Estructura y función del citoesqueleto: todo lo que debes saber
El citoesqueleto es una red de proteínas intracelulares ubicada en el citoplasma de una célula. Está compuesto por tres componentes principales: los microfilamentos, los filamentos intermedios y los microtúbulos.
Microfilamentos
Los microfilamentos son filamentos formados por proteínas de actina. Son estructuras delgadas y flexibles que desempeñan diversas funciones en la célula. Proporcionan soporte mecánico y protección a la célula, y también son responsables de cambios en la morfología celular, como la contracción durante la división celular y la formación de proyecciones celulares especializadas, como las microvellosidades.
Filamentos intermedios
Los filamentos intermedios son componentes más rígidos que proporcionan soporte estructural y estabilización de la membrana plasmática. Son filamentos estables y resistentes que se encuentran en las células de los tejidos conectivos y en células de la epidermis, entre otros. Su función principal es mantener la integridad mecánica de las células y resistir el estrés mecánico.
Microtúbulos
Los microtúbulos son los componentes más grandes del citoesqueleto y están formados por proteínas de tubulina. Son estructuras tubulares con un diámetro mayor que los microfilamentos y los filamentos intermedios. Desempeñan un papel central en la célula, ya que están involucrados en el mantenimiento de la forma celular, la ubicación y el movimiento de orgánulos y la motilidad celular.
Funciones generales del citoesqueleto
Además de las funciones específicas de cada componente, el citoesqueleto tiene varias funciones generales en la célula. Proporciona soporte mecánico y estabilidad a la célula, formando una estructura tridimensional. También forma proyecciones especializadas en la superficie celular, como los cilios y los flagelos, que son responsables del movimiento y el transporte de materiales. Restrige y organiza la posición de orgánulos en la célula y facilita el transporte intracelular de vesículas y otras estructuras. Además, en células musculares, el citoesqueleto está involucrado en la contracción muscular.
Estructuras especializadas de las células eucariontes
En las células eucariontes, existen estructuras especializadas que se forman a partir del citoesqueleto, como los flagelos y los cilios. Los flagelos son estructuras más largas que los cilios y su función principal es la movilidad celular. Por otro lado, los cilios son estructuras más cortas y están involucrados en la locomoción y el transporte de materiales en la superficie de los tejidos.
Ambos están formados por un arreglo característico de microtúbulos conocido como arreglo 9+2. Este arreglo consiste en nueve pares de microtúbulos periféricos alrededor de un par central. Esta estructura organizada provee el soporte y la funcionalidad necesaria para el movimiento de estos organelos.
Proteínas motoras y cuerpo basal
Para el movimiento de los cilios y los flagelos, intervienen las proteínas motoras llamadas dineínas. Estas proteínas generan el movimiento del cilio o flagelo a lo largo de los microtúbulos. El movimiento se produce cuando las dineínas hidrolizan ATP y mueven los microtúbulos adyacentes de manera coordinada.
En la base del cilio o flagelo se encuentra una estructura llamada cuerpo basal, que es responsable del ensamblaje y el paso de proteínas necesarias para la función de los cilios y los flagelos.
Centrosomas y centriolos
Los centrosomas son centros de organización de microtúbulos en las células animales. Contienen un par de estructuras llamadas centriolos, que forman parte del centrosoma y están involucrados en la división celular.
Los centriolos tienen una estructura cilíndrica compuesta por nueve conjuntos de tres microtúbulos, dispuestos en un arreglo característico. Durante la división celular, los centriolos se duplican y se separan, dirigiendo la formación del huso mitótico, que es esencial para la segregación de los cromosomas durante la división celular.
Investigaciones adicionales
La evolución del citoesqueleto ha sido objeto de estudio, y se ha planteado el modelo de «complejidad temprana». Este modelo propone que el último ancestro común de los eucariontes ya poseía un conjunto de genes que codifican proteínas del citoesqueleto. La diversificación y la especialización de estas proteínas habrían permitido la aparición de la estructura compleja y funcional del citoesqueleto.
En relación con la función del citoesqueleto, se ha investigado su relación con la tensegridad celular y la mecanotransducción. La tensegridad celular es la idea de que las células son estructuras tensas y rígidas que responden a fuerzas mecánicas. La mecanotransducción es el proceso por el cual las células transforman las fuerzas mecánicas en señales bioquímicas que podrían influir en procesos como la invasión por patógenos y la migración celular.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los componentes principales del citoesqueleto?
Los componentes principales del citoesqueleto son los microfilamentos, los filamentos intermedios y los microtúbulos.
¿Cuál es la función del citoesqueleto en las células?
El citoesqueleto cumple diversas funciones en las células, como proporcionar soporte mecánico, formar proyecciones especializadas en la superficie celular, restringir la posición de orgánulos, facilitar el transporte intracelular y permitir la contracción muscular.
¿Qué son los flagelos y cilios?
Los flagelos y los cilios son estructuras especializadas presentes en las células eucariontes. Los flagelos son estructuras más largas que los cilios y están involucrados principalmente en la movilidad celular. Los cilios son estructuras más cortas y participan en la locomoción y el transporte de materiales en la superficie de los tejidos.
¿Cuál es la función de las dineínas y el cuerpo basal en los cilios y flagelos?
Las dineínas son proteínas motoras que generan el movimiento del cilio o flagelo a lo largo de los microtúbulos. El cuerpo basal, ubicado en la base del cilio o flagelo, regula el ensamblaje y el transporte de proteínas necesarias para la función de estos organelos.
¿Cuál es la relación del citoesqueleto con la tensegridad celular y la mecanotransducción?
El citoesqueleto está relacionado con la tensegridad celular y la capacidad de las células para transformar fuerzas mecánicas en señales químicas. Esto es importante en procesos como la invasión por patógenos y la migración celular.
