Citoesqueleto - Apuntes Cuerpo humano PDF

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Citoesqueleto: Características, Funciones y Estructura 1primera El citoesqueleto es una estructura celular compuesta por filamentos. Se encuentra dispersa por el citoplasma y su función es principalmente de sostén, para mantener la arquitectura y forma celular. Estructuralmente se compone de tres tipos de fibras, clasificadas de acuerdo a su tamaño. Estas son las fibras de actina, los filamentos intermedios y los microtúbulos. Cada uno le otorga una propiedad específica a la red. El interior celular es un ambiente donde ocurre desplazamiento y tránsito de materiales. El citoesqueleto media estos movimientos intracelulares.

Células (fibroblastos) con retículo endoplasmático en amarillo y citoesqueleto en cian Por ejemplo, las organelas —como las mitocondrias o el aparato de Golgi— están estáticas en el medio celular; estas se desplazan usando el citoesqueleto como una vía. Aunque el citoesqueleto claramente predomina en los organismos eucariotas, se ha reportado una estructura análoga en los procariotas.

Características del citoesqueleto El citoesqueleto es una estructura extremadamente dinámica que representa un “andamiaje molecular”. Los tres tipos de filamentos que lo constituyen son unidades repetitivas que pueden formar estructuras muy distintas, dependiendo de la manera en la que estas unidades fundamentales se combinen.

Si queremos crear una analogía con el esqueleto humano, el citoesqueleto es equivalente al sistema óseo y, además, al sistema muscular. Sin embargo, no son idénticos a un hueso, ya que los componentes pueden ensamblarse y desintegrarse, lo que permite cambios de formas y otorga plasticidad a la célula. Los componentes del citoesqueleto no son solubles en detergentes.

Funciones Dar forma Como su nombre lo indica, la función “intuitiva” del citoesqueleto es proporcionar estabilidad y forma a la célula. Cuando los filamentos se combinan en esta red intrincada, le otorga a la célula la propiedad de resistir a la deformación. Sin esta estructura, la célula no sería capaz de mantener una forma específica. No obstante, es una estructura dinámica (contrariamente al esqueleto humano) que le otorga la propiedad a las células de cambiar de forma.

Movimiento y uniones celulares

Muchos de los componentes celulares están unidos a esta red de fibras dispersas en el citoplasma, contribuyendo al arreglo espacial de los mismos. Una célula no se parece a un caldo con distintos elementos flotando a la deriva; tampoco es un ente estático. Al contrario, es una matriz organizada

con los orgánulos ubicados en zonas específicas, y este proceso ocurre gracias al citoesqueleto. El citoesqueleto está involucrado en el movimiento. Esto ocurre gracias a las proteínas motoras. Estos dos elementos se combinan y permiten los desplazamientos dentro de la célula. También participa en el proceso de fagocitosis (proceso en el que una célula captura del medio externo una partícula, que puede o no ser alimento). El citoesqueleto permite conectar a la célula con su medio exterior, física y bioquímicamente. Este papel de conector es el que permite la formación de tejidos y uniones celulares.

Estructura y componentes

El citoesqueleto está compuesto de tres tipos distintos de filamentos: actina, filamentos intermedios y microtúbulos. En la actualidad se propone un nuevo candidato como un cuarto filamento del citoesquelo: la septina. A continuación se describen con detalle cada una de estas partes:

2segunda Filamentos de actina Los filamentos de actina poseen un diámetro de 7 nm. También son conocidos como microfilamentos. Los monómeros que constituyen los filamentos son partículas en forma de globo. Aunque son estructuras lineales, no tienen forma de “barra”: giran en su eje y recuerdan a una hélice. Están unidas a una serie de proteínas específicas que regulan su comportamiento (organización, localización, longitud). Existen más de 150 proteínas capaces de interactuar con la actina. Los extremos se pueden diferenciar; uno se denomina más (+) y el otro menos (–). Por estos extremos, el filamento puede crecer o acortarse. La polimerización es notablemente más rápida en el extremo más; para que ocurra la polimerización, se requiere ATP. La actina también puede estar como un monómero y encontrarse libre en el citosol. Estos monómeros se encuentran unidos a proteínas que impiden su polimerización.

Funciones de los filamentos de actina Los filamentos de actina poseen un papel relacionado con el movimiento celular. Permiten que distintos tipos celulares, tanto de organismos unicelulares como de pluricelulares (un ejemplo son las células del sistema inmune), se desplacen en sus ambientes. La actina es bastante conocida por su papel en la contracción muscular. Junto con la miosina se agrupan en los sarcómeros. Ambas estructuras hacen posible dicho movimiento dependiente de ATP.

Filamentos intermedios El diámetro aproximado de estos filamentos es de 10 µm; de allí el nombre “intermedio”. Su diámetro es intermedio con respecto a los otros dos componentes del citoesqueleto. Cada filamento se estructura de la siguiente manera: una cabeza con forma de globo en el N terminal y una cola con forma similar en el carbono terminal. Estos extremos se conectan entre sí por una estructura lineal formada de hélices alfa. Estas “cuerdas” presentan cabezas globulares que tienen la propiedad de enrollarse con otros filamentos intermedios, creando elementos entrelazados más gruesos. Los filamentos intermedios se ubican en todo el citoplasma celular. Se extienden hasta la membrana y a menudo están unidos a esta. Estos filamentos también se encuentran en el núcleo, formando una estructura llamada “lámina nuclear”. Este grupo se clasifica a su vez en subgrupos de filamentos intermedios:

– Filamentos de queratina. – Filamentos de vimentina. – Neurofilamentos. – Láminas nucleares.

