Estructura molecular de los miofilamentos y sus interacciones

Figura 1	Figura 2
Figura 3	Figura 4

Los filamentos finos están formados por actina, tropomiosina y troponinas, proteínas que se relacionan directamente con el proceso de acortamiento del sarcómero (Fig 1).

Los microfilamentos de actina están constituídos por 2 hebras proteicas, que se enrollan para formar una estructura helicoidal doble (Figs 2 y 3). Cada hebra corresponde a un polímero de moléculas asimétricas de G actina, lo que otorga a los microfilamentos de actina una polaridad definida.

La tropomiosina es una molécula con forma de bastón, de alrededor de 40 nm de longitud, que corresponde a un dímero de 2 cadenas-hélice idénticas, que se enrollan una respecto de la otra para formar filamentos que corren a lo largo de ambos bordes del microfilamento de F-actina (Fig 4).

La troponina es un complejo de 3 subunidades que se dispone en forma discontinua a lo largo del microfilamento. El complejo está formado por TnT, que se une fuertemente a la tropomiosina, TnC que une iones calcio y TnI que se une a actina. En los filamentos finos, cada molécula de tropomiosina recorre 7 moléculas de G-actina y tiene un complejo de troponina unido a su superficie (Fig 4).

Los filamentos finos de sarcómeros vecinos anclan en la linea Z a través de las proteínas a-actinina y Cap Z, que se unen selectivamente al extremo (+) de los filamentos de actina.

Figura 5	Figura 6
Figura 7	Figura 8

La molécula de miosina-II está formada por 2 polipéptidos de 220 kD cada uno (cadenas pesadas ) y 4 polipéptidos de 20 kD cada uno (cadenas livianas) (Fig 5). Está organizada en 3 dominios estructural y funcionalmente distintos: cabeza, cuello y cola. En el extremo NH2-terminal las 2 cadenas pesadas presentan una estructura globular, llamada cabeza, la que se continúa en una zona con forma de bastón, de unos 150 nm de largo, cuya porción inicial corresponde al cuello de la molécula y el resto a la cola.

En el músculo estriado, cada filamento grueso es una estructura bipolar formada por la asociación antiparalela de alrededor de 300 moléculas de miosina-II (Fig 6). La región central del filamento grueso está compuesta de un conjunto de colas dispuestas en forma traslapada y antiparalela. Los filamentos gruesos son simétricos a nivel de la región central desnuda y su polaridad se revierte a ambos lados de esta zona. Las cabezas protruyen del filamento en un ordenamiento helicoidal a intervalos de 14 nm (Figs 6 y 7). Los filamentos finos a que se enfrenta cada extremo del filamento grueso están también polarizados.

En la molécula de miosina existen dos sitios que pueden experimentar cambios conformacionales: uno a nivel de la unión de la cabeza con la cola y otro a nivel del sitio en que el inicio de la cola se une al cuello de otras moléculas de miosina (Fig 8). Estas modificaciones se relacionan con las interacciones que establece la molécula de miosina con ATP y/o G-actina.