Todas las partes de nuestro organismo son esenciales para la existencia. En nuestro cuerpo contamos con millones de células y muchos órganos vitales. Algunos, aunque parecen ser insignificantes, aportan en gran manera al buen funcionamiento del cuerpo. Uno de estos elementos que contiene una importante función en el cuerpo es el Citoesqueleto.

Gracias al Citoesqueleto y su estructura práctica, las células pueden mantenerse en forma, y con un buen soporte. Por lo tanto, debido a este funcionamiento, se logra mantener una excelente marcha en el organismo. A lo largo de este artículo, estaremos analizando qué es el citoesqueleto, cuál es su función y cómo nos beneficia a cada uno de nosotros.

¬ŅQu√© es el Citoesqueleto?

Se trata de una configuraci√≥n celular que se compone en su mayor√≠a por hebras. Esta peque√Īa estructura se encarga de llevar un soporte interior a las c√©lulas. Tambi√©n se caracteriza por organizar e intervenir ante las irregularidades que se presentan en el transporte y el tr√°fico de la divisi√≥n de las c√©lulas.

Est√° ubicada de forma dispersa en el citoplasma; y es el encargado de mantener la construcci√≥n y forma celular; se trata de un soporte con el que cuentan las c√©lulas. B√°sicamente, cuenta con 3 tipos de prote√≠nas, las cuales suelen clasificarse de acuerdo con su tama√Īo; estas son: Los microfilamentos, los filamentos intermedios y los microt√ļbulos.

En las c√©lulas Eucariotas, posee distintos filamentos, como los intermedios, filamentos de actina, septinas y microt√ļbulos. Por otra parte, en las c√©lulas Procariotas se encuentran mayormente las prote√≠nas estructurales FtsZ¬†y¬†MreB.

El interior de las células se trata de un ámbito donde ocurre un desplazamiento de materiales; y el citoesqueleto cuenta con un papel fundamental en la división celular y en la circulación intracelular.

Avances en el descubrimiento del Citoesqueleto

Entre 1950 y 1960, gracias al avance de la investigación microscópica electrónica, se logró sacar a flote tres distintos sistemas de filamentos que contiene el Citoplasma. A través de diversos estudios bioquímicos e inmunológicos, posteriormente se identificó el compuesto específico de las proteínas que componen los distintos sistemas de filamentos.

Sin embargo, el citoesqueleto fue descubierto como tal a principios de la década de 1980 por el doctor Keith Porter. Luego de su descubrimiento, el doctor Donald Ingber empezó a examinarlo. Este observó que, al mirarlo detenidamente desde una óptica mecánica, esta célula podía comportarse de la misma forma que algunas estructuras arquitectónicas. Estas estructuras son llamadas estructuras de tensegridad.

Mediante distintos descubrimientos, se supo que los 3 sistemas principales del citoesqueleto son los microfilamentos, los filamentos intermedios y los microt√ļbulos. Estas son conocidas como Prote√≠nas Accesorias. Adem√°s de las distintas funciones que cumplen, tambi√©n se encontraron diversas clasificaciones de estas prote√≠nas; entre las cuales est√°n:

  • Las prote√≠nas reguladoras: Se encargan de regular el proceso de estiramiento y reducci√≥n de los principales filamentos que se encuentran presentes.
  • Prote√≠nas ligadoras: Estas son las prote√≠nas especializadas en unir los filamentos unos con otros a trav√©s de diferentes estructuras celulares.
  • Las prote√≠nas motoras: Ayudan en la movilidad, y los cambios en la forma de las c√©lulas. Por otra parte, tambi√©n se encargan de transportar de un lugar del citoplasma a otro, las macromol√©culas y los organoides.

A trav√©s de los a√Īos, el estudio y la investigaci√≥n relacionados al Citoesqueleto ha ido aumentando considerablemente. Ha sido una gran raz√≥n de estudio en nuestros d√≠as. Y gracias al enfoque que se tiene hoy d√≠a, se ha expuesto la idea de un modelo de evoluci√≥n r√°pida. Este modelo es llamado El Modelo de Complejidad Temprana.

A trav√©s de este modelo, se establece la idea de que, con distintos procedimientos de transformaci√≥n de las mol√©culas antiguas del citoesqueleto, se multiplic√≥ el sistema complejo del √ļltimo antepasado com√ļn de las eucariotas. Posteriormente, gracias a este aumento, se produjo un incremento de todas las prote√≠nas que se encuentran en las fibras y aument√≥ la cantidad de prote√≠nas motoras.

