Citoesqueleto y motilidad intracelular

Definitions & Key takeaways

The cytoskeleton is a mesh-like structure that spans the entire cell and provides structural support. It is made of three main protein filaments: microtubules, actin filaments, and intermediate filaments. These filaments can assemble and disassemble to allow the cell to change shape and move.

The cytoskeleton is responsible for many cellular processes, including intracellular motility (the movement of organelles within the cell). This motility is accomplished through the actions of motor proteins, which bind to the cytoskeleton and use it as a track to move along. This movement allows cells to respond quickly to their environment and carry out essential functions like replication and division.

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La célula es la unidad básica de la vida, que puede replicarse por sí misma. Solo el cuerpo humano tiene más de 200 tipos de células distintas: desde neuronas largas y delgadas que pueden llegar a medir más de un metro hasta miocitos o células del músculo cardíaco que se contraen para que el corazón pueda latir.
Pero a pesar de sus diferencias, comparten muchas características, entre ellas el citoesqueleto. El citoesqueleto es una red de proteínas dentro de la célula.
El citoesqueleto le da a cada célula su forma y ancla los orgánulos en su lugar, manteniendo todo firme, un poco como el andamiaje de una casa.
Pero también es una red dinámica, que puede cambiar de forma cuando la célula quiere moverse, contraerse, dividirse o introducir o expulsar moléculas Imagine que su casa pudiera hacer eso: quizás se levantara y se alejara durante un terremoto.
El citoesqueleto es bastante especial y está formado por tres proteínas: los filamentos de actina, los filamentos intermedios y los microtúbulo Los filamentos de actina son los más finos de las tres proteínas, por lo que también se llaman microfilamentos.
Están formados por dos hebras de proteínas de actina dispuestas en una larga cadena retorcida como un collar retorcido. Los filamentos de actina se conectan entre sí para formar una red (como una tela de araña) que se encuentra justo debajo de la membrana celular.
Los filamentos de actina se deslizan acercándose y separándose, lo que permite a la célula cambiar de forma durante la contracción muscula No es de extrañar que las células musculares tengan mucha actina, así como otra proteína llamada miosin Los filamentos de miosina se unen a los filamentos de actina, y eso es lo que permite que la actina se deslice más cerca y más lejos.
Y en última instancia, eso hace que las células musculares se contraigan y se estiren durante la contracción y la relajación del músculo.
Del mismo modo, a veces estas redes cambian de forma para permitir que las células se muevan. Los leucocitos, como los neutrófilos, utilizan unas extensiones llamadas seudópodos, o pies falsos, para entrar y salir de los vasos sanguíneos, un proceso llamado diapédesis.
Consiste en que los filamentos de actina del neutrófilo crecen rápidamente mediante la polimerización de muchos monómeros de actina en una dirección, para empujar la membrana celular y crear un pie Este pie recién creado se interpone entre las células endoteliales que componen los vasos sanguíneos.
El neutrófilo comienza entonces a introducirse, hasta llegar al otro lado. Es un poco como colarse entre dos postes de la valla para entrar en un parque de atracciones, en lugar de pagar la entrada.
No digo que deba hacerlo. Los filamentos de actina también participan en la mitosis, o división celular.
Al final de la mitosis, la célula tiene dos conjuntos de cromosomas que se encuentran en su propio núcleo. Entonces se forma un anillo de filamentos de actina alrededor del centro de la célula entre los dos núcleos.
Este anillo utiliza el movimiento de deslizamiento de la actina y la miosina para ayudar a constreñir o apretar la célula, de modo que esta se divide en dos nuevas célula Los microtúbulos son las estructuras proteínicas más gruesas y más grandes del c itoesquelet Están formados por proteínas redondas que se alternan, llamadas α- y β-tubulinas, que forman largos filamentos llamados protofilamentos Trece de estos protofilamentos se unen para formar un único microtúbulo.
Los microtúbulos se extienden hacia y desde todos los rincones de la célula, por lo que se pueden utilizar como vías de tren para el transporte intracelular.
Por ejemplo, proteínas como la cinesina y la dineína, que recogen vesículas llenas de proteínas, lípidos u hormonas y las transportan en microtúbulos hacia o desde la membrana celular hasta orgánulos específicos, como el aparato de Golg Los microtúbulos también pueden resistir una gran fuerza de compresión y seguir manteniendo su forma, por lo que son como las vigas de acero que sostienen y dan forma a un edifici Los microtúbulos también participan en la división celular.
