Descubre todo sobre la Función del Citoesqueleto

La función del citoesqueleto es actuar como una red de fibras que constituyen la infraestructura de células eucarióticas, células procarióticas y arcaeas. En las células eucariotas, estas fibras radican en una malla compleja de filamentos de proteínas y proteínas motoras que ayudan en el movimiento celular y estabilizan la célula. Si deseas saber más acerca de este interesante tema continua leyendo…

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Función del citoesqueleto

Como su nombre lo indica, un citoesqueleto es el marco que le da forma a una célula. Al igual que en un ser humano, el esqueleto igualmente ayuda a conservar todos los orgánulos en su lugar. Finalmente, también ayuda a mover los materiales dentro y fuera de la célula. El citoesqueleto se desarrolla por todo el citoplasma de la célula y dirige una serie de funciones importantes, tales como:

  • Ayudar a la célula a conservar su forma y da soporte a la célula.
  • Una diversidad de orgánulos celulares se mantienen en su lugar por el citoesqueleto.
  • Ayudar a la formación de vacuolas.
  • El citoesqueleto no es una estructura estática, pero puede desmontar y volver a montar sus partes para consentir la movilidad interna y general de la célula. Los tipos de movimiento intracelular soportados por el citoesqueleto contienen el transporte de vesículas dentro y fuera de una célula, la manipulación de los cromosomas durante la mitosis y la meiosis, y la migración de los orgánulos.
  • El citoesqueleto hace posible la migración celular ya que la motilidad celular es requerida para la construcción y reparación de tejidos, la citocinesis, que es la división del citoplasma, la formación de células hijas y en las respuestas de las células inmunitarias a los gérmenes.
  • El citoesqueleto ayuda en el transporte de las señales de comunicación entre las células.
  • Formar protuberancias equivalentes a apéndices celulares, como cilios y flagelos, en algunas células.

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A través de una serie de proteínas intercelulares, el citoesqueleto le da a la célula su forma, brinda soporte y facilita el movimiento a través de tres mecanismos principales, estos son microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos. El citoesqueleto ayuda a que la célula se mueva en su entorno y controla el movimiento de todos los trabajos internos de la célula. Los microfilamentos son la más pequeña de las tres partes del citoesqueleto, ya que solo poseen alrededor de siete nanómetros de diámetro. (ver artículo: Estructura Química del Agua)

Estos filamentos de forma helicoidal están constituidos por proteínas G-actina. Los filamentos intermedios son un poco más grandes, de ocho a doce nanómetros, y estos filamentos a base de queratina se envuelven entre sí para formar una forma de cordón. Los microtúbulos están formados de proteínas más fuertes que forman cilindros huecos y largos. Son los más grandes de los tres con veinticinco nanómetros. Los microtúbulos poseen tres funciones diferentes que aportan al trabajo del citoesqueleto.

Forman los centriolos de una célula, son la base de los flagelos y los cilios de una célula, y funcionan como el camino por el que se desplazan las vesículas de transporte. El citoesqueleto organiza la célula y conserva los orgánulos de la célula en su lugar, pero igualmente ayuda en el movimiento de los orgánulos por toda la célula. Por ejemplo, durante la endocitosis, cuando una célula rodea una molécula, los microfilamentos extraen la vesícula que contiene las partículas envueltas hacia la célula.

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Del mismo modo, el citoesqueleto ayuda a mover los cromosomas durante la división celular. Una analogía para el citoesqueleto es el marco de un edificio. Al igual que el marco de un edificio, el citoesqueleto es el “marco” de la célula, conserva las estructuras en su lugar, provee soporte y le da a la célula una forma definida. El citoesqueleto funciona como nuestro esqueleto. Proporciona soporte estructural para que la celda pueda conservar su forma, moverse y protegerse de las fuerzas externas. El efecto de las fuerzas externas sobre la célula se llama tensión mecánica.

Imagina a dos personas jalando de tus brazos en dos direcciones diferentes. Las dos personas que tiran de tus brazos forman estrés mecánico. No se divide en dos porque los músculos y el esqueleto impiden que la fuerza lo haga. Del mismo modo, la célula puede resistir cambios en la forma debido a su citoesqueleto. El citoesqueleto posee otras funciones igualmente. Da soporte a la membrana celular, ayuda a dividir los cromosomas de forma uniforme durante la división celular y ayuda en la recuperación de cualquier lesión externa.

Asimismo está involucrado en el tráfico de orgánulos, que es el movimiento de componentes celulares, como las mitocondrias, de una parte de la célula a otra. Así como hay fuerza en los números, los componentes del citoesqueleto no se hallan en una sola hebra, sino que están compuestos de múltiples cadenas de tres componentes primordiales. Además de los tres componentes principales, hay proteínas accesorias que ayudan en el ensamblaje del citoesqueleto, el desensamblaje, la estabilidad y el transporte celular.

