Resumen de El Citoesqueleto Eucariota: Estructura y Función

## Introducción Los **filamentos de actina** son polímeros dinámicos formados por monómeros de actina G que organizan la membrana celular y generan fuerzas necesarias para protrusión, contracción, endocitosis y exocitosis. Este material explica cómo se forman, regulan y organizan los filamentos de actina en distintos dominios celulares, y cómo esas estructuras permiten funciones celulares concretas. > Definición: Los filamentos de actina (F-actina) son polímeros helicoidales de monómeros de actina G unidos en una red o haces que generan tensión y protrusión en la célula. ## Conceptos básicos y estados de la actina - **Actina G (monómero)**: puede estar ligada a ATP o ADP. - **Actina F (filamento)**: polímero formado por la unión de actina G. > Definición: Treadmilling es la adición de monómeros en el extremo barbed (+) y la pérdida en el extremo pointed (−), manteniendo la longitud promedio del filamento. ### Estados y estabilidad - G-actina–ATP: alta afinidad por el filamento; lista para incorporarse. - F-actina–ATP: recién incorporada al filamento. - F-actina–ADP–Pi a F-actina–ADP: transición hacia un estado menos estable. Esto crea un gradiente de estabilidad: el extremo + es más estable; el extremo − es más inestable. ## Mecanismo de polimerización 1. Activación de monómeros de actina (ATP-actina). 2. Nucleación: formación del trímero inicial (paso limitante). 3. Formación del núcleo estable. 4. Elongación por el extremo barbed (+). 5. Incorporación continua de ATP-actina. 6. Hidrolisis de ATP a ADP en el filamento. 7. Maduración del filamento. 8. Treadmilling (equilibrio entre crecimiento y pérdida). 9. Capping de extremos (+ o −). 10. Regulación por proteínas asociadas (profilina, cofilina, CapZ, VASP, forminas). > Definición: Nucleadores son proteínas que facilitan la formación del primer núcleo estable de actina; ejemplos: Arp2/3 y forminas. ## Nucleadores y sus productos | Nucleador | Estructura generada | Regulación típica | |---|---:|---| | Arp2/3 | Redes ramificadas (ángulo ~70°) | Activado por N-WASP/WAVE; requerido en lamelopodios y endocitosis | | Forminas | Filamentos lineales largos | Reclutadas por RhoA/Cdc42 y VASP; esenciales en filopodios y fibras de estrés | ## Proteínas reguladoras clave - **Profilina**: entrega ATP-actina al extremo +; reclutada por VASP. - **Cofilina/ADF**: despolimeriza y hermana filamentos envejecidos (actina–ADP). - **CapZ**: tapa extremo + y regula elongación. - **VASP**: anti-capping y recluta profilina-actina G; favorece elongación. - **Fascina**: empaqueta filamentos en haces (filopodios). - **Gelsolina**: corta filamentos y facilita reorganización (actuación en exocitosis). - **Miosina II / Miosina I**: generan contracción actomiosina y movilización vesicular. ## Regulación por Rho GTPasas (interruptores maestros) | GTPasa | Efecto principal | Resultado físico | |---|---:|---| | RhoA | Activa forminas y ROK → contractilidad | Contracción actomiosina → ↑ tensión cortical | | Rac1 | Activa WAVE → Arp2/3 → polimerización ramificada | Empuje de membrana → lamelopodio (protrusión amplia) | | Cdc42 | Activa N-WASP / forminas → filamentos lineales | Protrusión fina → filopodios (exploración) | > Definición: Microdominios de membrana son regiones enriquecidas en lípidos/proteínas (ej. PIP2, PIP3) que actúan como sitios locales de activación de la red de actina. ## Organización espacial: dominios celulares y funciones - Membrana plasmática: integrinas, cadherinas, PIP2 actúan como plataformas de activación. - Frente (protrusión): filopodios (Cdc42) y lamelopodios (Rac1). - Parte media/trasera: fibras de estrés y contracción (RhoA). Tabla resumen de dominios y componentes: | Región celular | GTPasa dominante | Nucleador/Adaptadores | Función principal | |---|---:|---|---| | Frente extremo (filopodios) | Cdc42 | IRSp53, forminas, VASP, fascin | Exploración y contacto | | Frente amplio (lamelopodios) | Rac1 | WAVE, Arp2/3, VASP, retrofluj