¿Conoces la importante Función de los Flagelos?

La función de los flagelos es actuar similar a un vello microscópico utilizado por las células y los microorganismos para el movimiento. La palabra flagelo en latín significa látigo, ya que estos funcionan igual que el movimiento de un latigazo, que se usan frecuentemente para la locomoción. Los flagelos especializados en algunos organismos también se utilizan como orgánulos sensoriales que pueden manifestar cambios en la temperatura y el pH. Si deseas saber más acerca de este interesante tema continua leyendo este artículo…

función-de-los-flagelos-2

Función de los Flagelos

Los flagelos son estructuras de proteínas filamentosas que se hallan en las bacterias, arqueas y eucariotas, aunque se hallan más comúnmente en las bacterias. Habitualmente se utilizan para estimular una célula a través de líquido, es decir, como bacterias y espermatozoides. No obstante, los flagelos poseen muchas otras funciones especializadas. Algunas células eucariotas utilizan flagelo para elevar las tasas de reproducción. Otros flagelos eucarióticos y bacterianos se utilizan para detectar cambios en el medio ambiente, como la temperatura o las alteraciones del pH.

Trabajos recientes con el alga verde “Chlamydomonas reinhardtii” ha manifestado que el flagelo también se puede utilizar como un orgánulo secretor, pero este descubrimiento reciente requiere más tiempo para ser entendido por completo. Varias especies bacterianas son móviles mediante flagelos. La estructura e implantación de los flagelos parece estar relacionada con los medios concretos en los que viven las células. En algunos casos, las bacterias inclusive adecuan su patrón de flagelación en respuesta a las condiciones ambientales con las que se hallan.

La diferenciación de células enjambres es un ejemplo considerable de este fenómeno. Los flagelos parecen poseer más funciones que suministrar motilidad solo. Para varias especies patógenas, se han efectuado estudios sobre la contribución de los flagelos a la virulencia, pero el resultado no está claro en todos los casos. Los flagelos son habitualmente aceptados como significativos factores de virulencia, y en diferentes casos se ha manifestado que la expresión y represión de la flagelación y la virulencia están relacionadas.

función-de-los-flagelos-4

Suministrar motilidad es siempre una característica significativa de los flagelos de bacterias patógenas, pero el adhesivo y otras propiedades igualmente se han atribuido a estos flagelos. En la colonización bacteriana no patógena, los flagelos asimismo son importantes locomotoras y orgánulos adhesivos. En diferentes casos donde existe una competencia entre diferentes especies bacterianas, la motilidad por medio de flagelos suministra una ventaja concreta para una bacteria.

Los flagelos bacterianos igualmente pueden tener un papel significativo desde la perspectiva humana. Los flagelos suelen ser precisos para la infección, y debido a esto poseen patrones moleculares relacionados a patógenos llamados PAMP. Estos PAMP pueden ser reconocidos por el sistema inmune humano a través de un receptor similar a un peaje, llamado TLR5. Los extremos N y C de la flagelina, que constituyen la barra principal, están altamente conservados y son a lo que se une el TLR5. Igualmente hay formas de flagelina polimérica, que no se unen al TLR5.

A diferencia de los terminales, la región central de la flagelina posee una mayor variación de secuencia. Esta región expuesta decide las diferencias en la función adhesiva de las flagelinas de diferentes familias o especies de bacterias. Pseudomonas aeruginosa puede producir infecciones del tracto urinario y otras afecciones, como neumonía. Su asociación parece estar provista por la flagelina y fliD, que son proteínas que tapan los extremos de la barra.

función-de-los-flagelos-5

El papel de los flagelos en la producción de biopelículas igualmente es importante desde una perspectiva humana, debido a la peligrosa formación de biopelículas en los catéteres y equipos. Diversos estudios han encontrado que las bacterias no flageladas, es decir, las que carecen de la barra principal, sin flagelina y FliD, manifestaron una adhesión reducida y, por lo tanto, una capacidad de formación de biopelículas.

De la misma forma, los flagelos poseen un papel significativo en la formación de biopelículas. Las formas no flageladas que carecen de flagelina no pudieron constituir una biopelícula. No obstante, el mutante flagelado, pero no capaz de moverse, fue capaz de crear un biofilm en igual nivel que las cepas de tipo salvaje. Aquí, la flagelina en particular es decisiva para la formación de biopelículas. (ver artículo: Función de las Hormonas)

¿Qué es un flagelo?

