Citoesqueleto
ACTG es un gen codificante de la actina expresada en músculo liso denominada gamma actina 2. Se trata de una isoforma de actina típica del músculo liso entérico.1 Se localiza físicamente en el cromosoma 2 y su estructura consta de nueve exones, uno de los cuales, el situado en el extremo 5', que no se traduce.
| Actina, GAMMA-2, el músculo liso, ENTÉRICA; ACTG2 | ||||||||
| Títulos alternativos; símbolos | ||||||||
| ACTSG ACTE ACTINA, ALPHA-3, anteriormente; ACTA3, anteriormente | ||||||||
| HGNC Aprobado Símbolo Gen: ACTG2 | ||||||||
| Ubicación citogenético: 2p13.1 coordenadas genómicas (GRCh37): 2: 74,120,092-74,146,779 (de NCBI) | ||||||||
| Relaciones gen-fenotipo | ||||||||
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| TEXTO | ||||||||
| Clonación y expresión | ||||||||
Miwa et al. (1991) aislaron los fagos recombinantes que llevaban el músculo liso (entérica) gen gamma-actina humana (que simbolizan ACTSG) a partir de bibliotecas de ADN genómico humano. Ueyama et al. (1995) clones genómicos aislados que contienen el gen ACTG2, que también ha sido simbolizada ACTA3. Szucsik y Lessard (1995) caracterizan el músculo (entérica) gen gamma-actina lisa ratón. Se representó la más grande gen isoactin caracterizado a ese tiempo, la medición de más de 23.000 pb desde el sitio de inicio de la transcripción a la señal de poliadenilación. El gen codifica una proteína actina madura de 374 aminoácidos. Thorson et al. (2014) realizó RT-PCR en diversos tejidos de ratón y observaron niveles más altos de transcripción ACTG2 en tejidos que contienen músculo liso, en particular de los intestinos y la vejiga.  | ||||||||
| La estructura del gen | ||||||||
| Miwa et al. (1991) determinaron que el gen ACTG2 humano contiene un exón no traducida 5-prime y 8 exones de codificación que se extienden de 27 kb. Szucsik y Lessard (1995) determinaron que el gen ACTG2 ratón contiene 9 exones. | ||||||||
| Gen de la familia | ||||||||
| De las estructuras moleculares caracterizadas de los 6 genes de isoformas de actina humanos, Miwa et al. (1991) propusieron una hipótesis de la vía evolutiva de la familia de genes de actina. Cada uno de los otros 5 genes de actina mapas a un cromosoma diferente. | ||||||||
| Cartografía | ||||||||
| Miwa et al. (1991) mapeado el gen ACTG2 humano en el cromosoma 2 por el estudio de los híbridos de células somáticas de roedores humano.Ueyama et al. (1995) asignan el gen ACTG2 a 2p13.1 por hibridación in situ fluorescente. | ||||||||
| Variabilidad genética | ||||||||
| Ueyama et al. (1995) demostraron que la HindIII RFLP en el primer intrón del gen ACTG2 es debido a la presencia / ausencia de una secuencia de 24 pb que alberga un sitio de restricción HindIII. Se encontró un sistema bialélico tener frecuencias alélicas de 45 (HindIII-menos):. 55 (HindIII-Plus)Mediante el estudio de las células linfoblásticas, Cheung et al. (2003) estudiaron la variación natural en la expresión de genes humanos. La relación de varianza de 813 genes oscilan entre 0,4 y 64 con un valor medio de 2,5. En un examen de las variaciones reales de los niveles de expresión de ACTG2 y otros 4 genes altamente variables, ACTG2 mostró que la relación más alta varianza; en 35 personas estudiadas, su nivel de expresión varió por un factor de 17. En un examen de los niveles de transcripción de genes de ACTG2 y otros 4 genes altamente variable entre 3 grupos de personas (49 individuos no relacionados, descendientes de familias CEPH, 5 y 10 pares de gemelos monocigóticos), la varianza entre individuos no relacionados fue de 3 a 11 veces mayor que entre los gemelos monocigóticos, y la varianza entre hermanos fue de 2 a 5 veces mayor que entre gemelos. | ||||||||