El Citoesqueleto en el microscopio

Hoy d√≠a, incluso es posible observar y filmar la manera en la que el Citoesqueleto cumple sus funciones en las c√©lulas. Esto es posible, gracias a la √ļltima tecnolog√≠a microsc√≥pica disponible. De la misma forma, permiten una completa visualizaci√≥n con la finalidad de un mejor estudio.

Características y Funciones del Citoesqueleto

Características

Como ya se ha mencionado antes, esta estructura molecular es sumamente √ļtil y pr√°ctica; ya que simboliza un armaz√≥n molecular. Los filamentos que lo componen se tratan de distintas unidades que se repiten a fin de formar cadenas y estructuras muy diferentes. Esto, dependiendo del procedimiento que estas unidades utilizan para combinarse.

A fin de ilustrarlo mejor, al tratar de comparar todo este sistema con alguna parte del esqueleto humano, podríamos decir que el citoesqueleto es semejante al sistema óseo. Además, también tiene cierta similitud al sistema muscular.

No obstante, debemos aclarar que no es completamente idéntico a un hueso. Esto, debido a que sus componentes tienen la característica de que se pueden ensamblar y también se pueden descomponer. Esto, le concede a la célula la habilidad de crear cambios y la capacidad de ser maleable.

Funciones

Entre las funciones que otorga el citoesqueleto se encuentran:

  • La capacidad de dar forma: Esta habilidad permite que la funci√≥n intuitiva del citoesqueleto le otorgue cierta estabilidad a cada c√©lula. Cada vez que estos filamentos se unen en este sistema revuelto, el citoesqueleto le da la capacidad de resistir la alteraci√≥n. Si no fuera por el citoesqueleto, las c√©lulas no ser√≠an capaces de mantener una forma particular.
  • Otorga movimiento a las c√©lulas: La c√©lula se trata de una matriz organizada con cada uno de sus componentes ordenados espec√≠ficamente; esto, debido al citoesqueleto. Por otra parte, el movimiento que otorga el citoesqueleto se encuentra profundamente relacionado a las prote√≠nas motoras. Al combinarse con el citoesqueleto, estas prote√≠nas permiten un desplazamiento en el interior de la c√©lula.
  • Permite las uniones celulares: El proceso en el que una c√©lula atrapa el medio exterior de una part√≠cula se denomina Fagocitosis. Y en este proceso, tambi√©n se ve involucrado el citoesqueleto; ya que es el medio que permite conectar una c√©lula con determinado medio exterior. Este papel de conector lo logra efectuar tanto f√≠sica como bioqu√≠micamente; y gracias a esto, se inicia la formaci√≥n tanto de los tejidos, como de las uniones celulares.

Estructura y Componentes

Anteriormente, hemos mencionado que El Citoesqueleto se divide en 2 tipos de c√©lulas. Una de ellas son las C√©lulas Eucariotas, en las que se encuentran los filamentos de Actina, los Filamentos Intermedios y los Microt√ļbulos. Mientras que en las c√©lulas Procariotas se caracteriza por concentrarse mayormente en¬†las prote√≠nas¬†FtsZ¬†y¬†MreB.

Células Eucariotas

La composici√≥n principal del citoesqueleto en las c√©lulas eucariotas son tres tipos de filamentos; los cuales son la Actina, los Filamentos Intermedios y los Microt√ļbulos. Hoy d√≠a, se ha debatido considerablemente sobre si se debe considerar la Septina un cuarto elemento o no. Cada una de sus partes se ve especificada a continuaci√≥n:

El Citoesqueleto

Los Filamentos de Actina

Estos filamentos cuentan con un diámetro de entre 3 y 7 nanómetros (nm). Mayormente, son llamados microfilamentos. Los monómeros que se encuentran en los filamentos de actina son partículas que tienen la forma de un globo. A pesar de que su característica es de forma lineal, no tienen la forma de un barrote; sino que giran a través de su eje y aluden a una hélice.

Hay más de 150 proteínas existentes que son capaces de interaccionar con la actina. Cuenta con 2 extremos; uno ha sido nombrado más (+) y el otro ha sido denominado menos (-). Gracias a estos dos extremos, el filamento puede aumentar, o por el contrario, disminuir.