Un flagelo es una estructura de látigo que admite que una célula se mueva, estos se hallan en los tres dominios del mundo viviente, como los son bacterias, arqueas y eucariotas, igualmente conocidas como protistas, plantas, animales y hongos. Si bien los tres tipos de flagelos se manejan para la locomoción, son estructuralmente muy distintas. Otras células poseen diferentes medios de locomoción. Los cilios son equivalentes a los flagelos en su estructura y función, pero un cilio es más corto y se mueve de forma diferente.

Una célula ciliada habitualmente tiene cientos o miles de cilios, que se mueven al unísono como pequeños remos. A veces, una célula igualmente utilizará cilios para canalizar los alimentos en un surco oral. Diferentes especies de paramecio emplean cilios para ambos propósitos. Algunas células se trasladan empujando el citoplasma hacia una extensión de la membrana celular, constituyendo una estructura llamada pseudópodo. Esto es cierto para las amebas y los glóbulos blancos en el torrente sanguíneo.

El flagelo es una estructura de pelo que actúa especialmente como un orgánulo de la locomoción en las células de diversos organismos vivos. Los flagelos, exclusivos del grupo de protozoos Mastigophora, igualmente aparecen en los gametos de algas, hongos, musgos y animales. El movimiento flagelar produce las corrientes de agua necesarias para la respiración y la circulación en esponjas y celentados. La gran parte de las bacterias móviles se mueven por medio de flagelos. Las estructuras y patrón de movimiento de los flagelos procariotas y eucariotas son diferentes.

función-de-los-flagelos-2

Los eucariotas poseen de uno a muchos flagelos, que se mueven de una forma característica como látigos. Los flagelos se parecen mucho al cilio en su composición.  La base del flagelo está anclada a la célula por un cuerpo basal. Los flagelos bacterianos son estructuras en forma helicoidal que poseen la proteína flagelina. La base del flagelo, llamada gancho, cerca de la superficie de la célula está unida al cuerpo basal encerrado en la cubierta de la célula. El flagelo gira hacia la derecha o hacia la izquierda, en un movimiento equivalente al de una hélice.

El movimiento de los flagelos eucarióticos depende del trifosfato de adenosina (conocido como ATP) para conseguir energía, mientras que el de los procariotas deriva su energía de la fuerza protón-motriz, o gradiente de iones, a través de la membrana celular. (ver artículo: Función del Citoplasma)

Ejemplos de flagelos

Un flagelo puede estar constituido por diferentes estructuras dependiendo del organismo, fundamentalmente cuando se comparan el flagelo de eucariotas y bacterias. Como los eucariotas suelen ser organismos complejos, el flagelo unido también es más complejo. El flagelo se compone de microtúbulos conformados por una proteína llamada tubulina. Nueve pares de microtúbulos envuelven otros dos pares de microtúbulos en el centro para formar el núcleo del flagelo. Toda la estructura está anclada en un cuerpo basal dentro del organismo.

Estos microtúbulos concentrados utilizan ATP para inclinarse hacia adelante y hacia atrás en un movimiento de látigo juntos. Aunque pocos eucariotas multicelulares poseen flagelo verdadero, casi la mitad de la población humana produce células con ellos en forma de esperma. Esta es la única célula en el cuerpo humano con flagelo, y por una buena razón, que es moverse a través del tracto vaginal para toparse con el óvulo, los espermatozoides deben poder nadar o moverse distancias muy largas, en comparación con el tamaño de la célula con el cuerpo.

Sin el flagelo, habría muy pocas posibilidades de fertilización o estabilidad de la población. Por otro lado, los flagelos bacterianos están constituidos y funcionan de forma completamente diferente a las contrapartes eucariotas. Estos flagelos están hechos de una proteína llamada flagelina. La ATP no es requerida porque el flagelo bacteriano puede utilizar la energía de la fuerza motriz protónica. Esto simboliza que la energía se deriva de los gradientes de iones, habitualmente hidrógeno o sodio, que se hallan en las membranas celulares.

función-de-los-flagelos-6

Estos flagelos poseen forma de hélice y giran velozmente como un molino de viento para mover el organismo en lugar de batir de un lado a otro. La bacteria Escherichia coli maneja esta locomoción similar a un molino de viento para impulsar la uretra y causar infecciones del tracto urinario. La salmonela enterica, un patógeno dañino, utiliza distintos flagelos como molinos de viento para infectar a los huéspedes humanos. (ver artículo: Función del Sistema Nervioso Simpático)

