La dineína y la cinesina.

Las proteínas motoras son sistemas moleculares que actuan como máquinas, ellas hacen que los músculos se encojan, realizar el transporte intracelular y permiten que las células se desplacen y se dividan, cambiando energía química en trabajo mecánico al desplazarse sobre filamentos de proteínas del citoesqueleto.

El entramado de filamentos formadas por las proteínas del citoesqueleto permiten a las células admitir una variedad de formas, producir sus cromosomas, dividirse, organizar el citoplasma y llevar a cabo movimientos coordinados. Entre éstas, las proteínas de las familias de actina y de tubulina son aptos para auto-ensamblarse formando los filamentos de actina y los microtúbulos respectivamente.

Además, sobre estos filamentos, a modo de caminos, se mueven las proteínas motoras de las familias de la miosina, quinesina y dineína, un tipo de motores moleculares que convierten la energía química de la hidrólisis del ATP en trabajo mecánico.

 

Hay dos tipos de proteínas motoras que se unen a los microtúbulos para llevar a cabo los movimientos celulares, a saber, la dineína y la quinesina o cinesina. Estas proteínas motoras están implicados en diversas funciones celulares tales como la segregación cromosómica en la división celular, el transporte de orgánulos, y el transporte de ARN y proteínas.

Los microtúbulos sirven como pistas para dos clases de proteínas motoras  es decir, la dineína y la cinesina. la cinesina en movimiento a lo largo de los microtúbulos por lo general llevan carga, tales como orgánulos y vesículas del centro de una célula a su periferia.

 

Dentro de las celulas, las proteinas y las vesiculas, que son pequeños compartimentos membranosos, viajan entre distintas zonas de la celula y otros organulos limitados por membranas, con frecuencia se transportan a distancias de muchos micrometros  a lo largo de las vias bien definidas en la disolución gelatinosa, rica en agua, denominada citosol, que está delimitado por la membrana celular y la membrana nuclear, en el caso de que la célula sea eucariótica. En el citosol se encuentran inmersos la mayoría de los orgánulos celulares. Este transporte de los elementos de la celula se realiza en los dos sentidos, tanto del núcleo hacia la membrana como de la membrana hacia el núcleo y esto se produce a lo largo de los microtúbulo.

 

 

 

Los microtúbulos.

Un rasgo común compartido por la dineína y la quinesina es que ambos consisten en una región que se une a los microtúbulos, estos son polímeros huecos cilíndricos.

Los microtúbulos estan hechos de subunidades formadas por una proteina llamada tubulina, cuando las particulas no esta  formando microtúbulos, ellas estan disueltas en el citoplasma, estas subunidades estan siempre listas y diponibles, los microtúbulos se ensamblan y se desensamblan  cuando la celula lo requiera, las subunidades se reconstruyen por medio de centros organizadores de microtubulos localizados en varias partes de la celula. Todas las celulas eucariotas [1] tienen un centro organizador de microtubulos  cerca del nucleo llamado centrosoma durante la division celular el centorosoma produce microtúbulos para el ecuador celular que separa los cromosomas y los dividen en dos celulas hijas.

Se produce  creación de bloques en los microtúbulos - tubulinas Todas las células eucariotas producen la proteína tubulina, de la forma habitual. La manera habitual, por supuesto, es por la transcripción de genes que codifican para la tubulina para producir ARN mensajero, seguido por la traducción del ARNm por los ribosomas con el fin de producir la proteína. Las células mantienen al menos dos tipos de tubulina, lo que llamamos la tubulina alfa y beta tubulina.

 

 

 

 

 

 

 

http://www.biologia.edu.ar/metabolismo/met1.htm

Liberacion y consumo de energia en la celula.

En las célula se desarrollan muchas  reacciones químicas que pueden  liberar  energía o   consumir  energía. Las reacciones químicas que pueden  liberar  energía se denominan  exergónicas y las reacciones químicas que consumen energia se denominan  endergónicas que en su conjunto constituyen el metabolismo celular,

 

  Las células sintetizan moléculas que conducen energía ,capaces de capturar la energía de las reacciones exergónicas y las llevan a las reacciones endergónicas. Las células regulan las reacciones químicas por medio de catalizadores biológicos denominados enzimas.

Las células  acumulan la energía necesaria para sus reacciones en ciertas moléculas, la principal es el ATP, trifosfato de adenosina. Las células lo usan para capturar, transferir y almacenar energía libre necesaria para realizar el trabajo químico.

La función del ATP es suministrar energía hidrolizándose a ADP y Pi. Esta energía puede usarse para obtener energía química: por ejemplo para la síntesis de macromoléculas, el transporte a través de las membranas y el trabajo mecánico: por ejemplo la contracción muscular, movimiento de cilios y flagelos, movimiento de los cromosomas

Mecanismo la hidrólisis de ATP.

La adenosina-5'-trifosfato (ATP) se compone de un anillo de adenina, un azúcar ribosa, y tres grupos fosfato, como se muestra a continuacion.

 

 

 

El ATP es una molécula inestable que hidroliza a ADP y fosfato inorgánico cuando está en equilibrio con el agua. La conversion de ATP a ADP produce 7.3 kcal/mol de ATP, esta es la fuente de energia para una variedad de procesos en plantas y animales.

 

 

 

 

 La alta energía de esta molécula proviene de los dos enlaces fosfato de alta energía, la hidrólisis de ATP una reacción exergónica.

Movimiento mecanico de las moleculas.

La dineína y la kinesina se mueven en direcciones opuestas; la dineína hacia el extremo negativo de la microtúbulos y la cinesina hacia el extremo positivo. A medida que estas proteínas motoras se mueven, los orgánulos que se unen a ellos son transportados a lo largo de los microtúbulos. De esta manera, la quinesina y la dineína juegan un papel importante en el transporte de las proteínas intracelulares y en la reubicación de materiales dentro de la celula. La dineína también se unen a los microtúbulos que constituyen los cilios y flagelos y activa ciliar y el movimiento flagelar. Estas proteínas motoras también juegan un papel en la segregación cromosómica durante la división celular y la locomoción celular .

En los siguientes dibujos queda reflejada en forma esquematica el movimiento de La dineína y la cinesina y el transporte de carga.

Tanto la dineína y la cinesina se unen en un extremo a los microtúbulos y a una carga, como por ejemplo un orgánulo, en el otro extremo, y se mueven en una dirección constante a lo largo de los microtúbulos.



La cinesina se mueve a lo largo de los microtúbulos cambiando su estructura tridimensional usando energía producida por la hidrólisis de ATP. Este modelo movimiento se asemeja a un hombre que caminaba en dos patas. 

 

 

 

Referencias.

[1] Origen de las células  eucariotas.

[2] Mecanismo de hidrólisis del ATP

Eduardo Ghershman, 4.12.2015