biología celular

citoesqueleto :
La fimbrina es una proteína de unión a actina que interviene en la formación de retículas de microfilamentos. Miembro de la familia con dominios CH (de homología a calponina, como son la actinina alfa o la distrofina), posee un elemento de 27 kDa de unión a actina que consiste en una duplicación en tandem con dos dominios CH. Es capaz de unir filamentos de actina. Se encuentra presente en muchos tipos celulares, destacando los que poseen microvellosidades intestinales, estereocilios, filopodios de fibroblastos. Su secuencia de proteínas es muy semejante en humanos y levaduras, lo que da idea de su conservación en la filogenia; de hecho, las levaduras carentes de fimbrina son defectivas en morfogénesis y endocitosis.¹ La fimbrina, debido a su implicación en la generación de microfilamentos, interviene en procesos complejos como la citocinesis en levaduras y la invasión por bacterias enteropatogénicas. Su papel como creador de retículas de actina deriva de su estructura proteica, estructura descrita por cristalografía en los organismos modelo Arabidopsis thaliana y Schizosaccharomyces pombe.

El proceso de acortamiento de los filamentos de actina se encuentra regulado, en presencia de ATP, ADP y Ca2+, por proteínas en casquete (de remate), como gelosina, que impiden la polimerización del filamento. El fosfolípido de la membrana celular polifosfoinosítido tiene efecto opuesto, que retira la cubierta de gelosina y permite el alargamiento del filamento de actina.
Según su punto isoeléctrico, son tres las clases de actina: actina a del músculo, y actina b y actina g de las células no musculares. Aunque la actina participa en la formación de diversas extensiones celulares lo mismo que en el ensamblaje de estructuras encargadas de la motilidad, su composición básica no se altera. Es capaz de satisfacer sus funciones por su relación con diferentes proteínas fijadoras de actina. La más conocida de estas proteínas es la miosina, pero hay otras numerosas proteínas , como actinina a , espectrina, fimbrina, filamina, gelsolina y talina, que se fijan también a la actina para efectuar funciones celulares esenciales (cuadro 2-3c).
Los filamentos de actina forman haces longitudinales variables, según la función que efectúan en las células no musculares, Estos haces forman tres tipos de agrupamientos: haces contráctiles, sistemas de tipo del gel, y haces paralelos.
Los haces contráctiles, como los encargados de la formación de los repliegues de segmentación (anillos contráctiles) durante la división mitótica, suelen estar relacionados con miosina. Sus filamentos de actina estan distribuidos laxamente, paralelos uno al otro, con los extremos positivo y negativo orientados en dirección alternante. Estos montajes son los encargado del movimiento no sólo de los organitos y las vesículas dentro de la célula, sino también de actividades celulares como exocitosis y endocitosis, lo mismo que de la extensión de filópodos y de la migración celular. La miosina relacionada con estos haces contráctiles puede ser de uno de dos tipos, miosina I o miosina II. La miosina II forma filamentos gruesos (de 15 nm de diámetro) y mueve sólo a los filamentos de actina. La miosina I tiene capacidad de fijarse no solo a los filamentos de actina sino también a otros componentes citoplásmicos, como las vesículas, y los mueve a lo largo de un filamento de actina desde una posición en la célula hasta otra.
Los sistemas de tipo de gel brindan la base estructural a gran parte de la corteza celular. Su rigidez se debe a la proteína filamina, que ayuda al establecimiento de la red laxamente organizada de filamentos que da por resultado gran viscosidad localizada. Durante la formación de filópodos , el gel se licúa por la acción de proteínas como gelosina , que ,en presencia de ATP y concentración elevada de Ca2+, segmenta a los filamentos de actina y , al formar un capuchón sobre su extremo positivo impide que se alarguen.
Las proteínas fimbrina y villina son las encargadas de la formación de filamentos de actina en haces paralelos firmemente empacados que forman el centro de las espículas y microvellosidades, respectivamente. Estos haces de filamentos de actina se encuentran anclados a la barra terminal, región de la corteza celular compuesta por una red de filamentos intermedios y por la proteína espectrina. Las moléculas de espectrina son tetrámeros flexibles a manera de bastoncillos que ayudan a conservar la integridad estructural de la corteza.
La actina desempeña también una función importante en el establecimiento y la conservación de contactos focales de la célula con la matriz extracelular(fig. 2-29e). A nivel de los contactos focales, la integrina (proteína transmembranal) de la membrana celular se fija a las glucoproteínas estructurales, como fibronectina, de la matriz celular y permite que la célula conserve su conexión con otras.

