Citoesqueleto.

CITOESQUELETO

El citoesqueleto es propio de las células eucarióticas. Es una estructura tridimensional dinámica que se extiende a través del citoplasma. Por lo tanto la idea de que el citoplasma de la célula es una masa amorfa y gelatinosa es equivocada.

Esta matriz fibrosa de proteínas se extiende por el citoplasma entre el núcleo y la cara interna de la membrana plasmática, ayudando a definir la forma de la célula e interviniendo en la locomoción y división celular. Es decir que el citoesqueleto no sólo da estabilidad a la célula como un esqueleto, sino que es también como el músculo interviene en el movimiento celular. Por lo tanto podríamos llamarlo también “citomusculatura”. Podemos agregar que el citoesqueleto condiciona el movimiento de las organelas del interior de la célula y tiene gran importancia metabólica, dando un andamiaje a los procesos moleculares que se realizan en el citoplasma.

El citoesqueleto es característico de las células eucariontes ya que ESTA AUSENTE EN LOS PROCARIONTES. Por lo que podría ser un factor esencial en la evolución de los eucariotas De esta forma podemos enunciar las siguientes funciones del citoesqueleto:

Estabilidad celular y forma celular

 Locomoción celular

 División celular

 Movimiento de los orgánulos internos

 Regulación metabólica

Microfilamentos

Son las fibras más delgadas de 3-6 nm (nanómetros=milmillonésimas de metro= 10-9), están formados por la proteína actina. La actina es una proteína con funciones contráctiles, es también la proteína celular más abundante. La asociación de estos microfilamentos de actina con la proteína miosina es la responsable de la contracción muscular. Los microfilamentos también pueden llevar a cabo los movimientos celulares, incluyendo desplazamiento, contracción y citiocinesis.

Microtúbulos

Los microtúbulos son tubos cilíndricos de 20-25 nm de diámetro. Están compuestos de subunidades de la proteína tubulina , estas subunidades se llaman alfa y beta. Los microtúbulos actúan como un andamio para determinar la forma celular, y proveen un conjunto de “pistas” para que se muevan las organelas y vesículas. Los microtúbulos también forman las fibras del huso para separar los cromosomas durante la mitosis y la meiosis. Cuando se disponen en forma geométrica dentro de cilios y flagelos, son usados para la locomoción (autopropulsión) o para mover líquido circundante o partículas (motilidad).

Filamentos intermedios

Los filamentos intermedios tienen 10 nm de diámetro y proveen fuerza de tensión (resistencia mecánica) a la célula. Según el tipo celular varían sus proteínas constitutivas. Podemos decir que existen seis tipos de filamentos intermedios:

1)     Neurofilamentos (en la mayoría de las neuronas).

2)     Filamentos de desmina, en el músculo.

3   Filamentos gliales, en las células del mismo nombre , que sirven de soporte en el cerebro, médula espinal y sistema nervioso periférico.

4)   Filamentos de vimentina en células del tejido conjuntivo y en los vasos sanguíneos.

5)  Queratinas epiteliales, (o filamentos de queratina o también llamados tonofilamentos), en células epiteliales.

6)  Laminofilamentos, forman la lámina nuclear, una delgada malla de filamentos intermedios sobre la superficie interna de la envoltura nuclear. Son los únicos que no se encuentran en el citoplasma.

A diferencia de los microfilamentos y microtúbulos, los filamentos intermedios al agruparse pierden polaridad, por lo tanto no presentan extremo + y extremo.

MATRIZ EXTRACELULAR

Bajo el nombre de matriz extracelular (MEC) se agrupan los elementos intercelulares presentes en los organismos pluricelulares. La composición de la MEC es única para cada tipo de tejido.

La MEC es un medio dinámico que juega un rol central en la regulación de las funciones celulares durante la remodelación y el crecimiento celular normal y patológico, como en el desarrollo embrionario y toda una serie de procesos que acontecen en el organismo adulto por ejemplo, la coagulación sanguínea, la curación de heridas, la inflamación, la reparación de tejidos dañados, y la erradicación de infecciones. Paradójicamente, la adhesividad a la MEC puede facilitar también, la aparición de artritis reumatoide, ataques cardíacos, los accidentes cerebro vasculares (ACV), la invasión tumoral y la metástasis.

