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Citoesqueleto Definición y Función

Citoesqueleto

Citoesqueleto, un sistema de filamentos o fibras que está presente en el citoplasma de eucariotas. células (células que contienen un núcleo ). El citoesqueleto organiza otros componentes de la célula, mantiene la forma de la célula y es responsable de la locomoción de la célula y del movimiento de los diversos orgánulos dentro de ella. Los filamentos que comprenden el citoesqueleto son tan pequeños que su existencia solo se descubrió debido al mayor poder de resolución del microscopio electrónico.

Tipos de Citoesqueleto

Tres tipos principales de filamentos forman el citoesqueleto: filamentos de actina,microtúbulos, yfilamentos intermedios. Los filamentos de actina se producen en una célula en forma de mallas o haces de fibras paralelas; ayudan a determinar la forma de la célula y también ayudan a que se adhiera al sustrato.

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Los conjuntos de filamentos de actina que cambian constantemente ayudan a mover la célula y median actividades específicas dentro de ella, como la escisión celular durante la mitosis.

Los microtúbulos son filamentos más largos que se ensamblan y desmontan constantemente; desempeñan un papel crucial en el movimiento de los cromosomas hijos a las células hijas que se forman recientemente durante la mitosis, y los haces de microtúbulos forman los cilios y flagelos que se encuentran en los protozoos.y en las células de algunos animales multicelulares.

Los filamentos intermedios, en contraste con los filamentos de actina y los microtúbulos, son estructuras muy estables que forman el verdadero esqueleto de la célula. Anclan el núcleo y lo colocan dentro de la célula, y le dan a la célula sus propiedades elásticas y su capacidad para resistir la tensión.

En algunos casos, otras proteínas también pueden considerarse parte del citoesqueleto. Los ejemplos incluyen septinas, que pueden ensamblarse en filamentos y formar sitios de unión para ciertos tipos de proteínas, y espectrina, que se ensambla a lo largo de la superficie intracelular de la membrana celular y ayuda a mantener la estructura celular.

El citoesqueleto es una estructura que ayuda a las células a mantener su forma y organización interna, y también proporciona soporte mecánico que permite a las células realizar funciones esenciales como la división y el movimiento. No hay un solo componente citoesquelético. Más bien, varios componentes diferentes trabajan juntos para formar el citoesqueleto.

 
 

¿De qué está hecho el citoesqueleto?

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El citoesqueleto de las células eucariotas está hecho de proteínas filamentosas y proporciona soporte mecánico a la célula y sus constituyentes citoplasmáticos. Todos los citoesqueletos consisten en tres clases principales de elementos que difieren en tamaño y en composición de proteínas. Los microtúbulos son el tipo más grande de filamento, con un diámetro de aproximadamente 25 nanómetros (nm), y están compuestos de una proteína llamada tubulina. Los filamentos de actina son del tipo más pequeño, con un diámetro de solo unos 6 nm, y están hechos de una proteína llamada actina. Los filamentos intermedios, como su nombre indica, son de tamaño mediano, con un diámetro de aproximadamente 10 nm. A diferencia de los filamentos de actina y los microtúbulos, los filamentos intermedios se construyen a partir de varias proteínas de subunidades diferentes.
 
 

¿Qué hacen los microtúbulos?

 
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La tubulina contiene dos subunidades de polipéptidos, y los dímeros de estas subunidades se unen para formar largos filamentos llamados protofilamentos. Trece protofilamentos se unen para formar los filamentos huecos, en forma de paja, de los microtúbulos. 
 
Los microtúbulos cambian constantemente, con reacciones que constantemente suman y restan dímeros de tubulina en ambos extremos del filamento (Figura 1). Las tasas de cambio en cualquiera de los extremos no están equilibradas: un extremo crece más rápidamente y se denomina extremo positivo, mientras que el otro extremo se conoce como extremo negativo. En las células, los extremos negativos de los microtúbulos están anclados en estructuras llamadas centros organizadores de microtúbulos (MTOC). El MTOC primario en una célula se llama centrosoma, y generalmente se encuentra adyacente al núcleo.

Los microtúbulos tienden a crecer desde el centrosoma a la membrana plasmática. En las células que no se dividen, las redes de microtúbulos se irradian desde el centrosoma para proporcionar la organización básica del citoplasma, incluido el posicionamiento de los orgánulos.

 
 

¿Qué hacen los filamentos de actina?

 
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La proteína actina es abundante en todas las células eucariotas. Primero se descubrió en el músculo esquelético, donde los filamentos de actina se deslizan a lo largo de los filamentos de otra proteína llamada miosina para hacer que las células se contraigan. (En las células no musculares, los filamentos de actina están menos organizados y la miosina es mucho menos prominente). Los filamentos de actina están formados por proteínas de actina idénticas dispuestas en una larga cadena en espiral. Al igual que los microtúbulos, los filamentos de actina tienen extremos positivo y negativo, con más crecimiento impulsado por ATP en el extremo positivo de un filamento (Figura 2).

