Contenido
- La estructura del centríolo
- El centrosoma como parte del citoesqueleto
- Papel del centrosoma en la división celular
- Replicación de centríolos
- Papel en la formación de cilios
los centrosoma ("cuerpo medio") es una estructura que se encuentra en las células de la mayoría de las plantas y animales. Es a partir de este orgánulo que las estructuras de proteínas conocidas como microtúbulos formar y extender.
Estos microtúbulos emergen del centro organizador de microtúbulos (MTOC) y son parte integral de una serie de funciones y procesos de células eucariotas a lo largo de la vida útil de las células. Quizás son más conocidos por su importante papel en el proceso de división celular, que incluye mitosis (la división de un material nuclear de células en núcleos hijos) seguido en breve por citocinesis (la división de una célula completa en células hijas).
Este proceso de división está mediado por el centriolos de centrosomas.
La estructura del centríolo
Los centrosomas son estructuras que contienen los centriolos, que dan lugar a los microtúbulos que funcionan como el huso mitótico. Eso es mucho para imaginar, por lo que un vistazo a cada uno de estos en términos da una idea más clara de la configuración física de los centrosomas.
Durante interfase, que es el período durante el cual una célula no se divide activamente, cada célula contiene un centrosoma que incluye un par de centriolos. Cada uno de estos centríolos consta de nueve tripletes de microtúbulos en una disposición cilíndrica; en otras palabras, un solo centriolo incluye un total de 27 microtúbulos corriendo de punta a punta. Los dos centriolos están orientados en ángulo recto entre sí. Los trillizos se parecen a pequeños tubos paralelos que están en una línea.
Lea más sobre lo que sucede en la interfase.
También durante la interfase, todos los componentes básicos de las células se replican, incluido el centrosoma y su par de centriolos. Inicialmente, los dos centrosomas, o pares de centriolos, permanecen en estrecha proximidad física. Una vez que la mitosis está completamente en marcha, los dos centriolos migrar hacia extremos opuestos de la célula que se prepara para dividirse en dos células hijas.
Centrosome vs Centromere: Ni el "centrosoma" ni el "centríolo" deben confundirse con el centrómero, que es la unión física entre las cromátidas hermanas de un cromosoma que se prepara para dividirse como parte de la mitosis).
Los microtúbulos, como se señaló, tienen varias funciones diferentes en las células, pero su propósito principal en la división celular es servir como fibras del huso que ayudan a controlar y llevar a cabo la separación de los componentes celulares durante el proceso de división.
El centrosoma como parte del citoesqueleto
Además de participar en mitosis, el centrosoma juega un papel estructural vital en la célula al generar el microtúbulos que forman el citoesqueleto, que es lo que da a las células su forma e integridad.
Aunque tal vez sea tentador imaginar que las células son globos frágiles y gelatinosos que son poco más que recipientes redondeados, cada célula es extremadamente dinámica, incluida su membrana, que controla cuidadosamente qué sustancias pueden o no pasar dentro y fuera de la célula.
Lea más sobre la función principal de las células de microtúbulos.
Su propósito es similar al del esqueleto de su propio cuerpo, que le da al resto su forma física general y funciona como una especie de estante que sostiene sus otros componentes físicos importantes: sus órganos, músculos y tejidos.
Disposición y composición del citoesqueleto: Los microtúbulos que forman el citoesqueleto se enroscan en el citoplasma del interior de la célula, formando una serie de llaves entre el límite de las células y su núcleo cerca del centro. Estos túbulos a su vez consisten en unidades monoméricas hechas de una proteína llamada tubulina.
Esta tubulina, como muchas proteínas en la naturaleza, viene en una variedad de subtipos; Los más comunes que se encuentran en los microtúbulos son:
Solo en presencia de un centrosoma, estos monómeros se forman espontáneamente en microtúbulos, de la misma manera, tal vez, como los huevos, el azúcar y el chocolate solo se convierten en galletas en presencia de una cocina con personal humano.
Además, las proteínas llamadas dineínas y kinesinas participar en la mitosis; Estos ayudan a orientar los extremos de los microtúbulos a sus ubicaciones correctas a lo largo o cerca de los cromosomas que pronto se dividen, que se alinean a lo largo de la placa de metafase.
Importancia de los centrosomas: Todavía no se sabe cómo ocurre exactamente la duplicación de centrosomas durante la interfase. Además, es notable que si bien los centrosomas y los centriolos aparecen en la mayoría de las células vegetales, la mitosis puede ocurrir en plantas en ausencia de estas estructuras. De hecho, en algunas células animales, la mitosis puede funcionar incluso cuando los centriolos se han destruido a propósito, pero esto generalmente resulta en un número inusualmente alto de errores de replicación.
Por lo tanto, se cree que los centrosomas ayudan a impartir cierto grado de control durante todo el proceso, y los bioquímicos se esfuerzan por dilucidar los mecanismos de esto porque probablemente sean importantes en La génesis y progresión del cáncer. y otros trastornos que dependen de la replicación y división celular.
••• Dana Chen | SciencingPapel del centrosoma en la división celular
La división celular es un componente crucial de la biología celular. Los centrosomas juegan un papel importante en este proceso.
Recuerde que los dos centríolos de un solo centrosoma están orientados en ángulo recto entre sí, lo que significa que los microtúbulos en estos centríolos se colocarán en una de las dos direcciones perpendiculares entre sí. También recuerde que los dos centrosomas en una célula que aún no se ha dividido se encuentran en los extremos opuestos de la célula de interfase.