| Genética Molecular | ||||||||
| En una familia finlandesa 3 generación con miopatía visceral ( 155.310 ), Lehtonen et al. (2012) identificaron una mutación en el gen ACTG2 (R148S;102545.0001 ). La mutación, que segregó con la enfermedad, no se encontró en 280 controles finlandeses. En una mujer noruega de 55 años de edad con seudoobstrucción intestinal crónica debida a miopatía visceral demostrada por biopsia, Holla et al. (2014) realizó la secuenciación de próxima generación y heterocigosidad identificado la mutación ACTG2 R148S, que no se encuentra en su madre no afectada. En una niña de 12 años de edad y un bebé de sexo masculino sin relación con megavejiga y seudoobstrucción intestinal, Thorson et al. (2014) heterocigosidad identificado para novo mutaciones sin sentido en el gen ACTG2, R178L ( 102545.0002 ) y R178C ( 102545.0003 ), respectivamente. En una cohorte de 27 probandos con miopatía visceral infantil de aparición, Wangler et al. (2014) identificado 15 variantes que tenía missense heterocigotos en el gen ACTG2 (véase, por ejemplo, 102545,0003 - 102545.0009 ), incluyendo 10 aparentes mutaciones de novo. La actina es una familia de proteínas globulares que forman los microfilamentos, uno de los tres componentes fundamentales del citoesqueleto de las células de los organismos eucariotas (también denominados eucariontes). Puede encontrarse comomonómero en forma libre, denominada actina G, o como parte de polímeros lineales denominados microfilamentos o actina F, que son esenciales para funciones celulares tan importantes como la movilidad y la contracción de la célula durante la división celular.- ...............................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=24a44a38ecdf25576664e5c9b5586618f37d513c&writer=rdf2latex&return_to=Actina filamentos de actinia .- .........................................................:http://www.asturnatura.com/articulos/citosol-citoesqueleto/filamentos-de-actina.php
El músculo estriado de los vertebrados consta de dos clases de filamentos proteicos que interaccionan entre si. Los filamentos gruesos contienen miosina, mientras que los filamentos delgados contienen actina, tropomiosina y troponina. La hidrólisis del ATP unido a la miosina dirige el deslizamiento de estos filamentos, unos sobre otros. La miosina dirige el deslizamiento de estos filamentos, unos sobre otros. La miosina es una proteína muy grande (540 kd) compuesta de dos cadenas pesadas y cuatro cadenas ligeras. Las cadenas pesadas están plegadas de tal forma que la miosina contiene dos regiones globulares (cabezas SI) unidas a un vástago a -helicoidal de doble hebra; cada cabeza SI lleva unidas dos cadenas ligeras. Las cabezas SI y parte del vástago forman puentes cruzados que interaccionan con la actina para generar la fuerza contráctil. El resto de la molécula de miosina forma el esqueleto del filamento grueso. La actina es una proteína globular (42 kd) que se polimeriza para formar los filamentos delgados. Los filamentos delgado y grueso tienen dirección, que se invierte a la mitad de camino entre las líneas Z. La unión e hidrólisis del ATP dirige la formación y disociación cíclica de complejos entre los puentes cruzados de miosina de los filamentos grueso y las unidades de actina de los filamentos delgados, acortando con ello la distancia entre las líneas Z. El golpe de potencia de la contracción muscular procede de cambios conformacionales que tienen lugar en las cabezas Si, modificado su afinidad por la actina. Las bisagras entre los diferentes dominios de la miosina son importantes porque permiten a las cabezas SI unirse y liberarse reversiblemente de la actina y cambiar su orientación cuando están unidas.
