Lamelipodio
Un lamelipodio é unha proxección de forma laminar da superficie de avance dunha célula móbil de orixe citoesquelética constituída por un núcleo de proteína actina. Contén unha rede case bidimensional de actina; a estrutura completa propulsa a célula polo substrato.[1] Dentro dos lamelipodios hai costelas de actina chamadas microespículas, que, cando se estenden máis alá do lamelipodio denomínanse filopodios.[2] O lamelipodio orixínase pola nucleación da actina baixo a membrana plasmática da célula[1] e é a principal área de incorporación de actina ou formación de microfilamentos da célula.
Descrición editar
Os lamelipodios encóntranse principalmene en células móbiles, por exemplo, en queratinocitos de peixes e ras, onde están implicados na curación de feridas rápida.[3] Os lamelipodios destes queratinocitos permítenlles moverse a grandes velocidades de 10–20 μm / min sobre superficies epiteliais.[4] Cando frgmentos de células con lamelipodios se separan do corpo celular, aínda poden seguir arrastrándose libremente por si sós.[5]
Os lamelipodios son unha característica da parte frontal en avance dunha célula en movemento. Crese que funcionan como un motor do movemento tirando da célula cara a adiante durante o proceso de migración celular. Porén, tamén se observou movemento celular cos lamelipodios inhibidos.[6] O extremo do lamelipodio é o lugar onde ocorre a exocitose en células migrantes de mamíferos como parte do seu ciclo endocítico mediado por clatrina. Isto, xunto coa polimerización de actina que ten lugar aquí, axuda a que se estendan as lamelas cara a adiante e así avance a parte frontal da célula. Isto actúa como un aparato de guía para as células no proceso da quimiotaxe.[7] Tamén é o sitio desde o cal as partículas ou agregados unidos á superficie da célula migran nun proceso chamado formación da caparuza (cap).[8]
- Estrutura
Estruturalmente, os extremos con pugas dos microfilamentos (monómeros de actina localizados unidos a ATP) están orientados cara aoo bordo "explorador" da célula, mentres que os extremos bicudos dos microfilamentos (con monómeros de actina unidos a ADP) dan á parte de atrás da lamela.[9] Isto crea unha especie de fita transportadora no lamelipodio que axuda ao fluxo retrógrado das partículas.[9] Os complexos Arp2/3 están presentes nas unións entre un microfilamento e outro nos lamelipodios e contribúen á creación da rede de actina. O Arp 2/3 soamente pode unirse a microfilamentos previamente existentes, pero unha vez unido crea un sitio para a extensión de novos microfilamentos, o cal crea ramificacións.[10] Outra molécula que se encontra a miúdo na actina polimerizada con Arp2/3 é a cortactina, que parece que liga a sinalización da tirosina quinase coa reorganización citoesquelética no lamelipodio e estruturas asociadas.[10]
Rac e Cdc42 son dúas GTPases da familia Rho, que normalmente son citosólicas pero poden tamén encontrarse na membrana plasmática baixo certas condicións.[2] Cando se activa Cdc42, pode interaccionar con receptores da familia da proteína da síndrome de Wiskott–Aldrich (WASp), en concreto con N-WASp, que despois activa a Arp2/3. Isto estimula a ramificación da actina e incrementa a mobilidade celular.[2] Rac1 induce á cortactina a localizarse na membrana plasmática, onde se une simultaneamente á F-actina e á Arp2/3. O resultado é unha reorganización estrutural do lamelipodio e orixina como resultado a mobilidade celular.[10] Rac promove a creación de lamelipodios, mentres que cdc42 promove os filopodios.[11]
As proteínas Ena/VASP encóntranse no bordo de avance dos lamelipodios, onde promoven a polimerización da actina necesaria para a protrusión do lamelipodio e a quimiotaxe. Ademais, Ena/VASP prevén a acción da proteína da formación da caparuza (capping protein), que detén a polimerización da actina.[12]
Notas editar
- ↑ 1,0 1,1 Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). Molecular Biology of the Cell (4th ed.). New York, NY: Garland Science. pp. 908, 931, 973–975. ISBN 978-0-8153-3218-3.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Small, J. Victor; Stradal, Theresia; Vignal, Emmanuel; Rottner, Klemens (2002). "The lamellipodium: where motility begins". Trends in Cell Biology 12 (3): 112–120. PMID 11859023. doi:10.1016/S0962-8924(01)02237-1.
