Citoesqueleto
Microtubulos,
microfilamentos y filamentos intermedios
El
Citosqueleto
El citoequeleto es único a las células eucarioticas. Es una estructura tridimensional dinámica que llena el citoplasma. Esta estructura actúa como un músculo y como un esqueleto para el movimiento y la estabilidad.
Las fibras largas del citoesqueleto son polímeros de subunidades. El tipo primario de fibras que componen el citoesqueleto son microfilamentos, microtubulos y filamentos intermedios.
Microfilamentos
Los microfilamentos son finas fibras de proteínas como un hilo de 3-6 nm de diámetro. Están compuestos predominantemente de un tipo de proteína contractil llamada actina, la cual es la proteína celular mas abundante. La asociación de los microfilamentos con la proteína miosina es la responsable por la contracción muscular. Los microfilamentos también pueden llevar a cabo movimientos celulares, incluyendo desplazamiento, contracción y citocinesis.
Microtubulos
Los microtubulos son tubos cilíndricos de 20-25 nm en diámetro. Están compuestos de subunidades de la proteína tubulina, estas subunidades se llaman alfa y beta. Los microtubulos actúan como un andamio para determinar la forma celular, y proveen un conjunto de pistas para que se muevan las organelas y vesículas. Los microtubulos también forman las fibras del huso para separar los cromosomas durante la mitosis. Cuando se disponen en forma geométrica dentro de flagelos y cilias, son usados para la locomoción.
Flagelos y cilias
El movimiento externo de la célula se puede lograr por medio de cilias y flagelos.
Las cilia son estructuras como pelos que pueden moverse en sincronía causando el desplazamiento del paramecio unicelular. Las cilias también se encuentran en epitelios especializados en eucariontes. Por ejemplo, cilias barren los fluidos sobre células estacionarias en el epitelio de la traquea y tubos del oviducto femenino.
Los flagelos son apéndices como látigos que ondulan para mover las células. Son más largos que las cilias, pero tienen estructuras internas similares de microtubulos. Los flagelos procarioticos y eucarioticos difieren grandemente.
Ambos, flagelos y cilias tienen una disposición de tubulos de "9+2". Esta disposición se refiere a los 9 pares fusionados de microtubulos en la parte de afuera de un cilindro, y de 2 microtubulos no fusionados en el centro. Brazos de dineina adosados a los microtubulos sirven como motores moleculares. Brazos de dineina defectuosos causan infertilidad en el macho y también conducen a problemas del tracto respiratorio y los senos respiratorios. Abajo hay dos cortes transversales de la cola de un espermatozoide (flagelo).
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Movimiento celular
Ejemplos
El citoesqueleto actúa como una pista sobre la cual las células pueden mover organelas, cromosomas y otras cosas. Algunos ejemplos son:
1.Movimiento de vesículas entre organelas y la superficie celular, frecuentemente estudiado en el axon del calamar
2.flujos citoplasmaticos
3.Movimiento de vesículas de pigmento para coloración protectora
4.Descarga del contenido de vesículas para regulación del agua en los protozoos
5.División celular--citocinesis
6.Movimiento de cromosomas durante la mitosis y la meiosis
Motores celulares
Las células tienen motores de proteínas que ligan dos moléculas, y usando ATP como energía, causan que una molécula cambie en relación a la otra. Dos tipos de estos motores de proteína son la miosina y la actina, y dineina o kinesina y microtubulos. Estas familias de proteínas tienen un extremo motor, pero pueden tener varias clases de diferentes estructuras moleculares en el extremo ligante.
Cuando estas proteínas se ligan pueden causar que se muevan diferentes moléculas, organelas etc.
A la derecha hay un ejemplo de diferentes extremos ligantes encontrados en motores de la familia de las kinesinas
Cuando se conecta a otros microtubulos, los motores de proteína pueden causar movimiento si los extremos están fijos o extender la longitud de los paquetes de fibras si los extremos están libres.
Motores rotos
En individuos saludables, la proteína distrofina es parte de la conexión entre el citoesqueleto celular y las proteínas adhesivas en la parte de afuera de la célula.
En la Distrofia Muscular de Duchenne, sin embargo, el gen que codifica la distrofina es defectuoso, resultando en degeneración muscular y finalmente la muerte. La enfermedad es recesiva ligada al cromosoma X y ocurre en 1 de cada 3,500 varones.
Filamentos intermedios
Los filamentos intermedios son cerca de 10 nm en diámetro y proveen fuerza de tensión a la célula.
Ejemplos de citosqueletos en células epiteliales. En las células epiteliales (piel) del intestino, los tres tipos de fibras están presentes (ver dibujo).
Los microfilamentos se proyectan dentro de las vellosidades, dando forma a la superficie celular. Los microtubulos crecen del centrosoma a la periferia de la célula. Los filamentos intermedios conectan células adyacentes a través de desmosomas.