1.-ESTRUCTURA DEL MÚSCULO
Las células contráctiles de los músculos esqueléticos son muy largas y multinucleadas. La membrana celular se llama sarcolema. Gran parte de la célula está ocupada por elementos contráctiles, las miofibrillas, que están dispuestos manojos paralelos al eje de contracción. Cada miofibrilla tiene alrededor de 1 mm de diámetro. Las miofibrillas están inmersas en un citosol llamado sarcoplasma que contiene glucógeno, enzimasglucolíticas ATP, ADP, AMP, fosfocreatina, creatina, diversos aminoácidos y electrolitos inorgánicos.
En los músculos rojos se encuentran muchas mitocondrias dispuestas regularmente.
Una micografía electrónica de una miofibrilla presenta una unidad funcional llmada sarcómero que se repite cada 2, 3 uM a lo largo del eje de la miofibrilla. Hay una alternancia regular de una banda oscura A y una banda clara I. La parte central de la banda A, llamada zona H, es menos densa que el resto de la banda. En medio de la zona H hay una línea oscura M. La banda I está dividida en dos parte por una línea Z muy densa.
La sección transversal de las miofibrillas revela dos clases de filamentos: unos filamentos gruesos de alrededor de 150 Aº de diámetro y otros delgados de unos 70 Aº de diámetro. Los filamentos gruesos son de miosina y los delgados contienen actina, tropomiosina y troponina. La banda I consta sólo de filamentos delgados mientras que en la zona H de la banda A están presentes sólo filamentos gruesos. En otras partes de la banda A están presentes ambos tipos de filamentos. Cada filamento grueso está rodeado de seis filamentos delgados y cada filamento delgado por tres gruesos. Los filamentos gruesos y delgados interaccionan mediante puentes emergen a intervalos regulares entre las superficies de los filamentos gruesos y delgados.
Existen por lo menos dos tipos de fibras musculares estriadas: fibras rojas y fibras blancas. Las fibras rojas tienen una gran cantidad de sarcoplasma y contienen más núcleos y mitocondrias que las fibras blancas. Las fibras rojas contienen también una mayor cantidad de mioglobina o hemoglobina muscular que acepta O2 de la hemoglobina sanguínea. De este modo la mioglobina oxigenada sirve como un reservorio de oxígenode las fibras musculares. Las fibras rojas de contracción rápida tienen una alta capacidad respiratoria y glucogenolítica, y alta actividad ATPásica de la miosina. Los músculos rojos de contracción lenta tienen alta capacidad respiratoria, baja capacidad glucogenolítica y baja actividad ATPásica de la miosina. Las fibras musculares blancas de contracción rápida tienen baja capacidad respiratoria, alta capacidad glucogenolítica y alta actividad ATPásica de la miosina.
Cuando el músculo se contrae, se acorta. Durante la contracción no cambia la longitud de los filamentos gruesos y delgados, pero la longitud del sarcómero disminuye por aproximación y superposición de los filamentos gruesos y delgados. Durante la contracción la longitud de la banda A permanece constante, lo que quiere decir que no cambia la longitud de los filamentos gruesos. Tampoco cambia la longitud de los filamentos delgados porque la distancia entre la línea Z y el borde adyacente de la zona H no cambia. Al contrario, el tamaño de la zona H y de la banda I disminuyen durante la contracción por superposición de los filamentos gruesos y delgados.
La miosina es la proteína más abundante del músculo esquelético, representa el 60-70% de las proteínas totales y es el mayor constituyente de los filamentos gruesos. La miosina es una ATPasa, hidroliza el ATP para formar ADP y Pi, reacción que proporciona la energía para la contracción muscular.
La miosina está compuesta de dos idénticas cadenas pesadas cada una de 230 Kd, y 4 cadenas livianas de 20 Kd cada una. La molécula tiene una región globular de doble cabeza unida a una larga cadena helicoidal de doble hebra. Cada cabeza se une a dos diferentes cadenas ligeras. Todas las miosinas tienen la secuencia:
Gli - Glu - Ser - Ala - Gli - LIS - Tre
Que es similar a la secuencia encontrada en el sitio activo de otras ATPasas. La lisina se une al alfa fosfato del ATP.
La estructura alfa helicoidal ininterrumpida de la cola de la miosina es favorecida por la ausencia de prolina en intervalos de más de 1000 residuos y por la abundancia de leucina, alanina y glutamato.
