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Salud

Citoesqueleto: Microtúbulos y filamentos

No hay un solo componente citoesquelético. Más bien, varios componentes diferentes trabajan juntos para formar el citoesqueleto

El citoesqueleto es una estructura que ayuda a las células a mantener su forma y organización interna, y también proporciona un soporte mecánico que permite a las células llevar a cabo funciones esenciales como la división y el movimiento.

El citoesqueleto de las células eucarióticas está hecho de proteínas filamentosas y proporciona soporte mecánico a la célula y sus componentes citoplasmáticos. Todos los citoesqueletos consisten en tres clases principales de elementos que difieren en tamaño y en composición de proteínas.

Los microtúbulos son el tipo más grande de filamento, con un diámetro de unos 25 nanómetros (nm) y están compuestos de una proteína llamada tubulina. Los filamentos de actina son el tipo más pequeño, con un diámetro de sólo unos 6 nm y están hechos de una proteína llamada actina. Los filamentos intermedios, como su nombre indica, son de tamaño medio, con un diámetro de unos 10 nm. A diferencia de los filamentos de actina y los microtúbulos, los filamentos intermedios se construyen a partir de una serie de proteínas de subunidades diferentes.

¿Qué hacen los microtúbulos?

La tubulina contiene dos subunidades de polipéptidos y los dímeros de estas subunidades se unen para formar largos filamentos llamados protofilamentos. Trece protofilamentos se unen para formar los filamentos huecos en forma de paja de los microtúbulos. Los microtúbulos cambian constantemente, con reacciones que añaden y quitan constantemente dímeros de tubulina en ambos extremos del filamento.

Las tasas de cambio en ambos extremos no están equilibradas: un extremo crece más rápidamente y se denomina el extremo positivo, mientras que el otro extremo se conoce como el extremo negativo. En las células, los extremos negativos de los microtúbulos están anclados en estructuras denominadas centros organizadores de microtúbulos (MTOC). El MTOC primario de una célula se llama centrosoma, y suele estar situado adyacente al núcleo.

Los microtúbulos tienden a crecer desde el centrosoma hasta la membrana plasmática. En las células no divididas, las redes de microtúbulos irradian desde el centrosoma para proporcionar la organización básica del citoplasma, incluyendo el posicionamiento de los orgánulos.

¿Qué hacen los filamentos de actina?

La proteína actina es abundante en todas las células eucarióticas. Fue descubierta por primera vez en el músculo esquelético, donde los filamentos de actina se deslizan a lo largo de los filamentos de otra proteína llamada miosina para hacer que las células se contraigan. (En las células no musculares, los filamentos de actina están menos organizados y la miosina es mucho menos prominente).

Los filamentos de actina están compuestos por proteínas de actina idénticas dispuestas en una larga cadena espiral. Al igual que los microtúbulos, los filamentos de actina tienen extremos positivos y negativos, y en el extremo positivo del filamento se produce un crecimiento más potente de ATP.

En muchos tipos de células, las redes de filamentos de actina se encuentran debajo de la corteza celular, que es la malla de proteínas asociadas a la membrana que apoya y fortalece la membrana plasmática. Tales redes permiten a las células sostener – y mover – formas especializadas, como el borde en cepillo de las microvellosidades. Los filamentos de actina también están involucrados en la citoquinesis y el movimiento celular.

¿Qué hacen los filamentos intermedios?

Los filamentos intermedios del citoesqueleto vienen en varios tipos, pero generalmente son fuertes y de aspecto rocoso. Sus funciones son principalmente mecánicas y, como clase, los filamentos intermedios son menos dinámicos que los filamentos de actina o microtúbulos. Los filamentos intermedios suelen trabajar en tándem con los microtúbulos, proporcionando fuerza y soporte a las frágiles estructuras tubulares.

Todas las células tienen filamentos intermedios, pero las subunidades proteínicas de estas estructuras varían. Algunas células tienen múltiples tipos de filamentos intermedios, y algunos filamentos intermedios están asociados a tipos de células específicas.

Por ejemplo, los neurofilamentos se encuentran específicamente en las neuronas (sobre todo en los axones largos de estas células), los filamentos de desmina se encuentran específicamente en las células musculares y las queratinas se encuentran específicamente en las células epiteliales.

Otros filamentos intermedios se distribuyen más ampliamente. Por ejemplo, los filamentos de vimentina se encuentran en una amplia gama de tipos de células y a menudo se colocan con microtúbulos. Del mismo modo, las láminas se encuentran en todos los tipos de células, donde forman una malla que refuerza el interior de la membrana nuclear.

¿Cómo se mueven las células?

Los filamentos del citoesqueleto proporcionan la base para el movimiento celular. Por ejemplo, los cilios y los flagelos (eucariotas) se mueven como resultado del deslizamiento de los microtúbulos entre sí. De hecho, las secciones transversales de estas extensiones celulares en forma de cola muestran arreglos organizados de microtúbulos.

Otros movimientos celulares, como el pellizco de la membrana celular en el paso final de la división celular (también conocido como citoquinesis) se producen por la capacidad contráctil de las redes de filamentos de actina. Los filamentos de actina son extremadamente dinámicos y pueden formarse y desmontarse rápidamente.

De hecho, esta acción dinámica subyace en el comportamiento de arrastre de células como las amebas. En el borde delantero de una célula en movimiento, los filamentos de actina se polimerizan rápidamente; en su borde trasero, se despolimerizan rápidamente. Un gran número de otras proteínas participan en el ensamblaje y desensamblaje de la actina también.

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