El citoesqueleto

Introducción

El citoesqueleto es la estructura que le permite a la célula conservar su forma y permite la motilidad de la célula así como guía para el trasporte de organelos intracelulares. Está compuesto por fibras filamentosas bien definidas: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios, que en conjunto forman una elaborada red interactiva.

Los microtúbulos son estructuras cilindricas huecas de 25 nm de diámetro, cuya pared se compone de subunidades formadas a partir de la proteína tubulina. Cada microtúbulo está compuesto de 13 protofilamentos formados por los dímeros de tubulina. Intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de vesículas de secreción, movimiento de orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis), ya que forman el huso mitótico. Además, constituyen la estructura interna de los cilios y los flagelos.

Los microfilamentos son estructuras finas, sólidas, compuestas de actina con un diámetro de 5 a 7 nm. La proteína que los compone se pude presentar como; Actina no polimerizada (G actina). Representa la mitad de la actina de la célula y es utilizada para polimerizar microfilamentos cuando es necesario.

Actina polimerizada (F actina). Es una doble hélice dextrógira de dos hebras de actina no polimerizada. Esta actina se puede encontrar asociada a otras proteínas: Proteínas estructurales: que permiten la unión de los filamentos de actina, Proteínas reguladoras: la más importante es la miosina que permite la contracción muscular al permitir que la actina se desplace sobre ella.

Las funciones de los microfilamentos de actina son la contracción muscular, la formación de pseudópodos, el mantenimiento de la morfología celular y, en la citocinesis de células animales, forma un anillo contráctil que divide la célula en dos.

Filamentos intermediosr. Son filamentos de proteína fibrosa que van de 8 a 11nm, son los componentes del citoesqueleto más estables, dando soporte a los orgánulos. Las proteínas que conforman estos filamentos, la citoqueratina, vimentina, neurofilamentos, desmina y la proteína fibrilar acídica de la glia, dependen del tejido en el que se hallen. Su función principal es la organización de la estructura tridimensional interna de la célula.

Funciones de los elementos citoesqueleticos:

• Como bastidor, que suministra apoyo estructural que ayuda a mantener la forma de las células.

• Como armazón interna, encargada de mantener la posición de diferentes organelos en el interior de la célula.

• Como parte de un mecanismo necesario para el movimiento de materiales y organelos dentro de las células.

• Como elementos generadores de fuerza encargados del movimiento de células de un sitio a otro.

• Como sitios para fijar RNA mensajeros y facilitar su traducción a polipéptidos.

• Como transductor de señales. Además de la función mecánica mencionada antes, el citoesqueleto, que con frecuencia entra en contacto con la superficie interna de la membrana plasmática, desempeña un papel clave en la transmisión de señales del ambiente extracelular al interior de la célula.

El etudio del citoesqueleto nos ha permitido recopilar un conocimiento acerca de las proteínas que componen el citoesqueleto; la organización de las subunidades dentro de sus respectivas estructuras fibrosas; los "motores moleculares" que generanlas fuerzas que permiten al citoesqueleto participar en actividades de movimiento; y las cualidades dinámicas que controlan la organización espacial, ensamblado y desensamblado de los diferentes elementos del citoesqueleto.

Migración celular

Las células eucariotas tienen la capacidad de organizar movimientos directos para migrar, alimentarse, dividirse y dirigir coordinadamente el transporte de materiales intracelulares. El mecanismo y dirección del movimiento se realiza de diferentes maneras y está asociado con disipación de la energía. Los motores moleculares son los prototipos de máquinas protéicas que transportan organelos a lo largo de microtúbulos y filamentos de actina, convirtiendo la energía libre derivada de la hidrólisis del ATP en movimiento dirigido. Otro tipo de movimiento direccionado y que consume ATP está mediado por el ensamblaje polarizado de polímeros, principalmente actina. El movimiento de las células eucariotas es el resultado de la acción coordinada de formación de extensiones, adherencias y retracciones de la membrana, en donde la red de actina y las interacciones entre estas y los motores moleculares juegan un papel fundamental.

Los microtúbulos controlan la distribución espacial de estas actividades, creando una polarización de la célula que determina la dirección del movimiento. La maquinaria que permite la migración celular está formada por el citoesqueleto de actina, que tienen un tamaño superior y variable a cualquier organelo celular. Por su capacidad de ensamblarse y desensamblarse puede cambiar fácilmente la forma de la célula.

Los microtúbulos son responsables del movimiento de cilios y flagelos y del movimiento de vesículas intracelularmente. Esto es el resultado de la polimerización y despolimerización de microtúbulos y de la acción de proteínas motoras. En algunos casos los movimientos celulares son debidos a ambos mecanismos.

Varios de los movimientos celulares dependen de la interacción entre filamentos de actina y la proteína motora miosina, una APTasa que se mueve a lo largo de los filamentos de actina y acopla la hidrólisis del ATP a cambios conformacionales.

Motores moleculares;

Los motores moleculares que operan en coordinación con el citoesqueleto comparten cierta semejanza con los motores mecánicos. Para la célula las proteínas son estos motores moleculares y que podemos agrupar en tres familias muy amplias: miosinas, cinesinas y dineínas.

* Quinesinas

* Dineínas citoplasmáticas

* Dineína ciliar / flagelar

* Dinamina

Dos de las familias de proteínas, cinesinas y dineínas, se mueven a lo largo de vías que consisten en microtúbulos, en tanto que las miosinas se desplazan a lo largo de vías formadas por microfilamentos. No se conocen proteínas motoras que utilicen filamentos intermedios como vías. Las proteínas motoras del citoesqueleto son transductores mecanoquímicos; o sea, convierten la energía química (almacenada en el ATP) en energía mecánica que se emplea para desplazar las cargas celulares fijas al motor. Los tipos de carga celular incluyen vesículas, mitocondrias, lisosomas, cromosomas y otros filamentos citoesqueléticos.

Se cree que las proteínas motoras

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