Las forminas o proteínas con homología a formina son un grupo de proteínas de unión a actina que están involucradas en la inducción de la polimerización de los filamentos de actina.¹ Estructuralmente poseen en su extremo C terminal un dominio de homología a formina (FH): por ejemplo, las variantes FH1, FH2 y FH3. En el caso de la levadura Saccharomyces cerevisiae, sus forminas poseen dominios tipo FH1 y FH2. Además de estos elementos, en su estructura proteica poseen dominios de unión a RhoGTPasas, que son capaces de unir a Rho-GTP/GDP en su fragmento N terminal.²

Presentes en todos los eucariotas con muy pocas modificaciones en su secuencia codificante, las proteínas de homología a formina no sólo intervienen en la definición del citoesqueleto de actina, sino también en el de los microtúbulos durante la mitosis, meiosis, determinación de la polaridad celular, tráfico de vesículas y otros. La forma en que efectúan su función biológica puede ser, entre otras, la actividad como nucleantes de actina. Su papel interconector entre microtúbulos y microfilamentos aún está poco descrita; en levaduras, este efecto en los microtúbulos es dependiente de la capacida de las forminas de polimerizar actina, cosa que no sucede en células de mamíferos, donde la actividad de polarización y estabilización de los microtúbulos parece directa. Además, las forminas sonefectores de las GTPasas monoméricas tipo Rho.

Forminas son un grupo de proteínas que están implicadas en la polimerización de la actina y la asocian con el extremo de rápido crecimiento de los filamentos de actina. La mayoría son forminas Rho-GTPasa proteínas efectoras. Forminas regulan el citoesqueleto de actina y microtúbulos y están implicados en diversas funciones celulares tales como la polaridad celular, citocinesis, la migración celular y la actividad transcripcional SRF. Forminas son proteínas multidominio que interactúan con diversas moléculas de señalización y proteínas del citoesqueleto, aunque algunos forminas se han asignado funciones dentro del núcleo. Forminas se caracterizan por la presencia de tres dominios FH, aunque los miembros de la familia metformina no contienen necesariamente todos los tres dominios.

Las ricas en prolina FH1 dominio media interacciones con una gran variedad de proteínas, incluyendo la unión a actina profilina proteína, proteínas de dominio SH3, y las proteínas de dominio WW. La nucleación-actina promover la actividad de S. cerevisiae forminas se ha localizado en el dominio FH2. Se requiere que el dominio FH2 para la auto-asociación de proteínas Formin a través de la capacidad de FH2 dominios para unirse directamente entre sí, y también puede actuar para inhibir la polimerización de actina. El dominio FH3 está menos bien conservado y es necesario para dirigir forminas a la ubicación correcta intracelular, como el huso mitótico, o la punta de la proyección durante la conjugación. Además, algunos forminas pueden contener un dominio de unión a GTPasa requerido para la unión a Rho GTPasas pequeñas, y un C-terminal conservado DRF dominio autorregulador. El dominio GBD es un dominio autoinhibitory bifuncional que interactúa con y está regulada por miembros de la familia Rho activados. Drf3 mamíferos contiene un motivo CRIB-como dentro de su GBD para la unión a Cdc42, que se requiere para Cdc42 para activar y guiar Drf3 hacia la corteza célula donde se remodela el esqueleto de actina. El dominio autoregulatory DRF se une el dominio GTPasa de unión N-terminal; este vínculo se rompe cuando Rho GTP se une a la GBD y activa la proteína. La adición de la DAD para células de mamíferos induce la formación de filamentos de actina, estabiliza los microtúbulos, y activa la transcripción mediada por suero-respuesta. Otro ámbito que se encuentra comúnmente es una región de repetición armadillo ubicado en el dominio FH3.

El dominio FH2, se ha demostrado por cristalografía de rayos X para tener una forma alargada, la media luna que contiene tres subdominios helicoidales.

Forminas también se unen directamente a los microtúbulos a través de su dominio FH2. Esta interacción es importante en la promoción de la captura y la estabilización de un subconjunto de los microtúbulos orientados hacia el borde de ataque de las células que migran. Forminas también promueven la captura de los microtúbulos por el cinetocoro durante la mitosis y para la alineación de los microtúbulos a lo largo de los filamentos de actina.