La porción globular de la miosina tiene actividad ATPásica y se combina con la actina. Dos de las cadenas ligeras son idénticas (una en cada cabeza) y pueden ser removidas sin pérdida de la actividad ATPásica. Las otras dos cadenas ligeras no son idénticas y se ven requeridas para la actividad ATPásica y para la unión de la miosina a la actina.
La miosina puede escindirse con la tripsina en dos fragmentos llamados meromiosina ligera y meromiosina pesada.
La meromiosina ligera forma filamentos, carece de actividad ATPásica y no se combina con la actina; es una cadena de doble hebra alfa helicoidal de 850 Aº de longitud. La meromiosina pesada cataliza la hidrólisis del ATP, se une a la actina, pero no forma filamentos y genera la fuerza para la contracción muscular; consta de una barra corta unida a dos dominios globulares que son las cabezas de la miosina. La meromiosina pesada puede escindirse por la papaína en dos subfragmento en forma de bastón llamado S2. Cada fragmento S1 tiene un sitio con actividad ATPásica y un sitio de unión a la actina.
La actina es el mayor constituyente de los filamentos delgados. En soluciones de baja fuerza iónica, la actina es un monómero llamada actina G debido a su forma globular. A pH fisiológico la actina G se polimeriza y toma la forma fibrosa F que se parece a los filamentos delgados. LA actina F es una hélice de doble filamento de monómeros de actina de 90 Aº de diámetro. La estructura se repite a intervalos de 360Aº a lo largo del eje de la hélice.
Cuando una solución de miosina se agrega a una solución de actina se forma el complejo actomiosina con gran incremento de la viscosidad de la solución. Este incremento se revierte con la adición de ATP. El ATP disocia la actomiosina en actina y miosina. Se puede preparar hebras de actomiosina, las cuales, si se sumergen en una solución que contiene ATP, K+ y Mg2+, se contraen. Esto no ocurre si las hebras son hechas sólo de miosina. Estos experimentos fueron hechos por Albert Zsent Gyorgy y sugerían que la fuerza para la contracción muscular provenía de la interacción miosina, actina, ATP.
La tropomiosina es una molécula en forma de bastón asociada a los filamentos de actina. Consta de dos cadenas polipeptídicas similares en alfa hélice enrolladas una alrededor de la otra en un ensamblaje tipo cabeza cola y unida no covalentemente a las cadenas de F actina.
La troponina es una molécula esférica unida a los filamentos de actina. Está constituida por tres subunidades
La alfa actinina es la proteína que une los filamentos de actina a la línea Z.
El componente gamma, asociado a la _roponina, es una enzima, la creatino quinasa.
La proteína C interviene en el ensamblaje de las moléculas de miosina en los filamentos gruesos.
La beta actinina, asociada a la actina F, interviene en el ensamblaje de los filamentos delgados.
La M proteína se encuentra en las líneas M.
2.- FUERZA PARA LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
La energía para la contracción muscular proviene de la hidrólisis del ATP. La miosina tiene actividad ATPásica. El ATP unido a la miosina es rápidamente hidrolizado, pero el ADP y Pi permanecen unidos a la miosina y se disocian muy lentamente. La actina se une al complejo miosina - ADP -Pi y acelera la liberación de los productos. Ocurrido esto, la actomiosina se une al ATP, lo que produce disociación d la actina y miosina, y el complejo que produce ATP - miosina resultante está listo para otro ciclo catalítico. Las reacciones requieren Mg2+.
La fuerza para la contracción es generada por la formación y disociación cíclica de complejos entre la actina y las cabezas S1 de la miosina. Durante una simple contracción S1 de la miosina. Durante una simple contracción ocurren ciclos repetidos de unión, tracción y separación. No se sabe cómo es articulado el ciclo. No hay un modelo definitivo para la conversión de la energía química en energía mecánica.
