FILAMENTI DEL CITOSCHELETRO 2012 IL CITOSCHELETRO DI UNA

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FILAMENTI DEL CITOSCHELETRO 2012

FILAMENTI DEL CITOSCHELETRO 2012

IL CITOSCHELETRO DI UNA CELLULA E’ COSTITUITO DA UNA VARIETA’ DI STRUTTURE FILAMENTOSE

IL CITOSCHELETRO DI UNA CELLULA E’ COSTITUITO DA UNA VARIETA’ DI STRUTTURE FILAMENTOSE

1. Filamenti di actina (microfilamenti): determinano la forma della superficie cellulare e sono necessari

1. Filamenti di actina (microfilamenti): determinano la forma della superficie cellulare e sono necessari per la locomozione dell’intera cellula (lamellipodi, filipodi) 2. Microtubuli: determinano le posizioni degli organelli e dirigono il trasporto intracellulare (formazione del fuso mitotico, cilgia e flagelli) 3. Filamenti intermedi: forniscono forza meccanica e resistenza agli stress (involucro nucleare, assoni) Proteine accessorie sono essenziali per l’assemblaggio controllato dei filamenti del citoscheletro, comprendono i motori proteici che muovono gli organelli o i filamenti stessi. • Strutture dinamiche e adattabili • Cambiano o persistono per archi di tempo variabili • Composte da diverse subunità macromolecolari - Le caratteristiche di tali componenti unitarie conferiscono le proprietà del filamento finale

CIASCUN TIPO DI FILAMENTO E’ UN POLIMERO MONOMERO POLIMERO actina > > > microfilamenti

CIASCUN TIPO DI FILAMENTO E’ UN POLIMERO MONOMERO POLIMERO actina > > > microfilamenti tubulina > > > microtubuli > > filamenti intermedi diverse proteine

Filamenti di Actina • Polimeri elicoidali a 2 filamenti della proteina ACTINA • Strutture

Filamenti di Actina • Polimeri elicoidali a 2 filamenti della proteina ACTINA • Strutture flessibili • 5 -9 n. M • Fasci lineari • Reti bidimensionali • Gel tridimensionaliconcentrati soprattutto nella corteccia

Microtubuli • • • Cilindri cavi Unità: tubulina (alfa e beta) 25 n. M

Microtubuli • • • Cilindri cavi Unità: tubulina (alfa e beta) 25 n. M Rigidi MTOC: centrosoma

Filamenti Intermedi • Unità: famiglia eterogenea di proteine • 10 n. M • Lamina

Filamenti Intermedi • Unità: famiglia eterogenea di proteine • 10 n. M • Lamina nucleare, assoni, tessuti epiteliali

PROTOFILAMENTI • I polimeri del citoscheletro sono costituiti lunghe file di subunità unite per

PROTOFILAMENTI • I polimeri del citoscheletro sono costituiti lunghe file di subunità unite per le estremità, che si associano fra loro lateralmente. • Tenute insieme da interazioni idrofobiche e legami non covalenti deboli • Le posizioni e i tipi di contatti sono diversi per i diversi filamenti.

NUCLEAZIONE Assemblaggio di subunitàin un aggregato iniziale (o nucleo) Stabilizzazione dei contatti subunità-subunità Allungamento

NUCLEAZIONE Assemblaggio di subunitàin un aggregato iniziale (o nucleo) Stabilizzazione dei contatti subunità-subunità Allungamento del polimero per aggiunta di altre subunità

NUCLEAZIONE • la polimerizzazione dipende dalla concentrazione di subunità non polimeriche • Concentrazione critica:

NUCLEAZIONE • la polimerizzazione dipende dalla concentrazione di subunità non polimeriche • Concentrazione critica: quando il tasso di associazione e dissociazione si equivalgono • Punto stazionario • proteine speciali per catalizzare la nucleazione dei filamenti in siti specifici, determinando la posizione in cui si assemblano nuuovi filamenti del citoscheletro

CIASCUN TIPO DI FILAMENTO HA PROPRIETA’ E FUNZIONI SPECIFICHE MICROFILAMENTI (ACTINA) FORMA E MOVIMENTO

CIASCUN TIPO DI FILAMENTO HA PROPRIETA’ E FUNZIONI SPECIFICHE MICROFILAMENTI (ACTINA) FORMA E MOVIMENTO DELLE CELLULE MICROTUBULI (TUBULINA) MITOSI E TRAFFICO DI VESCICOLE FILAMENTI INTERMEDI IMPALCATURA E ORGANIZZAZIONE DI TESSUTI

I 3 TIPI DI FILAMENTI HANNO PROPRIETA’ FISICHE DIVERSE

I 3 TIPI DI FILAMENTI HANNO PROPRIETA’ FISICHE DIVERSE

L’ORGANIZZAZIONE DINAMICA DEL CITOSCHELETRO IN VIVO PUO’ ESSERE STUDIATA MEDIANTE L’USO DI PROTEINE FLUORESCENTI

L’ORGANIZZAZIONE DINAMICA DEL CITOSCHELETRO IN VIVO PUO’ ESSERE STUDIATA MEDIANTE L’USO DI PROTEINE FLUORESCENTI TUBULINA-GFP