Durante la división celular hay dos centrosomas, y cada uno de ellos está formado por dos centríolos. Cada centríolo está formado a su vez por nueve conjuntos de tripletes de microtúbulos, y cada triplete de microtúbulos se encuentra en un ligero ángulo con respecto al siguiente triplete de microtúbulos.
Durante la división celular, cada cromosoma está formado por un par de cromátidas hermanas que se unen en una región llamada centrómero.
En el centrómero hay un complejo proteínico específico llamado cinetocoro. Para ayudar a las dos cromátidas hermanas a separarse, los microtúbulos del centríolo se polimerizan en dirección a los cinetocoros.
Se parece un poco a un hilo de pescar que se lanza hacia su diana y luego se enrolla tirando del cinetocoro y su cromátida hermana unida lejos de su cromosoma correspondiente.
Finalmente, esto da lugar a dos conjuntos de cromosomas con una sola cromátide, uno para cada una de las células hija Los microtúbulos también contribuyen al movimiento celular, ya que los centríolos también se forman en la base de los flagelos y los cilios Los flagelos forman la cola de los espermatozoides, que se mueven para ayudarles a desplazarse.
Los cilios, por su parte, son más cortos que los flagelos y pueden ser no móviles o cilios primarios o pueden ser móviles o cilios secundarios.
Los cilios no móviles se encuentran en las células fotorreceptoras del ojo humano y ayudan a absorber los fotones, que luego el cerebro convierte en una imagen en color.
Los cilios móviles, en cambio, se encuentran en células como las que recubren las trompas de Falopio, y se balancean lentamente y arrastran el óvulo, fecundado o no, hacia el útero.
Por último, están los filamentos intermedios, que se sitúan entre los filamentos de actina y los microtúbulos en términos de tamaño.
Están formados por hilos de proteína entrelazados, como una cuerda. Esto hace que los filamentos intermedios sean más fuertes que los de actina, pero también menos dinámicos.
Los filamentos intermedios fijan principalmente varios orgánulos, como el núcleo, en su lugar dentro de la célula También ayudan a anclar las células a las células adyacentes, a través de las uniones entre células.
Y ayudan a anclar las células a su entorno, la matriz extracelular. Son menos dinámicos que los filamentos de actina y los microtúbulos, por lo que tienden a degradarse lentamente y a durar más tiempo dentro de la célula.
A diferencia de los filamentos de actina y los microtúbulos, los filamentos intermedios están formados por muchos tipos de proteínas según el tipo de célula.
Se clasifican por sus similitudes moleculares en los tipos I, II, III, IV, V y VI. Los tipos I y II son las queratinas y constituyen el componente estructural principal del cabello, las uñas y la capa más externa de la piel.
El tipo III incluye el más habitual de todos los filamentos intermedios: la vimentina. La vimentina se encuentra en células como las del músculo liso, los fibroblastos y los leucocitos.
Otra proteína de tipo III es la desmina, que forma la unidad básica de las células musculares esqueléticas y cardíacas: el sarcómero que hace que los músculos se contraigan Una tercera proteína del filamento intermedio de tipo III llamada proteína ácida fibrilar glial se encuentra en las células de soporte del sistema nervioso central, como los astrocito Una cuarta proteína del filamento intermedio de tipo III, llamada periferina, se encuentra en las neuronas del sistema nervioso periférico.
Los filamentos intermedios de tipo IV incluyen la sinemina, también llamada desmuslina, que proporciona resistencia a la tensión mecánica en las células, por lo que, aunque se encuentra en todas las células, es especialmente abundante en las células del músculo esquelético.
Otra proteína intermedia de tipo IV específica del músculo es la sincoilina. También hay algunos filamentos de tipo IV específicos de las neuronas, como la alfa-internexina, y un grupo llamado simplemente neurofilamentos que proporcionan soporte estructural a los axones Por último, están los filamentos intermedios de tipo V y VI, que se encuentran en casi todas las células: los filamentos intermedios de tipo V son las laminas, que forman la lámina nuclear alrededor del núcleo de una célula.
Luego están los filamentos intermedios de tipo VI que incluyen la nestina, que ayuda a ensamblar y desensamblar otros filamentos intermedios.
##Resumen Como breve resumen... El citoesqueleto está formado por filamentos de actina, filamentos intermedios y microtúbulos.
Los filamentos de actina son los más finos y ayudan a la contracción muscular, a la división celular e incluso al movimiento de las célula Los filamentos intermedios se sitúan entre los filamentos de actina y los microtúbulos en cuanto a su diámetro y proporcionan fuerza a la estructura de la célula.
Y por último, están los microtúbulos, que son los más gruesos de los tres. Los microtúbulos, dan a las células su forma general, forman centríolos y ayudan al transporte de vesícula