Ha sido propuesto un mecanismo probable para la generación de fuerza para la contracción muscular. En el músculo en reposo, las cabezas S1 de los filamentos gruesos están separadas de los filamento delgados (I); el ADP y Pi, productos de la hidrólisis del ATP, están ligados a la miosina. Cuando el músculo es estimulado, la cabeza S1 se une a la actina en los filamentos delgados (II), Pi se separa del complejo miosina -ADP-Pi y S1 cambia de estructura y orientación en relación con la actina, lo que genera el impacto de fuerza de la contracción. El filamento delgado sufre una tracción de 75 Aº (III); el ADP se disocia y la unión subsecuente del ATP revierte el cambio de conformación de S1 la que se separa rápidamente de la actina (IV). Finalmente, el ATP es hidrolizado por la cabeza libre de miosina y se repite el proceso.
Las moléculas de miosina tienen dos tipos de uniones que permiten que las cabezas S1 se unan y se separen de la actina y cambien su orientación cuando están unidas. Hay un tipo de unión entre las cabezas S1 y el bastón S2 y otro tipo entre S2 y la unidad ligera de meromiosina. Las uniones son zonas flexibles vulnerables a la acción proteolítica de las enzimas. El papel de S2 es transmitir la tensión de S1 unido al filamento delgado, al dominio de la meromiosina ligera que conforma el filamento grueso. La unión de S1 y S2 permite la interacción de S1 con la actina con una orientación que difiere según que el ADP esté o no unido. La otra unión entre S2 y la meromiosina ligera (MML) permite variaciones en las posiciones de S1 con respecto al filamento grueso. Esto habilita una interacción precisa con la actina.
La unión del ATP al sitio catlítico de S1 produce la separación de la actina a otro sitio que está por lo menos a 60 Aº de distancia. S1 se une fuertemente a ATP o a la actina, pero no a ambos; prefiere el ATP, el cual es hidrolizado formando ADP - Pi - miosina que libera Pi con producción de cambios conformacionales e incremento de la afinidad de la miosina por la actina. Como el ADP no se disocia inmediatamente, la actina y miosina interaccionan fuertmente generando fuerza entre los dos sets de filamentos. La caída de energía libr (7 Kcal/mole) en esta etapa y los cambios conformacionales originan el impulso de fuerza. La liberación subsecuente del ADP permite la unión al ATP que induce la liberación de actina de S1. De esta manera, la energía libre del ATP se usa para disociar actina de miosina y para liberar Pi a fin de que la miosina pueda unirse fuertemente a la actina generando fuerza.
Se han preparado perlas cubiertas con miosina. Estas perlas se mueven unidireccionalmente a lo largo de cables de actina en presencia de ATP, el cual es hidrolizado. Alternativamente, los filamentos de actina pueden moverse sobre superficies de vidrio cubieras con miosina si el ATP está presente. La meromiosina pesada se mueve con la misma velocidad que la miosina intacta, lo cual indica que la cola de 850 Aº de la miosina no interviene en la generación de la fuerza contráctil. Efectivamente, los filamentos de actina se desplazan sobre películas cubiertas con S1. De manera que ninguna porción de la cola alfa helicoidal es esencial para el movimiento. La fuerza para la contracción muscular se genera dentro de la cabeza S1.
Ya hemos visto que la troponina y la tropomiosina son componentes de los filamentos delgados, los que están constituidos predominantemente de actina.
El regulador fisiológico de la contracción muscular es el calcio. En los músculos esqueléticos en reposo, el calcio es secuestrado en el retículo sarcoplasmático por un transporte activo, mantenido por el ATP, que disminuye la concentración de calcio citoplasmático. Un impulso nervioso incrementa el calcio citosólico y produce la contracción muscular. El efecto del calcio en la interacción actina miosina es mediado por la tropomiosina y el complejo troponina. La troponina C se une a los iones de Ca2+. La troponina I se une a la actina y la troponina T se une a la tropomiosina. Cada complejo de troponina regula las interacciones de 7 unidades de actina.
