Teo301rica Motores 2016

QBIIA - Organización y Función Celular
2016
MODULO I: Arquitectura celular

Motores moleculares

Christiaan Huygens, siglo XVII

Transporte intracelular

-las redes de MT, MF y FI representan un
impedimento para libre difusión
-microinjección de dextranos indica difusión muy
baja para partículas mayores de 500 kD
-transporte subceular es mediado por MOTORES
MOLECULARES

La dinámica intracelularDEPENDE de la actividad constante
de motores moleculares

Los motores moleculares son enzimas
mecanoquímicas:
consumen ATP generando trabajo mecánico
-transporte de partículas y organelas
(cromosomas, RNPs, organelas de membrana)
-tensión para cambios morfológicos,
fagocitosis, migración celular.
-contracción muscular
-depolimerización de microtúbulos

Kinesinas
Dineínas
Miosinas

ATPasa:liberación de Pi provoca cambio
conformacional, que es amplificado por el “brazo”
del motor molecular

Kinesinas: se dirigen al extremo + de MT (excepciones, KIFC entre
otras)

Dineínas: se dirigen al extremo – de MT
Miosinas: se desplazan sobre microfilamentos (extremo + en gral.)
Transporte intracelular de corta distancia: dispersión local
Existen centenares de KIFs, miosinas y subunidades dedineínas
No se conocen motores moleculares capaces de desplazarse sobre
filamentos intermedios. Tal vez debido a la falta de polaridad de estas
fibras

Experimentos pioneros de transporte axonal:
Transporte axonal rápido y lento

Velocidad promedio
Rápido (vesículas): FAT (Fast Axonal Transport)
1-10 cm/día (~1-10 um/min)
Lento (tubulina y filamentos intermedios):
0.01-0.1 cm/día (~0.01-0.1 um/min)Intermedio (mitocondrias)

Videos de transporte vesicular in vitro: (axoplasma de
calamar y otros)
- en tiempo real se observan pausas en el movimiento
Velocidad instantánea >>> Velocidad macroscópica:
~ 5-50 um/min
transporte axonal rápido (vesículas)
(~1-10 um/min)
- a lo largo de microtúbulos y sobre “vías” invisibles
(posteriormente se confirmó que el movimiento
continuaba sobremicrofilamentos)
- Frecuentemente bidireccional: una misma vesícula
/carga-no-vesicular puede experimentar movimiento
anterógrado y retrógrado intermitentemente

FAT anterógrado y FAT retrógrado en axoplasma de calamar

Transporte de mitocondrias en axones de Drosophila

-Procesividad: distancia máxima sin detenerse
-Velocidad instantánea

Kinesinas
0.02-3 um / seg

vs

dineínas
max:14 um / seg

Cómoidentificar/aislar proteínas motoras que funcionan sobre MT?

Cómo identificar/aislar proteínas motoras que funcionan sobre MT?

LA PRIMER KINESINA
(KINESINA CONVENCIONAL/
KINESINA 1/KIF5)
Fue aislada como una MAP con
actividad ATPásica (queda retenida
en MT en presencia de AMPPNP)

Cabezas globulares con
actividad ATPasa, se unen a
los microtúbulos mientras
que las colas se unen a
componentescelulares.
Este es el “diseño básico”
para todos los motores
moleculares: kinesinas,
dineínas y miosinas.

“Kinesina I”

o “kinesina
convencional” o “KIF5”

Motores
moleculares
a escala humana

microscopía electrónica

www.mpasmb-hamburg.mpg.de/ktdock/

ADP

ATP
ADP

ATP

ADP

Múltiples kinesinas: KIFs (por homología)
15 familias en vertebrados (1;2;3;…;14A; 14B)
-aprox 500 486 KIFs agrupadas enfamilias
-familias 16 y 17 están presentes en organismos o
células con cilias o flagelos

Nomenclatura:
Kinesin 1 /Kinesina convencional /KIF5
(ubicua)

KIF (N, C y M) Clasificación de
Hirokawa, según la posicion del
dominio motor.

“kinesina” /kinesina 1

Kin 13
retrógradas!!!

KIF (N, C y M) Clasificación de
Hirokawa, según la posición del
dominio motor.

(-)

Kin 13
retrógradas!!!

(+)

KIF5: tetramérica

Monoméricas ??

Tetraméricas
Triméricas ???

Diméricas

-Hirokawa et al. Nat Rev Mol Cell Biol 2009 (tabla kin-cargo)
-Hirokawa & Tanaka Ex Cell Res 2015

Dineína: se desplaza al extremo –.
Complejo 1000kD, diversidad de DHC, DIC y DLC

Citosol:
Homodimeros (DHC1, DHC2,
varias DLCs y DICs)
Cilios y flagelos:
Heterotrímeros
y heterodímeros

Dominio motor:
6(7) dominios AAA...