El citoesqueleto es una estructura subcelular compuesta por proteínas que forman diferentes tipos de filamentos. Éstos se interconectan entre sí y con las organelas de la célula presentes en el citoplasma, cumpliendo diferentes funciones. Hasta la fecha se han identificado tres tipos de componentes que conforman al citoesqueleto, cada uno con funciones y características particulares: los microtúbulos, los filamentos intermedios y los microfilamentos, respecto de los cuales profundizaremos.
Funciones del citoesqueleto
El citoesqueleto cumple varias funciones dentro de la célula: dirige el tránsito de sustancias dentro del citoplasma celular, organiza las diferentes organelas, permite la locomoción en las células capaces de desplazarse, participa en los cambios de la morfología celular, y es responsable del movimiento de estructuras especiales como los cilios y los flagelos.
El citoesqueleto también cumple un rol central en el proceso de división celular (mitosis), ya que dirige los movimientos de los cromosomas hacia cada uno de los nuevos núcleos hijos, el reparto de las organelas, como así también el proceso de citocinesis (división del citoplasma para la formación de dos células hijas independientes).
Tres tipos de filamentos
1. Los microtúbulos
Los microtúbulos son los más gruesos, con entre 20 y 25 nanómetros de diámetro aproximadamente. Están constituidos por dímeros de tubulina alfa y beta que se asocian entre sí, generando un polímero que al enroscarse forma un tubo hueco y rígido. La longitud de los microtúbulos va variando de acuerdo al agregado o eliminación de dímeros de tubulina alfa y beta en su extremo, proceso que se lleva a cabo con gasto de energía, en respuesta a los requerimientos celulares y a distintas señales internas y externas.
Los microtúbulos se encargan principalmente del transporte de organelas y vesículas de una zona a otra del citoplasma celular. Para esto, diversas proteínas motoras como las dineínas y las cinesinas, conducen las estructuras subcelulares a transportar utilizando a los microtúbulos como guía (como si fuesen los rieles de un ferrocarril). Entre las sustancias transportadas en las vesículas podemos encontrar neurotransmisores, nutrientes, hormonas, entre otras.
Otra función de los microtúbulos es la de dirigir el movimiento de los cromosomas durante el proceso de mitosis. A su vez, participan en la locomoción celular, ya que constituyen el principal componente de estructuras motoras tales como los cilios y los flagelos.
2. Los filamentos intermedios
Los filamentos intermedios, como su nombre lo indica, poseen un diámetro intermedio en comparación con los otros dos componentes del citoesqueleto. Este diámetro oscila entre los 7 y 12 nanómetros aproximadamente. Están constituidos por tetrámeros de proteínas fibrosas resistentes, que se disponen formando una estructura con una cabeza, un centro tubular y una cola. Estas proteínas presentan una considerable diversidad al comparar diferentes tejidos, que presentan filamentos intermedios de diferentes clases.
Los filamentos intermedios poseen una función principalmente estructural. Brindan a las células de organismos pluricelulares resistencia mecánica, siendo, por este motivo, particularmente importantes en las células musculares y epiteliales. En estas últimas, intervienen además en la fijación a la matriz extracelular y en el establecimiento de las uniones intercelulares.
Además, estos filamentos componen la llamada ‘’lámina nuclear’’, que confiere su forma a la envoltura nuclear proporcionando soporte a la membrana nuclear interna. Además, en algunos tipos celulares, los filamentos intermedios interactúan con los microtúbulos y se disponen de forma radial dentro de la célula, desde el núcleo hacia la membrana plasmática.
3. Los microfilamentos
Los microfilamentos también son conocidos como ‘’filamentos de actina’’, y como este último nombre lo indica, están formados por proteínas globulares llamadas ‘’actina G’’. Estas unidades de actina G se ensamblan formando filamentos con una estructura helicoidal doble que recibe el nombre de ‘’actina F’’.
Son el componente del citoesqueleto con menor diámetro, siendo éste de aproximadamente 6 nanómetros. Este hecho, sin embargo, no los hace menos resistentes.
Al igual que los microtúbulos, los microfilamentos van variando su longitud respondiendo a procesos de polimerización y despolimerización, y están implicados en fenómenos de locomoción celular, pero bajo mecanismos diferentes. En el caso de los microfilamentos, tienen la capacidad de deformar la membrana celular formando seudópodos o ‘’pies falsos’’ que las células utilizan para desplazarse sobre una superficie.
Los microfilamentos se organizan en el citoplasma celular formando intrincadas redes que mantienen y dan lugar a la morfología de la célula a la cual pertenecen. En células especializadas como las de epitelio intestinal, por ejemplo, son los responsables de formar las microvellosidades que permiten aumentar la superficie de absorción de nutrientes.
Al final del proceso de mitosis en las células animales, los microfilamentos, junto con filamentos de otra proteína llamada miosina, actúan estrangulando a la membrana plasmática. Esto permite que, a partir del citoplasma de la célula progenitora, se generen dos nuevos citoplasmas que dan lugar a las células hijas.
Los filamentos de actina pueden encontrarse en prácticamente todos los tipos celulares.
Referencias bibliográficas
• Curtis, H. y Cols. (2015). ‘’Invitación a la Biología en contexto social’’. Séptima edición. Buenos Aires: Médica Panamericana.• Ross, M. H. & Pawlina, W. (2012). ''Histología''. Buenos Aires: Médica Panamericana.
Autora
Escrito por Tatiana Bengochea para la Edición #112 de Enciclopedia Asigna, en 05/2022. Tatiana es Lic. en Ciencias Biológicas y Prof. en Biología. Graduada en la UBA, Arg.