Cada uno de los filamentos de Actina cuenta con una funci√≥n importante respecto al movimiento celular. Esta funci√≥n consiste en que las distintas c√©lulas se desplacen libremente en sus ambientes; sean tanto de organismos unicelulares como de organismos pluricelulares. La actina es muy conocida por su intervenci√≥n en la contracci√≥n de los m√ļsculos.

Los Filamentos Intermedios

El tama√Īo de estos filamentos es de aproximadamente 12 nan√≥metros de di√°metro. Por esta raz√≥n se les denomina como intermedios. Este nombre se les coloca ya que su proporci√≥n es intermedia respecto al tama√Īo de los otros 2 filamentos que componen el Citoesqueleto.

La estructura de los filamentos intermedios se constituye con una cabeza parecida a un globo; y con una cola que tiene una estructura parecida en el carbono terminal. Cada una de sus extremidades está conectada por una estructura en forma de línea conformada por las hélices alfa.

Cada vez que estas cuerdas con cabezas de globo se entrelazan con otros filamentos intermedios, crean una serie de elementos entretejidos m√°s gruesos. Mayormente, estos filamentos se encuentran ubicados alrededor de todo el citoplasma celular.

Cada uno de los filamentos intermedios se extienden hasta la membrana, y casi siempre se mantienen unidos a esta. Esta clase de filamentos tambi√©n se pueden encontrar en el n√ļcleo; y de esta forma proceden a configurar una estructura conocida como L√°mina Nuclear. En el grupo de los filamentos intermedios se divide una serie de sub filamentos intermedios, entre los cuales est√°n:

  • Los filamentos de queratina
  • Los filamentos de vimentina
  • Los neurofilamentos
  • Las l√°minas nucleares

De esta manera, cada uno de los Filamentos intermedios, cumplen correctamente su función. La división de filamentos intermedios se caracteriza por ser sumamente fuertes y resistentes; e incluso le ganan en estabilidad a los microfilamentos y a la actina.

Gracias a este grupo, es posible resistir los cambios celulares que se producen. Casi siempre, suele estar en las células que pueden aguantar un continuo estrés mecánico. Por ejemplo, las células nerviosas o musculares. Estos filamentos no pueden armarse y deshacerse; ya que son estructuras totalmente firmes cuya función es servir de apoyo y cimiento para el soporte celular y la respuesta dinámica al estrés.

Los Microt√ļbulos

Esta clase de filamentos son elementos huecos, su tama√Īo puede encontrarse aproximadamente entre los 25 nan√≥metros de longitud. Se tratan del elemento m√°s grande que se encuentra en el Citoesqueleto. Los microt√ļbulos constituyen el componente m√°s fundamental para las c√©lulas Eucariotas.

Los microt√ļbulos provienen de peque√Īas estructuras denominadas centrosomas, desde ah√≠ en adelante empiezan a extenderse hasta los bordes de la c√©lula. Esto, a diferencia de los filamentos intermedios, los cuales tienden a expandirse por todo el ambiente celular.

Cada uno de los microt√ļbulos est√° constituido por prote√≠nas llamadas tubulinas. Esta prote√≠na se trata de un d√≠mero conformado por 2 subunidades, las cuales son: La Alfa Tubulina y La Beta Tubulina. Ambas llegan a unirse mediante diversos enlaces no covalentes.

Otra de sus caracter√≠sticas es la capacidad de aumentar y descender, al igual que los filamentos de actina. Cada uno de los microt√ļbulos tiene una estructura diferente, tambi√©n participan en el proceso de la divisi√≥n de las c√©lulas y de esta forma, llegan a formar el Huso Mit√≥tico. Gracias a este proceso, es posible que las c√©lulas hijas puedan contar con un n√ļmero exacto e igual de cromosomas.

Los microt√ļbulos se caracterizan por formar una especie de v√≠a o carretera, por la cual se pueden trasladar las prote√≠nas que tienen la funci√≥n de transporte. Las prote√≠nas que tienen esta caracter√≠stica se clasifican en Las Kinesinas y las Dine√≠nas. Y gracias a los microt√ļbulos pueden desplazarse en largas distancias a trav√©s de la c√©lula.

dibujo citoesqueleto

Células Procariotas

Hace muchos a√Īos atr√°s, se pensaba que el Citoesqueleto era una caracter√≠stica √ļnica que pose√≠an las c√©lulas Eucariotas. No obstante, gracias a los avances en la ciencia, se han encontrado equivalentes bacterianos muy similares a las principales prote√≠nas del citoesqueleto de las c√©lulas eucariotas.