Función de los filamentos intermedios Son elementos sumamente fuertes y resistentes. De hecho, si los comparamos con los otros dos filamentos (actina y microtúbulos), los filamentos intermedios ganan en estabilidad. Gracias a esta propiedad, su función principal es mecánica, resistiendo los cambios celulares. Se encuentran abundantemente en tipos celulares que experimentan constante estrés mecánico; por ejemplo, en células nerviosas, epiteliales y musculares. A diferencia de los otros dos componentes del citoesqueleto, los filamentos intermedios no pueden ensamblarse y deshacerse por sus extremos polares. Son estructuras rígidas (para poder cumplir con su función: el soporte celular y respuesta mecánica al estrés) y el ensamblaje de los filamentos es un proceso dependiente de fosforilación. Los filamentos intermedios forman estructuras llamadas desmosomas. Junto con una serie de proteínas (cadherinas), se crean estos complejos que forman las uniones entre células.

Microtúbulos Los microtúbulos son elementos huecos. Son los filamentos más grandes que constituyen al citoesqueleto. El diámetro de los microtúbulos en su parte interna ronda los 25 nm. La longitud es bastante variable, dentro del rango de 200 nm hasta 25 µm. Estos filamentos son indispensables en todas las células eucariotas. Emergen (o nacen) de pequeñas estructuras llamadas centrosomas, y de allí se extienden a los bordes de la célula, en contraste con los filamentos intermedios, que se extienden por toda el ambiente celular. Los microtúbulos están constituidos por proteínas llamadas tubulinas. La tubulina es un dímero formado por dos subunidades: la α-tubulina y la βtubulina. Estas dos monómeros se unen por medio de enlaces no covalentes. Una de sus características más relevantes es la capacidad de crecer y acortarse, siendo estructuras bastante dinámicas, al igual que en los filamentos de actina. Los dos extremos de los microtúbulos se pueden diferenciar entre sí. Por ello se dice que en estos filamentos existe una “polaridad”. En cada uno de los extremos —denominados más p positivo y menos o negativo— ocurre el proceso de autoensamblaje. Este proceso de ensamble y degradación del filamento da lugar a un fenómeno de “inestabilidad dinámica”.

Función de los microtúbulos Los microtúbulos pueden formar estructuras muy diversas. Participan en los procesos de división celular, formando el huso mitótico. Este proceso ayuda a que cada célula hija cuente con un número igual de cromosomas. También forman los apéndices con forma de látigo usados para la movilidad celular, como cilios y flagelos. Los microtúbulos sirven como vías o “carreteras” en las que se desplazan distintas proteínas que poseen función de transporte. Estas proteínas se clasifican en dos familias: las kinesinas y las dineinas. Pueden recorrer largas distancias dentro de la célula. El transporte en distancias cortas generalmente es realizado sobre actina. Estas proteínas son los “peatones” de las carreteras formadas por microtúbulos. Su movimiento se asemeja bastante a una caminata sobre el microtúbulo. El transporte involucra movimiento de distintos tipos de elementos o productos, como por ejemplo vesículas. En las células nerviosas este proceso es bastante conocido porque los neurotransmisores son liberados en vesículas. Los microtúbulos también participan en la movilización de organelas. Particularmente, el aparato de Golgi y el retículo endosplasmático dependen de estos filamentos para tomar su posición adecuada. En ausencia de microtúbulos (en células mutadas experimentalmente), estas organelas cambian notablemente su posición.

3tercera la relación que existes entre la división celular y los microtubolos es que ambas tienen funciones fundamentales relacionadas entre sí como soporte ya que los microtubolos puedes funcionar como transporte de la división celular para los nuevos núcleos mientras una se encarga de la distribución adecuada y equitación la otra se encarga transportas las divisiones también para formas células hijas

4cuarta Las organelas y vesículas que están dentro de las células se transportan por medio de los citoesquelto y los microtubolos para asi permitir la movilidad también por todo el espacio celular las organelas mas que todo se encuntra con mayor frecuencia en las células eucariotas por medio de ellas también podría tranportar

5quinta La relación que existe entre el sistema nervioso y el citoesquelto es que ambas tienes una estructura parecida en forma de red con ramificaciones para así emitir señales conectarse con otras ramas ambas están hechas de células emiten señales a la hora de cumplir su función.

6sexta La relación que existe entre la enfermedad de alzhéimer y el citoesquelto es que para desarrollo del alzhéimer es porque el citoesquelto hace parte

también importante de la célula lo cual tener como función la protección y soporte de la misma ya cuando se ve afectado por factores interno o externos como golpes se pueden desarrollar algunas enfermedades entre ella la enfermedad de alzhéimer por eso es la relación que tienen

7septima El citoesqueleto también participa en el proceso de algunos tejido en el sentido que sirve como base o estructura para sostener tejidos y transportar las proteínas para asi mantener los tejido en buen estado

8octava La relación que existe entre los microfilamentos y la constraccion muscular es que las contracción muscular se de debido al movimiento o rodaje de los microfilamento eso hace que aiga un impulso nervioso y asi produce el acortamiento de la fibra muscular

9novena La relación que existe entre el movimiento celular y la contracción muscular es que para que haiga contracción debe aver moviento de celulas o microfilamentos para estirar o reducir un musculo aunque quedan con la

misma longitud de tamaño el musculo este puede ser una relación entre ambas

Milimicra µm...