El transporte intraflagelar o IFT es una motilidad bidireccional a lo largo de los microtúbulos axonemales que es esencial para la formación ( ciliogénesis ) y el mantenimiento de la mayoría de los cilios y flagelos eucariotas . [1] Se cree que es necesario construir todos los cilios que se ensamblan dentro de una proyección de membrana desde la superficie celular. Plasmodium falciparumLos cilios y los flagelos de esperma de Drosophila son ejemplos de cilios que se ensamblan en el citoplasma y no requieren IFT. El proceso de IFT implica el movimiento de grandes complejos de proteínas llamados partículas o trenes de IFT desde el cuerpo celular hasta la punta ciliar y seguido de su regreso al cuerpo celular. El movimiento hacia afuera o anterógrado es impulsado por kinesina-2 mientras que el movimiento hacia adentro o retrógrado es impulsado por dineína citoplasmática 2 / 1b. Las partículas de IFT están compuestas por unas 20 proteínas organizadas en dos subcomplejos llamados complejos A y B. [2]
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IFT fue informado por primera vez en 1993 por el estudiante de posgrado Keith Kozminski mientras trabajaba en el laboratorio del Dr. Joel Rosenbaum en la Universidad de Yale . [3] [4] El proceso de IFT se ha caracterizado mejor en el alga biflagelada Chlamydomonas reinhardtii , así como en los cilios sensoriales del nematodo Caenorhabditis elegans . [5]
Se ha sugerido en base a estudios de localización que las proteínas IFT también funcionan fuera de los cilios. [6]
Bioquímica
IFT describe el movimiento bidireccional de partículas no unidas a la membrana a lo largo de los microtúbulos del doblete del axonema flagelar , entre el axonema y la membrana plasmática. Los estudios han demostrado que el movimiento de las partículas de IFT a lo largo del microtúbulo se lleva a cabo mediante dos motores diferentes basados en microtúbulos; el motor anterógrado (hacia la punta flagelar) es la quinesina -2 heterotrimérica , y el motor retrógrado (hacia el cuerpo celular) es la dineína 1b citoplásmica . Las partículas de IFT transportan subunidades axonemales al sitio de ensamblaje en la punta del axonema; por tanto, el IFT es necesario para el crecimiento axonemal. Por lo tanto, dado que el axonema necesita un suministro de proteínas continuamente fresco, un axonema con maquinaria IFT defectuosa se encogerá lentamente en ausencia de subunidades de proteínas de reemplazo. En los flagelos sanos, las partículas de IFT invierten la dirección en la punta del axonema y se cree que transportan proteínas usadas, o "productos de renovación", de regreso a la base del flagelo. [7] [8]
Las propias partículas de IFT constan de dos subcomplejos, [9] cada uno formado por varias proteínas IFT individuales . Los dos complejos, conocidos como 'A' y 'B', son separables mediante centrifugación con sacarosa (ambos complejos a aproximadamente 16S, pero bajo aumento de fuerza iónica, el complejo B sedimenta más lentamente, segregando así los dos complejos). Las muchas subunidades de los complejos IFT se han nombrado de acuerdo con sus pesos moleculares:
- el complejo A contiene IFT144 , IFT140 , IFT139 , IFT122 , [2] IFT121 e IFT43 [10]
- el complejo B contiene IFT172 , IFT88 , IFT81 , IFT80 , IFT74 , IFT72 , IFT57 , IFT52 , IFT46 , IFT27 e IFT20 [2]
Las propiedades bioquímicas y las funciones biológicas de estas subunidades de IFT apenas están comenzando a dilucidarse, por ejemplo, interactúan con componentes del cuerpo basal como CEP170 o proteínas que son necesarias para la formación de cilio como la chaperona de tubulina y las proteínas de membrana. [11]
Importancia fisiológica
Debido a la importancia de IFT en el mantenimiento de los cilios funcionales, la maquinaria de IFT defectuosa ahora se ha implicado en muchos fenotipos de enfermedades generalmente asociados con cilios no funcionales (o ausentes). IFT88, por ejemplo, codifica una proteína también conocido como Tg737 o Polaris en ratón y ser humano, y la pérdida de esta proteína se ha encontrado que causa una autosómica - recesivo poliquístico enfermedad renal modelo de fenotipo en ratones. Además, la mala localización de esta proteína después de la caída de WDR62 en ratones da como resultado malformaciones cerebrales y ciliopatías. [12] Otras enfermedades humanas como la degeneración de la retina , situs inversus (una inversión del eje izquierdo-derecho del cuerpo), síndrome de Senior-Løken , enfermedad hepática , discinesia ciliar primaria , nefronoptisis , síndrome de Alström , síndrome de Meckel-Gruber , síndrome de Sensenbrenner , El síndrome de Jeune y el síndrome de Bardet-Biedl , que causa tanto riñones quísticos como degeneración de la retina, se han relacionado con la maquinaria IFT. Se entiende ahora que este grupo diverso de síndromes genéticos y enfermedades genéticas surge debido a un mal funcionamiento de los cilios, y el término " ciliopatía " se usa ahora para indicar su origen común. [13] Estos y posiblemente muchos más trastornos pueden entenderse mejor mediante el estudio de IFT. [7]
Gen IFT | Otro nombre | Enfermedad humana | referencia |
---|---|---|---|
IFT27 | RABL4 | Síndrome de Bardet-Biedl | [14] |
IFT43 | C14ORF179 | Síndrome de Sensenbrenner | [15] |
IFT121 | WDR35 | Síndrome de Sensenbrenner | [dieciséis] |
IFT122 | WDR10 | Síndrome de Sensenbrenner | [17] |
IFT140 | KIAA0590 | Síndrome de Mainzer-Saldino | [18] |
IFT144 | WDR19 | Síndrome de Jeune , síndrome de Sensenbrenner | [19] |
IFT172 | SLB | Síndrome de Jeune , síndrome de Mainzer-Saldino | [20] |
Uno de los descubrimientos más recientes con respecto a IFT es su papel potencial en la transducción de señales. Se ha demostrado que el IFT es necesario para el movimiento de otras proteínas de señalización dentro de los cilios y, por lo tanto, puede desempeñar un papel en muchas vías de señalización diferentes. Específicamente, IFT ha sido implicado como un mediador de la señalización sónica del erizo , [21] una de las vías más importantes en la embriogénesis .
Referencias
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Otras lecturas
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enlaces externos
- Para ver una película microscópica QuickTime de lapso de tiempo y una caricatura esquemática de IFT, consulte la página web de Rosenbaum Lab IFT .