- ↑ Maxime F. Fournier, Chiara Gabella, Jean-Jacques Meister, Ivo F. Sbalzarini, Alexander B. Verkhovsky. Dynamics of Wound Repair in the Lamellipodia. Biophysical Journal. Volume 100, issue 3, supplement 1, 303A, 2 de febreiro de 2011. DOI: [1]
- ↑ Csucs, G., Quirin, K., & Danuser, G. (2007). Locomotion of fish epidermal keratocytes on spatially selective adhesion patterns. Cell motility and the cytoskeleton, 64(11), 856–867. [2]
- ↑ Ballestrem C, Wehrle-Haller B, Hinz B, Imhof BA. Actin-dependent lamellipodia formation and microtubule-dependent tail retraction control-directed cell migration. Mol Biol Cell. Setembro 2000;11(9):2999-3012. doi: 10.1091/mbc.11.9.2999. PMID 10982396; PMCID: PMC14971. Cita: "probablemente debido á forza impulsora creada pola polimerización da actina no bordo en avance e o contacto focal estable no corpo celular principal, as células son ás veces desgarradas e divididas, orixinando fragmentos separados do corpo celular principal. Estes fragmentos “escindidos” continuaron migrando autonomamente deixando detrás un rastro de membrana que contiña actina."
- ↑ Stephanie L. Gupton, Karen L. Anderson, Thomas P. Kole, Robert S. Fischer, Aaron Ponti, Sarah E. Hitchcock-DeGregori, Gaudenz Danuser, Velia M. Fowler, Denis Wirtz, Dorit Hanein, Clare M. Waterman-Storer Cell migration without a lamellipodium : translation of actin dynamics into cell movement mediated by tropomyosin. Journal of Cell Biology (2005) 168 (4): 619–631. 14 de febreiro de 2005. [3]
- ↑ Guan Wang, Thierry Galli. Reciprocal link between cell biomechanics and exocytosis. Traffic. Volume19, issue10, outubro de 2018, páxinas 741-749. [4]
- ↑ Sinnar SA, Antoku S, Saffin JM, Cooper JA, Halpain S. Capping protein is essential for cell migration in vivo and for filopodial morphology and dynamics. Mol Biol Cell. 15 de xullo de 2014;25(14):2152-60. doi: 10.1091/mbc.E13-12-0749. Epub 14 de maio de 2014. PMID 24829386; PMCID: PMC4091828.
- ↑ 9,0 9,1 Cramer, Louise P. (1997). "Molecular mechanism of actin-dependent retrograde flow in lamellipodia of motile cells" (PDF). Frontiers in Bioscience 2 (4): d260–270. PMID 9206973. doi:10.2741/a189.
- ↑ 10,0 10,1 10,2 Weed, Scott A.; Karginov, Andrei V.; Schafer, Dorothy A.; Weaver, Alissa M.; Kinley, Andrew W.; Cooper, John A.; Parsons, J. Thomas (2000). "Cortactin localization to sites of actin assembly in lamellipodia requires interactions with F-actin and the Arp2/3 complex". Journal of Cell Biology 151 (1): 29–40. PMC 2189811. PMID 11018051. doi:10.1083/jcb.151.1.29.
- ↑ Hall, Alan (1998). "Rho GTPases and the actin cytoskeleton". Science 279 (5350). pp. 509–514. Bibcode:1998Sci...279..509H. PMID 9438836. doi:10.1126/science.279.5350.509.
- ↑ Bear, James E.; Gertler, Frank B. (2009). "Ena/VASP: towards resolving a pointed controversy at the barbed end". Journal of Cell Science 122 (12): 1947–1953. PMC 2723151. PMID 19494122. doi:10.1242/jcs.038125.