anteproyecto

LA ODISEA DE LA VIDA.




LA SINTESIS DE PROTEINAS
LA ACTINA Y LA MIOSINA, PROTEINAS BASES DE LA CONTRACCION MUSCULAR




Antecedentes:


Los filamentos de actina, generalmente asociados con la miosina, son los responsables de muchos tipos de movimientos celulares. La miosina es el prototipo de motor molecular, una proteína que convierte energía química en forma de ATP en energía mecánica,generando de esta manera fuerza y movimiento. El tipo de movimiento más sorprendente es la contracción muscular, que ha proporcionado el modelo para comprender las interacciones actina-miosina y la actividad motora de las moléculas de miosina. Sin embargo, las interacciones entre la actina y la miosina son las responsables no sólo de la contracción muscular sino también de diversos tipos de movimientosde las células no musculares, incluyendo la división celular, por lo que estas interacciones desempeñan un papel central en la biología celular. Más aun, el citoesqueleto de actina es el responsable del movimiento de arrastre de las células a lo largo de una superficie, que parece que está dirigido directamente por la polimerización de la actina así como por interacciones actina-miosina.
La basepara comprender la contracción muscular es el modelo de deslizamiento de los filamentos, propuesto por primera vez en 1954 por Andrew Huxley y Ralph Niedergerke y por Hugh Huxley y Jean Hanson (Fig. 11.21). Durante la contracción muscular, cada sarcómero se encoge, acercando los discos Z. La amplitud de la banda A no varía, pero tanto las bandas I como la zona H casi desaparecen por completo.Estos cambios se explican porque los filamentos de actina y miosina se deslizan uno sobre otro, por lo que los filamentos de actina ocupan la banda A y la zona H. Por lo tanto, la contracción muscular se debe a la interacción entre los filamentos de actina y miosina que genera el movimiento relativo de uno respecto al otro. La base molecular de esta interacción es la unión de la miosina a losfilamentos de actina, lo que permite a la miosina funcionar como un motor que dirige el deslizamiento de los filamentos.

Aunque los mecanismos moleculares no están todavía completamente dilucidados, se ha proporcionado un modelo plausible de la actividad de la miosina a partir de estudios in vitro del movimiento de la miosina a lo largo de filamentos de actina (un sistema desarrollado por James Spudich yMichael Sheetz) y a partir de la determinación de la estructura tridimensional de la miosina por Iván Rayment y sus colaboradores. El ciclo comienza con la miosina (en ausencia de ATP) unida fuertemente a la actina. La unión de ATP disocia el complejo miosinaactina y la hidrólisis del ATP induce un cambio conformacional en la miosina. Este cambio afecta a la región del cuello de la miosina queune las cadenas ligeras, que actúa como un brazo de palanca desplazando la cabeza de miosina aproximadamente 5nm. Los productos de la hidrólisis (ADP y P) permanecen unidos a la cabeza de miosina, diciéndose que está en posición “ladeada”. La cabeza de miosina se vuelve a unir al filamento de actina en una nueva posición, produciéndose la liberación de ADP y Pi y disparando el “golpe de potencia”,por el cual la cabeza de miosina retorna a su conformación inicial, deslizando de esa manera los filamentos de actina hacia la línea M del sarcómero. La contracción del músculo esquelético es disparada por impulsos nerviosos que estimulan la liberación de Ca2+ desde el retículo sarcoplásmico, una red especializada de membranas internas, similar al retículo endoplasmático, que almacena una elevadaconcentración de iones Ca2+. La liberación del Ca2+, desde el retículo sarcoplásmico incrementa la concentración de Ca2+ en el citosol desde, aproximadamente, 10-7 a 10-5M. El aumento de la concentración de Ca2+ es la señal para la contracción muscular, interviniendo dos proteínas accesorias unidas a los filamentos de actina: la tropomiosina y la troponina. La tropomiosina es una proteína fibrosa...