Filamentos Intermedios y Receptor SRP: Estructura, Función y Mecanismos Celulares Clave

Filamentos Intermedios: Estructura, Organización y Tipos

Aunque los dominios terminales amino y carboxilo varían, todos los miembros de la familia de los Filamentos Intermedios (FI) son proteínas alargadas con un dominio central en alfa hélice conservado. Este dominio, unido a otro monómero, forma una estructura sobreenrollada extendida. A su vez, un par de dímeros paralelos se asocian de forma antiparalela, formando un tetrámero escalonado. Las subunidades de los FI no tienen lugares de unión para nucleótidos. Además, sus dos extremos son equivalentes, ya que la subunidad tetramérica está formada por dos dímeros que apuntan en sentidos opuestos. Por lo tanto, el FI ensamblado no tiene polaridad estructural.

Los tetrámeros se empaquetan lateralmente y configuran el filamento, formado por ocho protofilamentos paralelos constituidos por tetrámeros. Este gran número de polipéptidos, alineados y con unas interacciones hidrofóbicas laterales fuertes típicas de proteínas con sobreenrollamiento, proporciona a los FI características semejantes a las de una cuerda: se pueden doblar con facilidad, pero son muy difíciles de romper y se pueden estirar hasta tres veces su longitud.

Tipos de Filamentos Intermedios

Los Filamentos Intermedios se clasifican en diversas familias, cada una con funciones y localizaciones específicas:

1. Queratinas

• Son la familia de FI más diversa.
• Cada filamento está compuesto por una proporción igual de queratina tipo I (ácidas) y queratina tipo II (neutras o básicas), que forman una subunidad de filamento heterodimérica.
• Una sola célula epitelial puede producir muchos tipos de queratinas, y estas copolimerizan en una sola red.
• Los filamentos de queratina dan resistencia mecánica a los tejidos epiteliales, en parte porque los FI se anclan a las uniones intercelulares (desmosomas) o a los contactos con la matriz (hemidesmosomas).
• Proporcionan cierta organización a los orgánulos y participan en la transducción de señales celulares.

2. Neurofilamentos

• Se encuentran en grandes cantidades en los axones de las neuronas de vertebrados.
• Existen tres formas: L (ligera), M (media) y H (pesada), que se diferencian en el tamaño de su extremo C-terminal. Estas isoformas se asocian entre sí, formando heterodímeros.
• Determinan el diámetro de los axones y, por ende, el nivel de propagación del impulso nervioso.
• Se acumulan en la ELA (Esclerosis Lateral Amiotrófica).

3. Proteínas relacionadas con la Vimentina

Desmina, un miembro de esta familia, se expresa en:

• Músculo liso: Une cuerpos electrodensos que también unen miofibrillas contráctiles.
• Músculo esquelético: Una banda de desmina rodea la sarcómera, envuelve el disco Z y lo conecta a la membrana plasmática (MP), mientras que los filamentos longitudinales que atraviesan los discos Z conectan con las bandas y relacionan las sarcómeras próximas.

La desmina no participa en la contracción, pero sí en el mantenimiento de la integridad de la sarcómera.

4. Láminas Nucleares

• Dan resistencia y soporte en la envoltura nuclear (EN).
• Forman una red bidimensional (2D) entre la cromatina y la cara interna de la EN, participando en la organización de la cromatina y en el espaciado de los poros.
• Conectan con las proteínas de la envoltura externa y con el citoesqueleto citoplásmico y la matriz extracelular (MEC).
• Existen tres genes en humanos: uno para las láminas A y C, y otros dos para la lámina B, que parece ser la primordial y está presente en todas las células.

Ciclo del Receptor de la Partícula de Reconocimiento de Señal (SRP)

El receptor de la SRP (SRP-R) es una proteína integral de membrana con dos subunidades: alfa y beta. Las interacciones entre la SRP, el péptido naciente-ribosoma y el SRP-R aumentan cuando la subunidad P54 de la SRP y la subunidad alfa del SRP-R están unidas a GTP. Cuando el GTP se hidroliza, las subunidades se separan.

Fases del Ciclo SRP-R

1. La SRP se une al complejo señal-ribosoma (SS-ribosoma), induciendo la pausa en la traducción.
2. El SRP-R une el complejo SRP-ribosoma y lo dirige al translocador.
3. La hidrólisis de GTP desensambla la SRP y el SRP-R, liberando GDP para poder reiniciar el ciclo.
4. Se inicia la transferencia de la cadena polipeptídica-ribosoma, por mecanismos aún desconocidos, al punto de translocación.