Citoesqueleto y sus sistemas contráctiles celulares

Citoesqueleto

•        Confiere a la célula su forma y su capacidad de movimiento, proporcionándole además una estructura interna.

•        Cosiste en una serie de fibras que da forma a la célula y conecta distintas partes celulares.

•     Red de filamentos proteicos que se extiende a través del citoplasma de todas las células eucariotas.

•         Están formados por proteínas filamentosas. 

La organización interna y el movimiento celular dependen de los elementos del citoesqueleto. 

Funciones  del citoesqueleto

•         Proporcionar el medio para el movimiento intracelular de organelas y otros componentes del citosol.

•          Proporcionar el soporte estructural para la membrana plasmática y los orgánulos celulares.

•          Proporcionar el soporte para las estructuras celulares móviles especializadas, como cilios y flagelos, responsables de la propiedad contráctil de las células en tejidos especializados como el músculo.

Composición del citoesqueleto

Está constituido por tres tipos de filamentos proteicos los cuales son:

•     Los filamentos de actina o microfilamentos, tienen un diámetro de 5 a 9 nm y están formados por la proteína actina.

• Los microtúbulos miden 25 nm de diámetro y son cilindros huecos formados por la proteína tubulina.

• Los filamentos intermedios tienen un diámetro de 10 nm, y las proteínas que los forman varían según el tipo celular.

Filamentos de actina

Están formados por moléculas de actina G, que en presencia de ATP polimeriza formando actina filamentosa o actina F.

Son estructuras dinámicas que pueden aparecer y desaparecer en función de las necesidades de la célula.

Funciones

Intervienen en la contracción muscular.

Intervienen en el movimiento ameboide y en la fagocitosis.

Forman el anillo contráctil.

Mantienen la estructura de las microvellosidades.

Contribuyen a reforzar la membrana plasmática.

Los filamentos intermedios

•  Son fibras proteicas resistentes, parecidas a cuerdas, que desempeñan una función estructural o mecánica en la célula.

•         Abundan en las células que están sometidas a importantes tensiones mecánicas.

Varían según el tipo celular. Entre ellos están:

• Los filamentos de queratina de las células epiteliales.

• Los neurofilamentos de las células nerviosas.

• Los filamentos de la lámina nuclear.

Los microtúbulos

•         Son los principales componentes del citoesqueleto.

•         Pueden encontrarse dispersos por todo el citoplasma o bien formar estructuras estables como cilios, flagelos y centríolos.

•         Son estructuras dinámicas que pueden formarse y destruirse según las necesidades de la célula.

•         Están formados por moléculas de tubulina (dímeros).

•         Los dímeros de tubulina se unen formando un protofilamento y éstos forman un cilindro hueco.

Funciones

• Son los principales elementos estructurales y generadores del movimiento de los cilios y flagelos.

• Dirigen el transporte de orgánulos en el citoplasma.

• Constituyen el huso mitótico.

• Determinan la forma y polaridad de la célula.

• Disponen el retículo endoplasmático y el complejo de Golgi en los lugares adecuados.

• Intervienen en la organización de todos los filamentos del citoesqueleto.

Cilios y Flagelos

Son prolongaciones móviles, presentes en la superficie de muchas células.

Su función es permitir el desplazamiento de una célula aislada a través de un líquido o desplazar el líquido extracelular sobre la superficie de la célula.

Los cilios son cortos y numerosos mientras que los flagelos son largos y escasos.

Ambos presentan la misma estructura pero diferente tipo de movimiento.

Estructura

Se pueden distinguir las siguientes partes:

• El eje o axonema cuya flexión produce el movimiento del cilio o flagelo.

• La zona de transición.

• El corpúsculo basal.

Movimiento

Se produce por el deslizamiento de unos dobletes periféricos con respecto a otros.

La dineína es una proteína motora responsable del deslizamiento.

En presencia de ATP, los brazos de dineína hacen que los dobletes se muevan uno respecto del otro.

                                     Cilios y Flagelos

Proteínas	Función
Tubulina	Componente estructural de los microtúbulos.
Brazos de dineína	Son proteínas motoras indispensables para el movimiento del cilio o flagelo. La dineína es la responsable del deslizamiento de los dobletes de microtúbulos periféricos.
Puentes de nexina	Mantienen unidos a los dobletes adyacentes y convierten el deslizamiento de los dobletes en la flexión del axonema.
Fibras radiales	Unen los dobletes periféricos con la vaina central.

Centrosoma: centro organizador de microtúbulos

Se localiza al lado del núcleo.

Está formado por dos estructuras cilíndricas, denominadas centriolos, dispuestas perpendicularmente entre sí y rodeadas por un material amorfo, denominado material pericentriolar.

Los microtúbulos citoplasmáticos tienden a irradiar en todas direcciones a partir del centrosoma.

Función

El centrosoma es el centro organizador de microtúbulos.

Los microtúbulos crecen a partir del material asociado a los centríolos, denominado material pericentriolar.

Durante la interfase organiza los microtúbulos citoplasmáticos y durante la mitosis se encarga de la disposición de los microtúbulos del huso mitótico.

Las células de los vegetales superiores carecen de centríolos.

Referencias bibliografícas

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. and Walter, P. 2002. Molecular Biology of the cell. Garland Science.

Darnell, J., Lodish, H. y Baltimore, D. 1993. Biología celular y molecular. Ediciones Omega, S.A. Barcelona, España. 1188 p. Cooper, G. 1997. The cell. A molecular approach. Oxford University Press. ASM Press. Washington Tovar, J. 2004. [in line]. Biología celular.

http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/cursocell.htm