
¿Cuál es la estructura y composición básica de los filamentos intermedios?
Answer
Están constituidos por homo o heterodímeros que se asocian para formar tetrámeros y finalmente filamentos o redes.
23
Question
¿Qué sucede con las láminas nucleares durante la mitosis abierta y cuál es el papel de la fosforilación?
Answer
La fosforilación de las láminas nucleares conduce a su desensamblaje, permitiendo que la envoltura nuclear se rompa para formar el huso mitótico.
24
Question
Describe la estructura general de un microtúbulo y sus componentes principales.
Answer
Un microtúbulo es un cilindro de 25 nm de diámetro formado por 13 protofilamentos (entre 11 y 15) de dímeros de tubulina α y β. La tubulina α se encuentra en el extremo menos (anclado), y la tubulina β en el extremo más, donde se da el crecimiento y acortamiento del microtúbulo.
25
Question
¿Qué es el centro de nucleación o centrosoma y qué función cumple?
Answer
Es una región cercana al núcleo que contiene estructuras llamadas centriolos y material pericentriolar (PCM) con complejos de anclaje con tubulina γ (γ-TuRC), desde donde se organizan los microtúbulos en células animales, permitiendo el crecimiento del extremo más.
26
Question
¿Cómo difieren los centros de nucleación de microtúbulos en células vegetales y hongos respecto a las animales?
Answer
Las células vegetales carecen de centrosomas y hacen microtúbulos desde anillos sobre microtúbulos o envoltura nuclear. Los hongos tienen SPB (Spindle Pole Body) que se ensamblan en la envoltura nuclear para formar el huso en mitosis cerrada.
27
Question
¿Qué son las proteínas MAPs y qué función cumplen en los microtúbulos?
Answer
Las MAPs (Microtubule Associated Proteins) son proteínas que se asocian a microtúbulos para conectarlos a otros microtúbulos o componentes del citoesqueleto, estabilizando o regulando su comportamiento.
28
Question
Explica el fenómeno de inestabilidad dinámica de los microtúbulos y el papel del GTP.
Answer
La tubulina unida a GTP es estable y permite el crecimiento del microtúbulo en el extremo plus. La hidrolisis de GTP a GDP por la tubulina genera inestabilidad y despolimerización. Si la tasa de hidrólisis supera la de polimerización, el microtúbulo se acorta.
29
Question
¿Qué proteínas estabilizan los microtúbulos y cómo lo hacen?
Answer
Proteínas casquete como CLASP, EB1 y XMAP215 se unen al extremo plus para estabilizar el microtúbulo, manteniendo su longitud constante al prevenir la despolimerización.
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Question
Enumera las funciones principales de los microtúbulos en la célula.
Answer
1. Soporte estructural y anclaje de organelos y proteínas motoras. 2. Formación del huso mitótico para la separación de cromosomas. 3. Estructura del axonema en cilios y flagelos para su movimiento. 4. Transporte intracelular mediante kinesinas y dineínas.