La troponina C es el componente sensor del Ca2+. Tiene dominios de alta y baja afinidad por el calcio. En el músculo en reposo, los sitios de alta afinidad son ocupados por el Ca2+ mientras que los de baja afinidad están vacíos. Cuando el calcio es liberado del retículo sarcoplásmico, éste ocupa los sitios de baja afinidad produciéndose un cambio de conformación que es transmitido a los otros componentes del complejo troponina y luego a la tropomiosina. Parece que la troponina T, que es elongada, controla la posición de la tropomiosina en el filamento delgado entre la actina y la cabeza S1 de la miosina. Un pequeño cambio en la posición de la tropomiosina puede alterar marcadamente la unión de actina a S1 o la capacidad de este complejo para sufrir cambios estructurales. La tropomiosina se mueve delante de las cabezas S1 de la miosina cuando el músculo esquelético es activado por impulsos nerviosos. Las observaciones de la motilidad in vitro, proporcionan evidencias adicionales sobre el papel de la troponina y tropomiosina en la regulación de la contracción muscular. El movimiento de perlas cubiertas con miosina sobre cables de actina es insensible al Ca2+ cuando están presente sólo esas dos proteínas. Si se adiciona troponina y tropomiosina, las perlas responden al calcio. El movimiento es bloqueado si el Ca2+ está ausente y se restaura con su adición. Un sistema con miosina, actina, troponina y tropomiosina presenta un movimiento regulado por el Ca2+.
La miosina del músculo estriado de los vertebrados contiene tres clases de cadenas ligeras (LC1, LC2 y LC3). La fosforilación de la cadena LC2 por una quinasa estimulada por el Ca2+ duplica la actividad ATPásica de la miosina estimulada por la actina. Se ignora la importancia fisiológica de este cambio. El músculo liso no es regulado por la troponina tropomiosina sino por el grado de fosforilación de LC2 produce contracción y su defosforilación relajación. La contracción del músculo liso es inducido por el incremento del calcio citosólico. La actividad del músculo liso es modulado por la epinefrina que actua como relajante. La epinefrina actúa a través del cAMP fosforilando una quinasa de cadena ligera. Esto baja la afinidad por el Ca2+ y disminuye la proporción de miosina fosforilada produciéndose la relajación muscular.
La energía para la contracción muscular proviene de la hidrólisis del ATP. En el músculo en reposo hay suficiente ATP sólo para mantener la contracción por una fracción de segundo. Los músculos de los mamíferos contienen una reserva de fosfato de alta energía en forma de fosfocreatina. La fosfocreatina se forma por la acción de la cretino quinasa que cataliza la reacción reversible:
La energía libre de hidrólisis de la fosfocreatina es de -10.3 Kcal/mol para el ATP. De modo que cuando se forma el ATP de fosfocreatina, el cambio de energía libre es de -3 Kcal/mol.
En el músculo en reposo hay alrededor de 4 mM de ATP, o,01 mM de ADP, 25 mM de fosfocreatina y 13 mM de creatina.
La fosfocreatina mantiene altas concentraciones de ATP durante la actividad muscular. Va reemplazando el ATP que son consume y es la mayor fuente de fosfatos de alta energía durante los primeros cuatro segundos de un ejercicio intenso.
Durante la actividad muscular, el nivel de ATP se mantiene mientras haya fosfocreatina disponible y disminuye cuando ésta se agota. El nivel de ADP y Pi incremente rápidamente en la contracción muscular y el AMP incrementa por acción de la adenilato quinasa que cataliza la reacción reversible.
2ADP à ATP + AMP
Al reducirse la carga energética en los músculos en actividad, se estimulan los procedsos metabólicos que generan ATP: la glucólisis y el ciclo del ácido tricarboxílico. Estos procesos son estimulados por el ADP, un modulador alostérico positivo. La glucólisis es también estimulada por el AMP, modulador positivo de la fosfofructoquinasa.
