El citoesqueleto es un “andamio” celular o “esqueleto” contenido, como todos los otros orgánulos, dentro del citoplasma. Está contenido en todas las células eucarióticas y las investigaciones recientes han demostrado que también puede estar presente en las células procariotas. [1] Es una estructura dinámica que mantiene la forma de la célula y también se ha sabido que protege la célula, permite un poco de movimiento celular (usando estructuras como flagelos y cilios) y desempeña un papel importante en el transporte intracelular (el movimiento de vesículas y orgánulos, por ejemplo) y división celular. Es una estructura parecida a un hueso que flota dentro del citoplasma.
El citoesqueleto eucariótico
Filamentos de actina / microfilamentos
Filamentos intermedios
Microtúbulos
El citoesqueleto procariótico
FtsZ
MreB y ParM
Crescentin
El citoesqueleto eucariótico
Citoesqueleto de actina de fibroblastos embrionarios de ratón, teñidos con phalloidinLas células eucariotas contienen estos tres tipos principales de filamentos del citoesqueleto. El citoesqueleto proporciona al citoplasma de la célula con estructura y forma.
Filamentos de actina / microfilamentos
Artículo principal: actina
Alrededor de 7 nm de diámetro, este filamento se compone de dos cadenas de actina orientadas en forma circular. En su mayoría se concentran justo debajo de la membrana celular, ya que mantienen la forma celular, forman protuberancias citoplasmáticas (como pseudópodos y microvellosidades) y participan en algunas uniones célula a célula o célula a matriz y en la transducción de señales. También son importantes para la citocinesis y, junto con la miosina, la contracción muscular. Las interacciones actina / miosina también ayudan a reducir la transmisión citoplásmica en la mayoría de las células.
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Filamentos intermedios
Microscopía de filamentos de queratina dentro de las células. Artículo principal: filamento intermedio
Estos filamentos, de 8 a 11 nanómetros de diámetro, son más estables (fuertemente unidos) que los filamentos de actina y constituyentes heterogéneos del citoesqueleto. Organizan la estructura tridimensional interna de la célula (son componentes estructurales de la envoltura nuclear o los sarcómeros, por ejemplo). También participan en algunas uniones célula-célula y célula-matriz.
Diferentes filamentos intermedios son:
hecho de vimentinas, siendo el soporte estructural común de muchas células.
hecho de queratina, que se encuentra en las células de la piel, el cabello y las uñas.
neurofilamentos de las células neuronales.
hecho de lamina, dando soporte estructural a la envoltura nuclear.
Microtúbulos
Microtúbulos en una célula fijada en gel.
Artículo principal: microtúbulo
Son cilindros huecos de aproximadamente 25 nm de diámetro, más comúnmente compuestos de 13 protofilamentos que, a su vez, son polímeros de alfa y beta tubulina. Tienen un comportamiento muy dinámico, uniendo GTP para la polimerización. Están organizados por el centrosoma.
Ellos juegan papeles clave en:
transporte intracelular (asociado a dineinas y kinesinas, transportan organelas como mitocondrias o vesículas).
el axonema de cilios y flagelos.
el huso mitótico.
síntesis de la pared celular en plantas.
Un octavo elemento citoesquelético eucariota, microtrabeculae, fue propuesto por Keith Porter en la década de 1960. El laboratorio de Porter observó estructuras cortas y filamentosas de composición molecular desconocida en micrografías electrónicas de células enteras. Debido a su apariencia filamentosa y asociación con estructuras citoplásmicas conocidas, se especuló que las microtrabeculas representan una nueva red filamentosa distinta de microtúbulos, actina filamentosa o filamentos intermedios. Sin embargo, Hans Ris y otros demostraron que eran un artefacto de ciertos tipos de tratamiento de fijación.
El citoesqueleto procariótico
Anteriormente se creía que el citoesqueleto era una característica exclusiva de las células eucariotas, pero recientemente se han encontrado homólogos de todas las principales proteínas del citoesqueleto eucariótico en procariotas. Aunque las relaciones evolutivas son tan distantes que no son obvias solo a partir de las comparaciones de secuencias de proteínas, la similitud de sus estructuras tridimensionales proporciona una fuerte evidencia de que los citoesqueletos eucariotas y procariotas son verdaderamente homólogos.
FtsZ
FtsZ fue la primera proteína del citoesqueleto procariótico que se identificó. Al igual que la tubulina, FtsZ forma filamentos en presencia de GTP, pero estos filamentos no se agrupan en túbulos. Durante la división celular, FtsZ es la primera proteína que se mueve al sitio de la división, y es esencial para reclutar otras proteínas que sinteticen la nueva pared celular entre las células en división.
MreB y ParM
Las proteínas procarióticas similares a actina, como MreB, están involucradas en el mantenimiento de la forma de la célula. Todas las bacterias no esféricas tienen genes que codifican proteínas de tipo actina, y estas proteínas forman una red helicoidal debajo de la membrana celular que guía a las proteínas implicadas en la biosíntesis de la pared celular.
Algunos plásmidos codifican un sistema de partición que implica una proteína ParM de tipo actina. Los filamentos de ParM exhiben inestabilidad dinámica, y pueden dividir el ADN plásmido en las células hijas divisorias por un mecanismo análogo al utilizado por los microtúbulos durante la mitosis eucariótica.
Crescentin
La bacteria Caulobacter crescentus contiene una tercera proteína, la crescentina, que está relacionada con los filamentos intermedios de las células eucariotas. Crescentin también está involucrado en el mantenimiento de la forma de la célula, pero el mecanismo por el cual lo hace actualmente no está claro.
