3.11: El citoesqueleto
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Filamentos de actina
Los monómeros de la proteína actina polimerizan para formar fibras largas y delgadas. Estos son de aproximadamente 8 nm de diámetro y, al ser los más delgados de los filamentos citoesqueléticos, también se les llama microfilamentos (en las fibras del músculo esquelético se les llama filamentos “delgados”). Algunas funciones de los filamentos de actina son:
- formar una banda justo debajo de la membrana plasmática que
- proporciona resistencia mecánica a la celda
- une proteínas transmembrana (por ejemplo, receptores de superficie celular) a proteínas citoplásmicas
- pellizcos que dividen las células animales durante la citocinesis
- generar flujo citoplásmico en algunas células
- generar locomoción en células como los glóbulos blancos y la ameba
- interactuar con filamentos de miosina (“gruesos”) en las fibras del músculo esquelético para proporcionar la fuerza de contracción muscular
Filamentos Intermedios
Estas fibras citoplásmicas tienen un promedio de 10 nm de diámetro (y por lo tanto son de tamaño “intermedio” entre los filamentos de actina (8 nm) y los microtúbulos (25 nm) (así como de los filamentos gruesos de las fibras del músculo esquelético). Existen varios tipos de filamentos intermedios, cada uno construido a partir de una o más proteínas características del mismo.
- las queratinas se encuentran en las células epiteliales y también forman cabello y uñas;
- las laminas nucleares forman una malla que estabiliza la membrana interna de la envoltura nuclear;
- los neurofilamentos fortalecen los axones largos de las neuronas;
- Las vimentinas proporcionan fuerza mecánica a las células musculares (y otras).
A pesar de su diversidad química, los filamentos intermedios desempeñan papeles similares en la célula: proporcionar un marco de soporte dentro de la célula. Por ejemplo, el núcleo en las células epiteliales se mantiene dentro de la célula por una red similar a una cestera de filamentos intermedios hechos de queratinas.
Diferentes tipos de epitelios utilizan diferentes queratinas para construir sus filamentos intermedios. Se han encontrado más de 20 tipos diferentes de queratinas, aunque cada tipo de célula epitelial puede utilizar no más de 2 de ellas. Hasta el 85% del peso seco de las células epiteliales escamosas puede consistir en queratinas.
Microtúbulos
Los microtúbulos son cilindros rectos y huecos cuya pared está conformada por un anillo de 13 “protofilamentos” y tienen un diámetro de aproximadamente 25 nm. Son variables en longitud pero pueden crecer 1000 veces siempre y cuando sean anchas. Se construyen mediante el ensamblaje de dímeros de alfa tubulina y beta tubulina. Los microtúbulos se encuentran tanto en células animales como vegetales. En las células vegetales, los microtúbulos se crean en muchos sitios dispersos a través de la célula. En las células animales, los microtúbulos se originan en el centrosoma. El extremo adjunto se llama el extremo menos; el otro extremo es el extremo más.
Los microtúbulos crecen en el extremo más por la polimerización de dímeros de tubulina (impulsados por la hidrólisis de GTP), y se contraen por la liberación de dímeros de tubulina (despolimerización) en el mismo extremo. Participan en una amplia variedad de actividades celulares. La mayoría involucra movimiento. El movimiento es proporcionado por “motores” de proteínas que utilizan la energía del ATP para moverse a lo largo del microtúbulo.
Motores de microtúbulos
Hay dos grupos principales de cinesinas de motores de microtúbulos (la mayoría de estas se mueven hacia el extremo más de los microtúbulos) y dineinas (que se mueven hacia el extremo menos)
- El rápido transporte de orgánulos, como vesículas y mitocondrias, a lo largo de los axones de las neuronas se realiza a lo largo de los microtúbulos con sus extremos positivos apuntando hacia el extremo del axón. Los motores son kinesinas.
- La migración de cromosomas en mitosis y meiosis tiene lugar en microtúbulos que conforman las fibras del huso. Tanto las quinesinas como las dineínas se utilizan como motores
Cilios y Flagelos
Los cilios y flagelos se construyen a partir de matrices de microtúbulos.