Las células del cuerpo se mantienen pegadas unas a otras y a un material cohesivo extracelular (la MEC), que las circunda. Esta cohesión es esencial para la supervivencia, ya que mantiene unidos a los tejidos. Las células normales no logran sobrevivir si no están adheridas a algún tipo de sustrato o entre ellas.

Los componentes de la MEC pueden clasificarse en fluidos y fibrosos. Los componentes fluidos son los glicosaminglicanos (polisacárido) y proteoglicanos (glicoproteína). Por otro lado, los componentes fibrosos se dividen en proteínas estructurales (colágenos) y proteínas adhesivas (fibronectina, laminina).

Componentes Fluidos

La MEC posee glicosaminoglicanos, un heteropolisacárido que se hallan asociados entre sí o a glicoproteínas llamadas proteoglicanos.

Los glicosaminoglicanos y los proteoglicanos se asocian entre sí formando agregados moleculares de gran tamaño. Estos agregados tienen un papel estructural debido a que presentan excelente resistencia mecánica a los golpes debido a sus propiedades viscoso elásticas.

Todos los glicosaminoglicanos, son moléculas ácidas con numerosas cargas negativas. Además, todos los glicosaminoglicanos, excepto el ácido hialurónico, poseen grupos sulfatos (también un grupo ácido). Por lo tanto podemos decir que el carácter ácido de los proteoglicanos y los glicosaminoglicanos, los conduce a fijar cationes (Na+, K+), en consecuencia constituyen una reserva de estos. Por otra parte los cationes están rodeados de agua, esto aumenta el volumen (turgencia) de la MEC. Debido a que los proteoglicanos retienen agua, son directamente responsables del grado de hidratación de la matriz extracelular (ver otros polisacáridos en Composición química de los seres vivos).

CITOSOL O MATRIZ CITOPLASMÁTICA

El citosol, hialoplasma o matriz citoplasmática, consiste fundamentalmente en un sistema coloidal con grandes biomoléculas como lo son las proteínas, los polisacáridos y los ácidos nucleicos.

Sin embargo no debemos olvidar que también es una solución acuosa que tiene disueltos iones orgánicos e inorgánicos y pequeñas moléculas como monosacáridos, aminoácidos, pequeños ácidos orgánicos, etc.

En esta matriz tienen lugar muchísimos procesos metabólicos, por tal motivo entre las biomoléculas encontramos muchas enzimas, como las que participan en el proceso de glucólisis o el de síntesis de las proteínas. Para éste último, son imprescindibles los ribosomas, organoides también presentes en el citosol de todas las células y en el estroma o matriz de cloroplastos y mitocondrias.

En resumen podemos asegurar que el citosol no debe ser considerada una matriz amorfa y que además contiene elementos muy variados, la mayor parte de ellos importantes para el mantenimiento de la vida.

Ribosomas

Como ya lo indicáramos estos organoides están presentes en todos los tipos celulares y su estructura será descripta oportunamente.

Debemos señalar que, con excepción de algunas proteínas mitocondriales que se sintetizan en los ribosomas de la matriz mitocondrial, todas las proteínas se sintetizan en el citoplasma, y en el proceso intervienen siempre los ribosomas. Sin embargo, a pesar de la ubicación del proceso, no todas las proteínas permanecen en el citoplasma.

El tránsito de proteínas desde el citosol hasta los diferentes destinos, requiere como ya hemos mencionado de un sistema de señalización preciso, que asegure la llegada de las proteínas al lugar adecuado. Estas señales se encuentran en la mismas proteínas. Como ejemplo podemos mencionar al péptido señal y las señales de anclaje (ver Sistema de endomembranas). Obviamente las proteínas destinadas al citosol no necesitan señales.

Chaperonas

Las chaperonas asisten a las proteínas para su oportuno y adecuado plegamiento. Son proteínas que aumentan durante los “estres térmico” y en condiciones de estrés metabólico, siendo estas situaciones que producen la desnaturalización de un gran número de proteínas. Las chaperonas ayudan a la renaturalización de las proteínas afectadas. Como ejemplo mencionaremos a las chaperonas HSP60 y HSP70 (por las iniciles de Heath Shock Protein). Ambas chaperonas consumen energía para realizar su tarea.


Referencias.
Silvia Márquez – Lionel Valenzuela Pérez – Sergio D. Ifrán – Maria Elena Pinto. Citoesqueleto. Articulo publicado en: http://genomasur.com/lecturas/Guia06.htm