La fuente primaria de energía para la refosforilación del ADP y de la fosforcreatina no es idéntica para todos los músculos. Aun cuando todos los músculos de los vertebrados ostentan actividad glucolítica y respiratoria, la contribución relativa de la glucólisis y la respiración a la formación de ATP varía considerablemente. Las fibras musculares son de dos tipos principales: las fibras rojas o lentas y las fibras blancas o rápidas. Los músculos rojos tienen un alto contenido de mioglobina y citocromos. En estos músculos, la respiración es la fuente principal de energía para la fosforilación del ADP vía fosforilación oxidativa. Estos músculos tienen mitocondrias en abundancia, tal es el caso del músculo cardíaco y los músculos que intervienen en el vuelo de las aves. Los músculos blancos contienen poca _xidación_ y pocas mitocondrias. En ellos la glucólisis es la _xidación fuente de energía para la refosforilación del ATP. Algunos músculos contienen los dos tipos de fibras. En general, los músculos rojos utilizan ácidos grasos como su mayor fuente de energía vía _xidación a acetil-CoA y CO2 en el ciclo de Krebs. Los músculos blancos utilizan glucosa como mayor fuente energética.
Algunos invertebrados utilizan arginina fosfato para almacenar en el músculo grupos fosforilos de alta energía. La arginina fosfato, al igual que la creatina fosfato, tiene un grupo fosfoguanido. La transferencia de grupos fosforilos de arginina fosfato al ADP es catalizada por la arginina fosfoquinasa.
La ameba está provista de mecanismos de locomoción. Se ha aislado de la Acanthamoeba castellani una proteína muy parecida a la actina del músculo esquelético del conejo y capaz de combinarse con la miosina del músculo de este animal para formar un complejo híbrido de actomiosina. Aún más, la composición de aminoácidos de la actina de la Acanthamoeba es muy similar a la de la actina del músculo de conejo indicando que ambas actinas, tan diferentes, tienen un antecesor común y han experimentado muy pocos cambios evolutivos. La Acanthamoeba también contiene una proteína parecida a la miosina con actividad ATPásica y capacidad de unión ala actina, pero esta miosina no forma filamentos gruesos. Un extremo del filamento de actina de la A. castellani se fija a la superficie interna de la membrana celular, mientras que la ATPasa, que se une a la actina, se extiende hacia el citoplasma. Su interacción posiblemente origina una corriente en el citoplasma que se traduce en un movimiento ameboide.
Las plaquetas sanguíneas presentan formación de seudópodos y cambian de forma debido a la presencia de actina y miosina que son muy similares a las proteínas musculares.
Del cerebro se han aislado complejos de actomiosina que parecen estar asociados a las vesículas sinápticas que segregan neurotransmisores durante la transmisión sináptica del impulso nervioso.
La actina constituye el 10% de las proetínas de las células eucarióticas. La miosina es una proteína menos conservada que la actina en el proceso evolutivo. Las células no musculares contienen 10 a 100 veces menos miosina que actina.
Recientemente se han introducido estudios genéticos para determinar el papel de la actina y la miosina en las células no musculares. Uno de los procedimientos es el de la disrrupción del gene para producir interferencia de un gen particular y estudiar sus consecuencias.
7.- LA FUENTE DE ENERGÍA PARA LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
La energía para la contracción muscular proviene de la hidrólisis del ATP. En el músculo en reposo hay suficiente ATP sólo para mantener la contracción por una fracción de segundo. Los músculos de los mamíferos contienen una reserva de fosfato de alta energía en forma de fosfocreatina. La fosfocreatina se forma por la acción de la cretino quinasa que cataliza la reacción reversible:
La energía libre de hidrólisis de la fosfocreatina es de -10.3 Kcal/mol comparado con -7.3cal/mol para el ATP. De modo que cuando se forma el ATP de fosfocreatina, el cambio de energía libre es de -3 Kcal/mol.
En el músculo en reposo hay alrededor de 4 mM de ATP, 0.01 mM de ADP, 25Mm de fosfocreatina y 13mM de creatina.
La fosfocreatina mantiene altas concentraciones de ATP durante la actividad muscular. Va reemplazando el ATP que se consume y es la mayor fuente de fosfatos de alta energía durante los primeros cuatro segundos de un ejercicio intenso.