Estructura de los flagelos

Lejos de ser una sencilla estructura similar a un vello, el flagelo eucariota posee una sección transversal compleja. Es similar a un cilio en su estructura, aunque los cilios habitualmente se mueven hacia adelante y hacia atrás, a diferencia del movimiento de sacacorchos de un flagelo. El flagelo eucariota es una estructura larga, en forma de varilla, que está rodeada por una prolongación de la membrana celular como una vaina. El grueso de la estructura es un filamento llamado axonema. Los materiales requeridos son transportados a lo largo del flagelo.

función-de-los-flagelos-7

Toda la estructura está anclada en un cuerpo basal, que es equivalente a un centríolo en su estructura. El axonema posee nueve pares de microtúbulos que lo soportan desde dentro. Estos dobletes de microtúbulos rodean dos microtúbulos simples. Esta disposición se le llama estructura “9 + 2”. Los cilios eucariotas igualmente poseen esta estructura, mientras que los cilios son simplemente más cortos. Los dobletes de nueve microtúbulos poseen brazos de dineína que funcionan con ATP. Los brazos hacen que los microtúbulos de cada par se corran uno contra el otro.

Esto hace que el flagelo se doble, consintiendo que la célula se mueva. Los canales radiales se extienden hacia los microtúbulos centrales. Se desconoce su función, pero pueden desempeñar un papel en la estabilización del flagelo. Los flagelos de dominios bacterianos y arqueos son diferentes. Todavía mueven la célula, pero lo hacen girando, en lugar de doblarse desde el interior como flagelos eucarióticos. (ver artículo: Función de los Huesos)

Tipos de flagelos

La composición flagelar consta de tres partes diferentes, anillos incrustados en el cuerpo basal, un gancho cerca de la extensión del organismo para conservarlo en su lugar y los filamentos de proteínas flagelares. Cada flagelo posee estas tres cosas en común, independientemente del organismo. No obstante, hay cuatro tipos distintos de flagelo bacteriano según la ubicación y estos son:

  1. Monótono: Un solo flagelo en un extremo del organismo u otro.
  2. Lophotrichous: Varios flagelos en un extremo del organismo u otro.
  3. Anfitrico: Un solo flagelo en ambos extremos del organismo.
  4. Peritrichous: Diversos flagelos adheridos por todo el organismo.

función-de-los-flagelos-8

El flagelo monotrico, anfitrico y lofotricos se considera como flagelo polar porque el flagelo se halla estrictamente en los extremos del organismo. Estos flagelos logran girar tanto en sentido horario como antihorario. Un movimiento en el sentido de las agujas del reloj estimula el organismo o célula hacia adelante, mientras que un movimiento en el sentido contrario a las agujas del reloj incita el organismo hacia atrás. Los flagelos peritrícos no se consideran polares porque están situados en todo el organismo.

Cuando estos flagelos giran en sentido inverso a las agujas del reloj, forman un haz que estimula el organismo en una dirección. Si algunos del flagelo se separan y empiezan a girar en el sentido de las agujas del reloj, el organismo inicia un movimiento de rotación. Durante este tiempo, el organismo no puede moverse en ninguna dirección real. Si cualquier flagelo deja de girar, independientemente de la polaridad, el organismo cambiará de dirección.

Esto es producido por el movimiento browniano, un movimiento constante de partículas líquidas, y las corrientes fluidas que alcanzan al organismo y lo hacen girar. Algunos organismos que no pueden cambiar de dirección por sí mismos dependen del movimiento browniano y de las corrientes fluidas para hacerlo por ellos. Los flagelos se hallan generalmente en las bacterias, pero igualmente se pueden hallar en las arqueas y en los organismos eucarióticos. Un flagelo es una estructura equivalente a una pestaña que sobresale del cuerpo celular.

función-de-los-flagelos-9

Es muy similar a un látigo, que es a lo que se traduce su nombre. Entre los tres grupos en los que se hallan los flagelos, existe una extensa variación en la estructura del flagelo. No obstante, un flagelo se define por su función en lugar de su estructura. Más allá de ser un medio de movimiento, un flagelo igualmente puede ser un orgánulo sensorial. En algunos organismos, el flagelo se utiliza para detectar cambios de temperatura o químicos fuera de la célula. Otros tipos de flagelos pueden ser:

Flagelos bacterianos

En las bacterias, el flagelo se constituye de proteínas llamadas flagelina. Estas proteínas establecen un tubo hueco y crean una estructura de cola helicoidal con una curva articulada en la base de la pared celular exterior. A esta curva le sigue el filamento flagelar, que compone la mayor parte de la estructura de látigo, que sirve para estimular las bacterias.