I MICROFILAMENTI SONO VARIAMENTE ORGANIZZATI IN FIBROBLASTI

I MICROFILAMENTI SONO VARIAMENTE ORGANIZZATI IN FIBROBLASTI

ED IN CELLULE EPITELIALI

ED IN CELLULE EPITELIALI

I microfilamenti

I microfilamenti

IL MONOMERO DI ACTINA LEGA ATP

IL MONOMERO DI ACTINA LEGA ATP

I MONOMERI DI ACTINA NON SONO SIMMETRICI ESTREMITA’ - COOH NH 2 ESTREMITA’ +

I MONOMERI DI ACTINA NON SONO SIMMETRICI ESTREMITA’ - COOH NH 2 ESTREMITA’ +

I MICROFILAMENTI SONO POLIMERI DI ACTINA

I MICROFILAMENTI SONO POLIMERI DI ACTINA

I FILAMENTI DI ACTINA HANNO UNA POLARITA’ + FILAMENTO + ATP/ADP - -

I FILAMENTI DI ACTINA HANNO UNA POLARITA’ + FILAMENTO + ATP/ADP - -

LA POLIMERIZZAZIONE DEI FILAMENTI DI ACTINA SI REALIZZA ATTRAVERSO 3 FASI

LA POLIMERIZZAZIONE DEI FILAMENTI DI ACTINA SI REALIZZA ATTRAVERSO 3 FASI

LA POLIMERIZZAZIONE HA LUOGO QUANDO LA G-ACTINA E’ AL DI SOPRA DELLA CONCENTRAZIONE CRITICA

LA POLIMERIZZAZIONE HA LUOGO QUANDO LA G-ACTINA E’ AL DI SOPRA DELLA CONCENTRAZIONE CRITICA

CERTE CONCENTRAZIONI DI G-ACTINA POSSONO DETERMINARE ‘TREADMILLING’

CERTE CONCENTRAZIONI DI G-ACTINA POSSONO DETERMINARE ‘TREADMILLING’

L’ACTINA INTERAGISCE CON MOLTE PROTEINE LIEVITO

L’ACTINA INTERAGISCE CON MOLTE PROTEINE LIEVITO

MONOMERI SEQUESTRO NUCLEAZIONE TAGLIO POLIMERI FASCI MOVIMENTO FORMAZIONE DI UNA RETE LEGAMI LATERALI BLOCCO

MONOMERI SEQUESTRO NUCLEAZIONE TAGLIO POLIMERI FASCI MOVIMENTO FORMAZIONE DI UNA RETE LEGAMI LATERALI BLOCCO DELLE ESTREMITA’

Formina Complesso ARP TIMOSINA PROFILINA COFILINA TROPOMIOSINA GELSOLINA Proteina del cappuccio Fimbrina α-actinina Filamina

Formina Complesso ARP TIMOSINA PROFILINA COFILINA TROPOMIOSINA GELSOLINA Proteina del cappuccio Fimbrina α-actinina Filamina Spettrina ERM

ACTINA DOMINI CH CALPONIN HOMOLOGY

ACTINA DOMINI CH CALPONIN HOMOLOGY

1 bd 2 o + bd

1 bd 2 o + bd

1 PROTEINE CHE CONTROLLANO LA POLIMERIZZAZIONE DEI FILAMENTI DI ACTINA LEGANDOSI ALLA G-ACTINA. Formina

1 PROTEINE CHE CONTROLLANO LA POLIMERIZZAZIONE DEI FILAMENTI DI ACTINA LEGANDOSI ALLA G-ACTINA. Formina Complesso ARP TIMOSINA PROFILINA

TIMOSINA b 4 LA TIMOSINA 4 LEGA IL MONOMERO DI ACTINA IMPEDENDO AL MONOMERO

TIMOSINA b 4 LA TIMOSINA 4 LEGA IL MONOMERO DI ACTINA IMPEDENDO AL MONOMERO DI ASSOCIARSI ALLE ESTREMITA’ DEL FILAMENTO. PROFILINA SI LEGA AL MONOMERO, AL LATO OPPOSTO ALLA FESSURA DI LEGAME PER L’ATP. IL COMPLESSO PROFILINA-ACTINA PUO’ LEGARSI AD UN FILAMENTO DI ACTINA. UN CAMBIO DI CONFORMAZIONE FA DISTACCARE LA PROFILINA COMPETE CON LA TIMOSINA 4.