Durante la actividad muscular, el nivel de ATP se mantiene mientras haya fosfocreatina disponible y disminuye cuando ésta se agota. El nivel de ADP y Pi incrementa rápidamente en la contracción muscular y el AMP incrementa por acción de la adenilato quinasa que cataliza la reacción reversible.
2ADP à ATP + AMP
Al reducirse la carga energética en los músculos en actividad, se estimulan los procesos metabólicos que generar ATP: la glucólisis y el ciclo del ácido tricarboxílico. Estos procesos son estimulados por el ADP, un modulador alostérico positivo. La glucólisis es también estimulada por el AMP, modulador positivo de la fosfofructoquinasa.
La fuente primaria de energía para la refosforilación del ADP y de la fosfocreatina no es idéntica para todos los músculos. Aun cuando todos los músculos de los vertebrados ostentan actividad glucolítica y respiratoria, la contribución relativa de la glucólisis y la respiratoria, la contribución relativa de la glucólisis y la respiraci´n a la formació de ATP varia considerablemente. Las fibras musculares son de dos tipos principales: las fibras rojas o lentas y las fibras blancas o rápidas. Los músculos rojos tienen un alto contenido de mioglobina y citocromos. En estos músculos, la respiración es la fuente principal de energía para la fosforilación del ADP vía fosforilación oxidativa. Estos músculos tienen mitocondrias en abundancia, tal es el caso del músculo cardíaco y los músculos que intervienen en el vuelo de las aves. Los músculos blancos contienen poca mioglobina y pocas mitocondrias. En ellos la glucólisis es la principal fuente de energía para la refosforilación del ATP. Algunos músculos contienen los dos tipos de fibras. En general, los músculos rojos utilizan ácidos grasos como su mayor fuente de energía vía oxidación a acetil - CoA y CO2 en el ciclo de Krebs. Los músculos blancos utilizan glucosa como mayor fuente energética.
Algunos invertebrados utilizan arginina fosfato para almacenar en el músculo grupos fosforilos de alta energía. La arginina fosfato, al igual que la creatina fosfato, tiene un grupo fosfoguanido. La transferencia de grupos fosforilos de la argina fosfato al ADP es catalizada por la arginina fosfoquinasa.
8.- LAS PROTEÍNAS CONTRÁCTILES EN OTRAS CÉLULAS
La ameba está provista de mecanismos de locomoción. Se ha aislado de la Acanthamoeba castellani una proteína muy parecida a la actina del músculo esquelético del conejo y capaz de combinarse con la miosina del músculo de este animal para formar un complejo híbrido de actomiosina. Aún más, la composición de aminoácidos de la actina d ela Acanthamoeba es muy similar a la de la actina del músculo de conejo indicando que ambas actinas, tan diferentes, tienen un antecesor común y han experimentado muy pocos cambios evolutivos. La Acanthamoeba también contiene una proteína parecida a la miosina con actividad ATPásica y capacidad de unión a la actina, pero esta miosina no forma filamentos gruesos. Un extremo del filamento de actina de la A. castellani se fija a la superficie interna d ela membrana celular, mientras que la ATPasa, que se une a la actina, se extiende hacia el citoplasma. Su interacción posiblemente origina una corriente en el citoplasma que se traduce en un movimiento ameboide.
Las plaquetas sanguíneas presentan formación de seudópodos y cambian de forma debido a la presencia de actina y miosina que son muy similares a las proteínas musculares.
Del cerebro se han aislado complejos de actomiosina que parecen estar asociados a las vesículas sinápticas que segregan neurotransmisores durante la transmisión sináptica del impulso nervioso.
La actina constituye el 10% de las proteínas de las células eucarióticas. La miosina es una proteína menos conservada que la actina en el proceso evolutivo. Las células no musculares contienen 10 a 100 veces menos miosina que actina.
Recientemente se han introducido estudios genéticos para determinar el papel de la actina y la miosina en las células no musculares. Uno de los procedimientos es el de la disrrupción del gene para producir interferencia de un gen particular y estudiar sus consecuencias.
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