Estructura del citoesqueleto

Todas las células poseen un citoesqueleto, pero habitualmente el citoesqueleto de las células eucariotas es lo que se entiende cuando se habla del citoesqueleto. Las células eucariotas son células complejas que poseen un núcleo y orgánulos. Las plantas, animales, hongos y protistas poseen células eucariotas. Las células procariotas son menos complejas, sin núcleo u orgánulos verdaderos exceptuando los ribosomas, y se hallan en los organismos unicelulares, las bacterias y las arqueas. (ver artículo: Triangulación de Estructuras)

Originalmente se pensó que el citoesqueleto de las células procariotas no existía; ya que no se descubrió sino hasta principios de los noventa. El citoesqueleto eucariota consta de tres tipos de filamentos, que son cadenas alargadas de proteínas: microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos.

Microfilamentos

Los microfilamentos igualmente se denominan filamentos de actina porque están compuestos primariamente por la proteína actina. Su estructura es de dos hebras de actina enrolladas en espiral. Poseen alrededor de 7 nanómetros de espesor, lo que los convierte en los filamentos más finos del citoesqueleto. Los microfilamentos poseen muchas funciones, ya que ayudan en la citocinesis, que es la división de un citoplasma de una célula cuando se divide en dos células hijas.

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Ayudan en la motilidad celular y permiten que los organismos unicelulares como las amebas se muevan. También intervienen en la transmisión citoplásmica, que es el flujo de citosol, la parte líquida del citoplasma a través de la célula. La transmisión citoplásmica transporta nutrientes y orgánulos celulares. Los microfilamentos asimismo forman parte del músculo, células y permite que estas células se contraigan, junto con la miosina. La actina y la miosina son los dos mecanismos primordiales de los elementos contráctiles musculares.

Filamentos intermedios

Los filamentos intermedios son de aproximadamente de 8 a 12 nanometros de ancho; se les llama intermedios porque están entre el tamaño de los microfilamentos y los microtúbulos. Los filamentos intermedios están hechos de distintas proteínas, como la queratina que se halla en el cabello y las uñas, y también en animales con escamas, cuernos o pezuñas, vimentina y desmina.

Todos los filamentos intermedios se hallan en el citoplasma, excepto las láminas, que se hallan en el núcleo y ayudan a sostener la envoltura nuclear que rodea el núcleo. Los filamentos intermedios en el citoplasma conservan la forma de la célula, soportan la tensión y suministran soporte estructural a la célula.

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Microtúbulos

Los microtúbulos son las fibras más grandes del citoesqueleto con aproximadamente 23 nanometros. Son tubos huecos hechos de alfa y beta tubulina. Los microtúbulos forman estructuras como flagelos, que son “colas” que impulsan una célula hacia adelante. Asimismo se hallan en estructuras como los cilios, que son apéndices que aumentan el área de la superficie de una célula y en algunos casos permiten que la célula se mueva.

La gran parte de los microtúbulos en una célula animal provienen de un orgánulo celular llamado centrosoma, que es un centro organizador de microtúbulos. El centrosoma se halla cerca de la mitad de la célula, y los microtúbulos se irradian hacia afuera. Los microtúbulos son significativos en la formación del aparato de huso mitótico, que separa las cromátidas hermanas, para que una copia pueda ir a cada celda hija durante la división celular. Igualmente participan en el transporte de moléculas dentro de la célula y en la formación de la pared celular en las células vegetales.

Proteínas motoras

Un número de proteínas motoras se hallan en el citoesqueleto. Como su nombre lo indica, estas proteínas mueven rápidamente las fibras del citoesqueleto. Como resultado, las moléculas y los orgánulos se transportan alrededor de la célula. Las proteínas motoras son impulsadas por el ATP, que se genera a través de  la respiración celular. Hay tres tipos de proteínas motoras implicadas en el movimiento celular:

  • Las kinesinas: se mueven a lo largo de microtúbulos que llevan componentes celulares a lo largo del camino. Habitualmente se utilizan para tirar orgánulos hacia la membrana celular.
  • Las dineínas: son similares a las kinesinas y se utilizan para empujar los componentes celulares hacia el interior del núcleo. Las dineínas igualmente trabajan para deslizar microtúbulos entre sí como se observa en el movimiento de los cilios y flagelos.
  • Las miosinas: interactúan con la actina para efectuar contracciones musculares. También están involucradas en la citocinesis, la endocitosis y la exocitosis. (ver artículo: Función Emotiva del Lenguaje)

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Streaming citoplasmático

El citoesqueleto ayuda a hacer posible la transmisión citoplásmica. También conocido como ciclosis, este proceso involucra el movimiento del citoplasma para hacer circular los nutrientes, orgánulos y otras sustancias dentro de una célula. La ciclosis además ayuda en la endocitosis y la exocitosis, o el transporte de sustancias dentro y fuera de una célula. A medida que los microfilamentos del citoesqueleto se contraen, ayudan a enviar el flujo de partículas citoplasmáticas.

Cuando los microfilamentos unidos a los orgánulos se contraen, los orgánulos se arrastran y el citoplasma fluye en la misma dirección. La transmisión citoplásmica se produce tanto en células procariotas como en células eucariotas. En protistas, como las amebas, este proceso produce extensiones del citoplasma conocido como pseudópodos. Estas estructuras se emplean para capturar alimentos y para la locomoción.

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