Su relación con las células eucariotas es muy distante. Pero si se trata de las funciones que realizan, al igual que su similar estructura tridimensional y el mantenimiento que ejecutan en las células es completamente igual al de las células eucariotas. Estas son:

FtsZ

Consiste en ser una proto-tubulina, la cual se trata de la primera prote√≠na del citoesqueleto procariota que se descubri√≥. De la misma forma que la tubulina que se haya en los microt√ļbulos, FtsZ se encarga de formar distintos filamentos con la presencia de Guanos√≠n Trifosfato. Esto, con la excepci√≥n de que estos filamentos no se re√ļnen en microt√ļbulos.

Esta proteína es la primera que se encarga de desplazarse al sitio de la división celular. Además, es de vital importancia para ordenar las proteínas que recopilan la nueva pared celular en las células que se dividen.

MreB y ParM

Se trata del equivalente procariota similar a la actina. El cual es una proteína que se ve involucrada en el mantenimiento de las células. MreB se encarga de formar una red helicoidal en la parte inferior de la membrana celular y a su vez, guía a las proteínas que se ven envueltas en la biosíntesis de la pared celular.

De igual forma, existen algunos plásmidos, cuya función es codificar un sistema de distribución y fraccionamiento que envuelve una proteína muy parecida a la actina, esta es llamada ParM. Sin embargo, cada uno de los filamentos que tiene esta proteína pueden manifestar estabilidad dinámica. Además, pueden particionar los plásmidos del ADN en el proceso de la división celular en un sistema análogo.

Crescentina

Se ha descubierto una organismo bacteriano llamado Caulobacter Crescentus, la cual contiene en sus propiedades una prote√≠na llamada Crescentina. Esta se encuentra muy estrechamente relacionada con los filamentos Intermedios de las c√©lulas Eucariotas, y puede decirse que es su contraparte procariota. La Crescentina se caracteriza por participar en el mantenimiento de las formas celulares. Sin embargo, el mecanismo de su funci√≥n a√ļn sigue investig√°ndose.

El Citoesqueleto, presente en la Migración Celular

El término Migración Celular es utilizado constantemente para referirse a los procesos o fenómenos que conllevan a que las células se desplacen, esto suele ocurrir, sobre todo, en distintos sustratos. La migración celular casi siempre es una respuesta a distintos tipos de impulso, tales como tener una necesidad de mantenerse alimentado mediante de las células, la regeneración de alguna herida u otro tipo de cambios morfológicos.

La presencia del Citoesqueleto es fundamental en caso de que ciertas c√©lulas vayan a trasladarse de un sitio a otro. Es muy llamativo el hecho de que el tama√Īo y la forma de las c√©lulas no se ve afectado ante la migraci√≥n. En vez de eso, aunque estuvieron en una reorganizaci√≥n, una vez que vuelven a estar en reposo, estas c√©lulas no pierden su capacidad de volver al estado en que se encontraban antes de la migraci√≥n.

Cuando una c√©lula se encuentra en movimiento, puede cambiar radicalmente su tama√Īo. De la misma forma, tambi√©n puede entrar en interacci√≥n con otras c√©lulas. A pesar de eso, no deja de contar con la energ√≠a que le brinda el citoesqueleto.

El citoesqueleto que se encuentra presente en la célula que está en reposo se mantiene activo, no se detiene. Esto, debido a que las funciones de tráfico en las células y el movimiento intracelular son permanentes.  

herramientas para ver citoesqueleto

Todo lo que hemos analizado hasta ahora, es una muestra clara de la necesidad y la curiosidad del ser humano por aprender y conocer sobre su cuerpo, y esto se ha incrementado a medida que la tecnología ha avanzado.

Hoy día, esto es posible, y una prueba de ello es el conocimiento que se tiene acerca de los millones de moléculas y células que hay en nuestro interior. Entre estos, se encuentra El Citoesqueleto, el cual hace un gran aporte al buen funcionamiento de nuestro organismo.