En muchos tipos de células, se encuentran redes de filamentos de actina debajo de la corteza celular, que es la malla de proteínas asociadas a la membrana que soporta y fortalece la membrana plasmática. Dichas redes permiten que las células mantengan (y muevan) formas especializadas, como el borde en cepillo de las microvellosidades. Los filamentos de actina también están involucrados en la citocinesis y el movimiento celular (Figura 3).

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Figura 3: Los filamentos de actina soportan una variedad de estructuras en una célula.
 
 
 

¿Qué hacen los filamentos intermedios?

 

Los filamentos intermedios vienen en varios tipos, pero generalmente son fuertes y con forma de cuerda. Sus funciones son principalmente mecánicas y, como clase, los filamentos intermedios son menos dinámicos que los filamentos de actina o los microtúbulos. Los filamentos intermedios comúnmente trabajan en tándem con microtúbulos, proporcionando resistencia y soporte para las frágiles estructuras de tubulina.

Todas las células tienen filamentos intermedios, pero las subunidades proteicas de estas estructuras varían. Algunas células tienen múltiples tipos de filamentos intermedios, y algunos filamentos intermedios están asociados con tipos de células específicas. Por ejemplo, los neurofilamentos se encuentran específicamente en las neuronas (más prominentemente en los axones largos de estas células), los filamentos de desmina se encuentran específicamente en las células musculares y las queratinas se encuentran específicamente en las células epiteliales. 

Otros filamentos intermedios se distribuyen más ampliamente. Por ejemplo, los filamentos de vimentina se encuentran en una amplia gama de tipos de células y frecuentemente se colocalizan con microtúbulos. Del mismo modo, las laminas se encuentran en todos los tipos de células, donde forman una malla que refuerza el interior de la membrana nuclear. Tenga en cuenta que los filamentos intermedios no son polares como lo son la actina o la tubulina (Figura 4).

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Figura 4: La estructura de los filamentos intermedios.
 
Los filamentos intermedios están compuestos de hebras más pequeñas en forma de varillas. Ocho barras están alineadas en una matriz escalonada con otras ocho barras, y todos estos componentes se retuercen para formar la conformación de un filamento intermedio.
 

¿Cómo se mueven las células?

 

Los filamentos del citoesqueleto proporcionan la base para el movimiento celular. Por ejemplo, los cilios y los flagelos (eucariotas) se mueven como resultado de que los microtúbulos se deslizan entre sí. De hecho, las secciones transversales de estas extensiones celulares en forma de cola muestran conjuntos organizados de microtúbulos.

Otros movimientos celulares, como el pellizco de la membrana celular en el paso final de la división celular (también conocido como citocinesis) son producidos por la capacidad contráctil de las redes de filamentos de actina. Los filamentos de actina son extremadamente dinámicos y pueden formarse y desmontarse rápidamente. De hecho, esta acción dinámica subyace al comportamiento de rastreo de células como las amebas. En el borde de ataque de una célula en movimiento, los filamentos de actina se polimerizan rápidamente; en su borde posterior, se despolimerizan rápidamente (Figura 5). Una gran cantidad de otras proteínas también participan en el ensamblaje y desmontaje de actina.

 

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Figura 5: La migración celular depende de diferentes estructuras de filamentos de actina.
 
(A) En una célula, la motilidad se inicia por una protrusión dependiente de actina del borde de ataque de la célula, que se compone de estructuras en forma de brazo llamadas lamellipodia y filopodia. Estas estructuras protrusivas contienen filamentos de actina, con extremos de púas alargados orientados hacia la membrana plasmática.
 (B) Durante la extensión del brazo celular, la membrana plasmática se adhiere a la superficie en el borde de ataque. (C) A continuación, el núcleo y el cuerpo celular son empujados hacia adelante a través de las fuerzas de contracción intracelular mediadas por las fibras de estrés. (D) Luego, las fibras de retracción empujan la parte posterior de la celda hacia adelante.
 
 

Conclusión

 
El citoesqueleto de una célula está formado por microtúbulos, filamentos de actina y filamentos intermedios. Estas estructuras le dan forma a la célula y ayudan a organizar las partes de la célula. Además, proporcionan una base para el movimiento y la división celular.
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Citoesqueleto 4 - Citoesqueleto Definición y Función
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Función del citoesqueleto
Descripción
El citoesqueleto puede realizar multitud de funciones. Su función principal es dar a la célula su forma y resistencia mecánica a la deformación, y mediante la asociación con el tejido conectivo extracelular y otras células estabiliza tejidos enteros
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