Una implicación de esta geometría es que cuando las fibras del huso de la mitosis comienzan a formarse, extenderse desde cada lado (o "polo") De la célula hacia su centro, donde la división celular es más evidente, y también se extienden o "ventilan" hacia afuera en un rango de direcciones desde cada centrooma en sí.
Intenta sostener tus puños cerrados ligeramente separados, y luego ábrelos lentamente mientras extiendes tus nuevos dedos visibles uno hacia el otro; Esto ofrece una imagen general de lo que se desarrolla en los centrosomas a medida que avanza la mitosis.
La mitosis en sí incluye cuatro fases (a veces enumeradas como cinco). En orden, estos son:
Algunas fuentes también incluyen prometafase entre profase y metafase. A medida que avanza la mitosis, los microtúbulos que crecen desde el huso mitótico naciente en cada polo se mueven hacia el centro de la célula, donde los cromosomas replicados dispuestos en pares se alinean a lo largo de los llamados placa de metafase (una línea invisible a lo largo de la cual se produce la escisión del núcleo).
Estos extremos de rango de las fibras del huso terminan en uno de tres lugares: en el cinetocoro de cada par de cromosomas, que es la estructura en la cual los cromosomas se separan realmente; en los brazos de los cromosomas; y en el citoplasma, en el otro lado de la célula, más cerca del centrosoma opuesto que del punto de origen de estas fibras.
Fibras de huso en funcionamiento: La gama de puntos de anclaje de los extremos de las fibras del huso da fe de la elegancia y complejidad del proceso mitótico. Es una especie de "tira y afloja", pero debe estar extremadamente bien coordinado, de modo que la división "atraviese" el centro exacto de cada par de cromosomas para garantizar que cada célula hija recibe exactamente un cromosoma de cada par.
Por lo tanto, las fibras del huso hacen un "empuje" y una gran cantidad de "tracción" para asegurarse de que la división celular no solo sea contundente sino precisa. Los microtúbulos participan solo en la división del núcleo, pero también participan en la división de toda la célula. (es decir, citocinesis) y el reenganche de cada nueva célula hija en su propia membrana celular.
Una forma de imaginar tal vez todo esto: las células no tienen músculos, pero los microtúbulos están tan cerca como los componentes celulares.
Replicación de centríolos
Como se indicó, los centrosomas de las células se replican durante la interfase, la parte relativamente larga del ciclo celular entre las divisiones mitóticas. La replicación de centriolos en centrosomas no es completamente conservador, lo que significa que los dos centríolos hijos formados no son completamente idénticos, como ocurriría en un proceso conservador. En cambio, la replicación centríolo es semiconservativo.
Mientras que el mecanismo exacto de la replicación del centrosoma durante el Fase S (fase de síntesis) de la interfase celular aún no se comprende por completo, los científicos se han dado cuenta de que cuando un centríolo se divide, uno de los centriolos resultantes conserva las características de la "madre" y puede generar microtúbulos operativos.
Este centríolo tiene propiedades de tipo "célula madre", mientras que el otro, la "hija", se diferencia por completo. Cada célula divisoria tiene un par de centriolos madre-hija en cada polo, entonces Cada nueva célula hija, como es de esperar, contiene un centríolo madre y un centríolo hija en cada par. Durante la interfase que sigue, este centríolo se dividirá para crear nuevamente dos pares madre centríolo-hija centríolo.
Centríolos en estructuras diferenciadas: Las diferencias sutiles en la función entre los centriolos en ángulo recto en cada par se hacen evidentes cuando, por ejemplo, el centríolo madre se une al interior de la membrana plasmática de la célula para formar una estructura llamada cuerpo basal. Este cuerpo generalmente es parte de un cilio, o extensión de microtúbulos con forma de cabello, que no es móvil; es decir, no se mueve.
Algunos cilios (el plural de "cilium") forma flagelos (singular "flagelo") que se mueven, a menudo impulsando células enteras a lo largo, mientras que en otros casos sirven como escobas en miniatura de un tipo que limpia los escombros de la región del flagelo.
Si bien los biólogos tienen mucho que aprender sobre la dinámica precisa de los centrosomas, el cáncer proporciona una ventana a lo que falla con los centrosomas en casos de división celular anormal. Los investigadores han observado, por ejemplo, que las células cancerosas a menudo contienen un número inusual de centrosomas en lugar del esperado uno o dos, y ciertos medicamentos contra el cáncer (por ejemplo, Taxol y vincristina) ejercen sus efectos al interferir con el ensamblaje de los microtúbulos.
Papel en la formación de cilios
Un flagelo es un surtido de microtúbulos que permite la locomoción, como en el caso de un celula de esperma. Un flagelo se origina en un solo cuerpo basal en la superficie interna de la membrana plasmática. Por lo tanto, una célula de esperma contiene un solo par centríolo.
Porque el destino final de un espermatozoide es fusionarse con un óvulo, y un óvulo carece de un cuerpo basal, es el esperma el que asegura que un cigoto recién formado (el producto de la unión del espermatozoide del huevo y el primer paso en la generación de un nuevo organismo en reproducción) pueda dividirse, ya que El centriolo incluye instrucciones y componentes necesarios para el proceso de división.
Algunos organismos tienen cilios en ciertas células. Esto incluye algunas de las células de su propio tracto respiratorio. los epitelio (células superficiales; su piel es una especie de epitelio) que recubre sus pulmones y forma una serie de cuerpos basales conectados, que es lo que realmente es un cilio. Las extensiones tubulares de estas células ciliadas funcionan para moverse a lo largo del moco y las partículas y, por lo tanto, protegen el interior de los pulmones.