domingo, 11 de julio de 2021

El citoesqueleto; el esqueleto celular en eucariotas



El concepto de citosol suele confundirse coloquialmente con los términos protoplasma y citoplasma, sin embargo a nivel mas técnico son términos diferentes que deben conextualizarse.   El citosol es el contenido celular, sin tomar en cuenta a los orgánulos, mientras que el citoplasma es todo el contenido celular, a excepción del núcleo.   Por su parte la definición de protoplasma contempla el contenido total de la estructura celular, sea esta Procariota o Eucariota, pero contemplando al citosol y las organelas, es decir el citoplasma y también al carioplasma, el cual se encuentra solo en las células con núcelo. 

En el caso de los eucariotas, el citosol es la sustancia acuosa semifluida que rodea a las organelas y al núcleo, y representa una proporción voluminosa en las distintas células. El citosol posee gran cantidad de sustancias disueltas entre ellas los iones y muchas sustancias orgánicas, como por ejemplo: azúcares, unos pocos nucleótidos, proteínas lípidos y enzimas.   Además, en el citosol se almacenan sustancias de reserva o toxinas en forma de gránulos los cuales se conocen con el nombre de inclusiones, las cuales no están rodeadas por una membrana. A este  conjunto de inclusiones de una célula se le conoce como paraplasma.

Por su parte el citoplasma es el contenido celular, que ocurre entre el núcleo y la membrana celular y va a estar compuesto por el citosol y por el sistema endomembranoso el cual forma estructuras conocidas como organelas.  Estas organelas u organelos son pequeños cuerpos que cumplen a manera de órganos con las funciones vitales de la célula.   Las organelas se pueden clasificar de acuerdo a la cantidad de membranas que éstas posean, existiendo organelas de 1, 2 y 3 membranas.

En el interior de las células eucariotas se pueden encontrar entonces las organelas, sin embargo también hay otro tipo de componentes subcelulares que no tienen membrana y que reciben el nombre de microcuerpos, quienes además muestran una diferencia de tamaño muy notable al compararla con las organelas.  Entre estos microcuerpos sobresalen los ribosomas, las nanomáquinas que se encargan de construir una proteína a partir de la lectura de la información genética en forma de ARNm, y tambén una gran variedad de filamentos proteicos que le proporcionan una compleja estructura interna. El interior de la célula eucariota entonces no es una masa amorfa gelatinosa donde están diseminados al azar las organelas y el núcleo, por el contrario, posee una organización interna establecida por estos filamentos proteicos, los cuales forman un entramado dinámico y se extienden a través de todo el interior celular, entre el núcleo y la cara interna de la membrana celular, aunque también hay filamentos intranucleares, es precisamente a este conjunto de filamentos al que se le denomina citoesqueleto.

La palabra citoesqueleto es un término morfológico y estructural que deriva de las primeras observaciones realizadas a través del microscopio electrónico.  Sin embargo este término puede llevar a un engaño puesto que a pesar de ser un esqueleto, el mismo no es una estructrura inerte que funciona únicamente como andamiaje para dar soporte a la células y a sus diferentes estructuras. El citoesqueleto es una estructura dinámica, y a pesar de su nombre, no representa sólo a los huesos de las células sino también a sus músculos y tendones, pero también permite establecer la polaridad de algunas células, la disposición adecuada de los orgánulos, la comunicación entre ellos, los procesos de endocitosis y exocitosis, la división celular, además se constituye en el lugar de anclaje de moléculas y orgánulos, permite a la célular resistir presiones mecánicas y reaccionar frente a deformaciones, entre otras muchas más.

En los años 1950 a 1960, el desarrollo y aplicaciṕn de la microscopia electrónica consiguió sacar a luz tres sistemas distintos de filamentos del citoplasma. Estudios bioquímicos e inmunológicos posteriores identificaron el conjunto específico de proteínas que caracteriza a cada sistema de filamentos. Los tres sistemas primarios de fibras que componen el citoesqueleto son: microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios. Estos sistemas primarios de filamentos, están asociados a un conjunto de proteínas llamadas proteínas accesorias.   Adicionalmente a los microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios, se demostró la existencia de un cuarto componente del citoesqueleto eucariota formado por las proteínas septinas, las que pueden adoptar distintas arreglos estructurales. 

Hasta hace relativamente poco tiempo se creía que el citoesqueleto era un componente exclusivo de células eucariotas, sin embargo hace unos 30 años da inicio la búsqueda de las proteínas esqueléticas en células procariotas, y de esta menera a la fecha se han identificado varios tipos de proteínas que se pueden considerar homólogos bacterianos a las principales proteínas del citoesqueleto eucariota.  En este el capítulo de podcast vamos a hacer una revisión de la estructura y función de las fibras esqueléticas tomando en cuenta estos nuevos descubrimientos, con la finalidad de entender la importancia de este fundamental componente celular eucariota

Hoy activamos de nuevo la función de miniaturización y nuestra máquina del tiempo espacio nos llevará a un viaje por el interior celular donde vamos a analizar de cerca la estructura y la función de este componente celular, el citoesqueleto, el cual presenta funciones tan variadas como el movimiento, la división celular, el transporte intracelular, la modulación de compartimientos celulares favoreciendo la organización funcional de la célula y participa en los procesos de interacción intercelular.

Música del capítulo

The Eliminators -  El Borracho - Hawaiian Waterman Movie Soundtrack
Ennio Morricone - Tepepa, Viva la Revolucion!
Black Hole Sun - Soundgarden  - 8 Bit Universe
Madrugada -  Whatever Happened To You

Enlaces

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