LA PROFILINA E’ FREQUENTEMENTE LEGATA A LIPIDI DI MEMBRANA

LA PROFILINA E’ FREQUENTEMENTE LEGATA A LIPIDI DI MEMBRANA

SEGNALI EXTRACELLULARI POSSONO ATTIVARE LA PROFILINA CHE ANTAGONIZZA LA TIMOSINA 4

SEGNALI EXTRACELLULARI POSSONO ATTIVARE LA PROFILINA CHE ANTAGONIZZA LA TIMOSINA 4

PROTEINE RICCHE IN PROLINA POSSONO CONTRIBUIRE AD ATTIVARE LOCALMENTE LA PROFILINA

PROTEINE RICCHE IN PROLINA POSSONO CONTRIBUIRE AD ATTIVARE LOCALMENTE LA PROFILINA

LE PROTEINE ARP PROMUOVONO LA NUCLEAZIONE DI FILAMENTI DI ACTINA DALLA MEMBRANA PLASMATICA

LE PROTEINE ARP PROMUOVONO LA NUCLEAZIONE DI FILAMENTI DI ACTINA DALLA MEMBRANA PLASMATICA

2 PROTEINE CHE CONTROLLANO LA LUNGHEZZA DEI FILAMENTI DI ACTINA MEDIANTE FRAMMENTAZIONE O INCAPPUCCIAMENTO.

2 PROTEINE CHE CONTROLLANO LA LUNGHEZZA DEI FILAMENTI DI ACTINA MEDIANTE FRAMMENTAZIONE O INCAPPUCCIAMENTO. COFILINA TROPOMIOSINA GELSOLINA Proteina del cappuccio

LA GELSOLINA TAGLIA ED INCAPPUCCIA I FILAMENTI DI ACTINA

LA GELSOLINA TAGLIA ED INCAPPUCCIA I FILAMENTI DI ACTINA

LE PROTEINE CAPPING INCAPPUCCIANO UNA ESTREMITA’ DEI FILAMENTI DI ACTINA (tropomodulina, etc. ) (cap.

LE PROTEINE CAPPING INCAPPUCCIANO UNA ESTREMITA’ DEI FILAMENTI DI ACTINA (tropomodulina, etc. ) (cap. Z, etc. )

3 Fimbrina α-actinina Filamina Spettrina ERM PROTEINE CHE DETERMINANO IL TIPO DI ORGANIZZAZIONE DEI

3 Fimbrina α-actinina Filamina Spettrina ERM PROTEINE CHE DETERMINANO IL TIPO DI ORGANIZZAZIONE DEI FILAMENTI DI ACTINA.

 -ACTININA E FIMBRINA PROMUOVONO LA FORMAZIONE DI FASCI DI ACTINA

-ACTININA E FIMBRINA PROMUOVONO LA FORMAZIONE DI FASCI DI ACTINA

FASCINA PROMUOVE LA FORMAZIONE DI FASCI DI ACTINA

FASCINA PROMUOVE LA FORMAZIONE DI FASCI DI ACTINA

LA FILAMINA INDUCE LA FORMAZIONE DI UN GEL actina filamina

LA FILAMINA INDUCE LA FORMAZIONE DI UN GEL actina filamina

IL DIMERO DI FILAMINA LEGA DUE FILAMENTI DI ACTINA dimero di filamina actina

IL DIMERO DI FILAMINA LEGA DUE FILAMENTI DI ACTINA dimero di filamina actina

FILAMINA E TROPOMIOSINA SI LEGANO ALLA ACTINA IN MODO ESCLUSIVO

FILAMINA E TROPOMIOSINA SI LEGANO ALLA ACTINA IN MODO ESCLUSIVO

ALCUNE PROTEINE PROMUOVONO L’INTERAZIONE DI FILAMENTI DI ACTINA CON LA MEMBRANA.

ALCUNE PROTEINE PROMUOVONO L’INTERAZIONE DI FILAMENTI DI ACTINA CON LA MEMBRANA.

ALCUNE PROTEINE PROMUOVONO L’INTERAZIONE DI FILAMENTI DI ACTINA CON LA MEMBRANA.

ALCUNE PROTEINE PROMUOVONO L’INTERAZIONE DI FILAMENTI DI ACTINA CON LA MEMBRANA.

MICROVILLI

MICROVILLI

lamellipodio fibre da stress filopodio cortex

lamellipodio fibre da stress filopodio cortex

Cosa sono le piccole GTPasi? Le piccole GTPasi sono proteine monomeriche appartengono ad una

Cosa sono le piccole GTPasi? Le piccole GTPasi sono proteine monomeriche appartengono ad una famiglia il cui capostipite è ras. Le GTPasi che sono essenziali nella trasduzione di segnali.

Rho - fibre da stress Rac - lamellipodi Cdc 42 - filopodi

Rho - fibre da stress Rac - lamellipodi Cdc 42 - filopodi

Come viene attivata la proteina Rho? GTP > GEF GDP Rho. A GTP Rho.

Come viene attivata la proteina Rho? GTP > GEF GDP Rho. A GTP Rho. A GDP inattivo Pi GAP

Rho A è regolato così

Rho A è regolato così

Rho induce così la formazione di fibre da stress

Rho induce così la formazione di fibre da stress

WISKOTT-ALDRICH SINDROME (WAS)

WISKOTT-ALDRICH SINDROME (WAS)

DROGHE CHE STABILIZZANO O DESTABILIZZANO I MICROFILAMENTI CITOCALASINE FALLOIDINA CNF

DROGHE CHE STABILIZZANO O DESTABILIZZANO I MICROFILAMENTI CITOCALASINE FALLOIDINA CNF

CNF treated FRT- 1 B cells organize microfilaments

CNF treated FRT- 1 B cells organize microfilaments