La parte exterior del flagelo está vinculada a un sistema de motor rotativo a través de un eje. Cuando se activa, este motor genera el movimiento que se ve en el filamento flagelar y guía a las bacterias a donde debe ir. Se sustenta por el flujo de protones a través de la membrana celular que sigue un gradiente de concentración, moviéndose de una concentración a otra. El flagelo es capaz de alcanzar 200 a 1000 rpm e igualmente puede cambiar velozmente la dirección de rotación. No hay apagado en el motor, por lo que se controla a través de una proteína.

Cuando el flagelo está activo y en movimiento, el movimiento se efectúa a través de una caminata aleatoria inclinada, constituida de movimientos de corrida y movimientos de volteo a medida que cambia la rotación en el flagelo. Las bacterias no solo poseen un flagelo. Hay algunas que tienen 2, 3 o inclusive 30.

función-de-los-flagelos-10

Sobre la base de los tipos de proteínas dentro del flagelo, existe evidencia que apunta que el flagelo bacteriano se desarrolló a partir de un sistema secretor y de transporte. Conocido como un sistema Tipo III, es un apéndice que mueve las toxinas de la célula al exterior. Entonces, la teoría es que el flagelo prosperó a partir de este sistema de Tipo III, pero en lugar de exportar toxinas, exportó la flagelina para formarse.

Flagelos arqueales

Los flagelos arqueales son estructuralmente equivalentes a los flagelos bacterianos en un nivel superficial. Las diferencias entre la estructura han concedido que los flagelos arqueales se conozcan como “archaellum” porque eran lo adecuadamente distintos de otros tipos de flagelos. A pesar de esto, todavía se puede considerar un flagelo porque su función sigue siendo la locomoción. Los Flagelos arqueales están formados por diferentes proteínas en comparación con el flagelo bacteriano. Estas proteínas constituyen una estructura que se cree que ha evolucionado a partir de otro apéndice llamado pilus tipo IV.

Estos son filamentos más delgados, que a veces se utilizan para conectar bacterias a microorganismos. El Flagelo arqueal funciona con ATP, un componente habitual en la generación de energía en muchos organismos, incluidos los humanos. Mientras que los flagelos bacterianos pueden ser numerosos y funcionar de forma independiente, los filamentos de un flagelo arqueal forman un haz que gira juntos. Estos filamentos son más delgados que las contrapartes bacterianas.

La formación del flagelo arqueal asimismo es diferente del flagelo bacteriano. En el flagelo bacteriano, las subunidades de filamentos se añaden a la punta del flagelo en crecimiento. En las arqueales, los componentes se añaden a la base del flagelo en lugar de la punta. Esta diferencia se debe al grosor de los filamentos, ya que los filamentos bacterianos son huecos, lo que admite que las subunidades se muevan a través de ellos hacia la punta. Mientras que, el arcaelo es demasiado delgado para ser hueco.

función-de-los-flagelos-11

Flagelos eucariotas

En los eucariotas, como en las células espermáticas, los flagelos son muy parecidos a los cilios, que son una hebra parecida a un pelo responsable de las funciones sensoriales. Un flagelo eucariota se conforma de un conjunto de 9 pares de microtúbulos fusionados que rodean 2 microtúbulos simples. Esto se considera una estructura “9 + 2”. El flagelo eucariota está constituido por la membrana celular, que cubre el axonema. Esta estructura en forma de cola conlleva a la célula conectada a un cuerpo basal.

La fuerza se crea mediante el uso de ATP y se produce a lo largo del axonema. Las proteínas, los receptores y otros componentes se mueven continuamente a lo largo del flagelo para garantizar que siga funcionando y sea estable. Hay dos puntos de vista opuestos sobre cómo se desarrollaron los flagelos eucarióticos. La primera es que se formó como restos de componentes preexistentes de la célula a medida que se desarrollaba. La segunda es que se formó a través de una relación simbiótica entre una célula eucariota y un arqueal primitivo.

Los flagelos eucariotas son similares a los cilios porque ambos poseen una estructura y funciones similares implicadas en la motilidad. No obstante, el flagelo exhibe movimientos de hélice mientras que los cilios presentan un movimiento de látigo. Hay variaciones en estos movimientos ya que los mencionados son generalidades. Existe una gran variedad de estructuras de flagelos en todo el mundo eucariota. Algunos pueden ser de pelo, sin pelo, con espinas o escamas, y con múltiples de ellos. Esta extensa variación es útil ya que asegura que un organismo en específico pueda moverse en su entorno exclusivo.

(Visited 457 times, 1 visits today)

Deja un comentario