La centrosoma ("cuerpo medio") es una estructura que se encuentra en las células de la mayoría de plantas y animales. Es a partir de este orgánulo que las estructuras proteicas 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 las células eucariotas a lo largo de la vida de una célula. Quizás sean más conocidos por su importante papel en el proceso de división celular, que incluye mitosis (la división del material nuclear de una célula en núcleos hijos) seguida en breve por citocinesis (la división de una célula completa en células hijas).
Este proceso de división está mediado por la centriolos de centrosomas.
La estructura del centriolo
Los centrosomas son estructuras que contienen los centriolos, que dan lugar a los microtúbulos que funcionan como huso mitótico. Eso es mucho para imaginar, por lo que una mirada 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 un extremo a otro. Los dos centríolos están orientados en ángulo recto entre sí. Los trillizos en sí se parecen a pequeños tubos paralelos que están en línea.
Lea más sobre lo que sucede en la interfase.
- Si tuvieras que mirar una sección transversal de un centríolo, verías un formación circular que consiste en nueve grupos ....
- ... y cada uno de estos grupos tiene una línea de tres círculos más pequeños, con estas líneas de círculos más pequeños en ángulo hacia el centro de la formación circular.
También durante la interfase, todos los componentes básicos de una célula 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 centríolos migrar hacia extremos opuestos de la célula que se está preparando para dividirse en dos células hijas.
- Entre los centríolos y la matriz celular en la que se crean y residen, más de 100 proteínas distintas tienen una función en la estructura del centrosoma. Esta matriz se conoce como material pericentriolar, o PCM.
Centrosoma vs. Centrómero: Ni "centrosoma" ni "centríolo" deben confundirse con el centrómero, que es la unión física entre las cromátidas hermanas de un cromosoma que se está preparando 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 sirven como las fibras del huso que ayudan a controlar y llevar a cabo la separación de los componentes celulares durante la división proceso.
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 forma e integridad a las células.
Aunque tal vez sea tentador imaginar las células como frágiles, globos gelatinosos que son poco más que recipientes redondeados, cada célula es extremadamente dinámico, incluida su membrana, que controla cuidadosamente qué sustancias pueden o no pasar dentro y fuera de la célula.
- Si el microtúbulos que participan en la división celular formando el huso son como palancas que controlan a dónde van las partes de la celda, luego las que componen la estática citoesqueleto son como andamio.
Lea más sobre la función principal de las células de microtúbulos.
Su propósito es similar al del esqueleto de su propio cuerpo, lo que le da al resto de usted su forma física general. y funciona como una especie de estante que contiene sus otros componentes físicos importantes: sus órganos, músculos y tejidos.
Disposición y composición del citoesqueleto: Los microtúbulos que forman el citoesqueleto se enhebran a través del citoplasma del interior de la célula, formando una serie de tirantes entre el límite de la célula y su núcleo cerca del centro. Estos túbulos, a su vez, constan de unidades monoméricas compuestas por una proteína llamada tubulina.
Esta tubulina, como muchas proteínas de la naturaleza, se presenta en una variedad de subtipos; los más comunes que se encuentran en los microtúbulos son:
- alfa-tubulina
- beta-tubulina
Solo en presencia de un centrosoma estos monómeros se forman espontáneamente en microtúbulos, en gran parte de la misma manera, tal vez, como los huevos, el azúcar y el chocolate solo se forman en galletas en presencia de un personal humano cocina.
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 dividirán, que se alinean a lo largo de la placa de metafase.
Importancia de los centrosomas: Todavía no se sabe cómo se produce exactamente la duplicación de los centrosomas durante la interfase. Además, es notable que, si bien los centrosomas y 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 centríolos se han destruido a propósito, pero esto generalmente da como resultado un número inusualmente alto de errores de replicación.
Por tanto, se cree que los centrosomas ayudan a impartir un 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 de los cánceres y otros trastornos que dependen de la replicación y división celular.
•••Dana Chen | Ciencia
Papel 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 centriolos de un solo centrosoma están orientados en ángulo recto entre sí, lo que significa que los microtúbulos en estos centríolos estarán dispuestos en uno de dos perpendiculares entre sí direcciones. Recuerde también que los dos centrosomas en una célula que aún no se divide del todo se encuentran en extremos opuestos de la célula en interfase.
Una implicación de esta geometría es que cuando las fibras del huso de la mitosis comienzan a formarse, extender desde cada lado (o "poste”) De la célula hacia su centro, donde la división celular es en última instancia más evidente, y también se extienden o "abanican" hacia afuera en un rango de direcciones desde cada centrosoma mismo.
Intente mantener los puños cerrados ligeramente separados y luego ábralos lentamente mientras extiende los dedos recién 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:
- Profase
- Metafase
- Anafase
- Telofase
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 del así llamado placa de metafase (una línea invisible a lo largo de la cual se produce la división del núcleo).
Estos extremos que van 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 que los cromosomas se separan realmente; en los brazos de los cromosomas; y en el citoplasma mismo bien en el otro lado de la célula, más cerca del centrosoma opuesto que del punto de origen de estas fibras.
Fibras de husillo 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 que debe estar extremadamente bien coordinada, 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 "empujan" y "tiran" mucho para asegurarse de que la división celular no solo sea contundente sino precisa. Los microtúbulos participan en la división del núcleo por sí solos, pero también participan en la división de toda la célula. (es decir, citocinesis) y la reclusión de cada nueva célula hija en su propia membrana celular.
Quizás una forma de imaginar todo esto: las células no tienen músculos, pero los microtúbulos están tan cerca como los componentes de las células.
Replicación de centriolos
Como se dijo, los centrosomas de las células se replican durante la interfase, la parte comparativamente 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 del todo idénticos, como ocurriría en un proceso conservador. En cambio, la replicación del centríolo es semiconservador.
Si bien el mecanismo exacto de la replicación del centrosoma durante la Fase S (fase de síntesis) de la interfase celular aún no se ha entendido completamente, 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 "parecidas a las de las células madre", mientras que el otro, la "hija", se diferencia por completo. Cada célula en división tiene un par de centríolos madre-hija en cada polo, por lo que cada nueva célula hija, como era 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 de centríolo madre-centríolo hija.
Centriolos en estructuras diferenciadas: Las sutiles diferencias de función entre los centríolos en ángulo recto de cada par se hacen evidentes cuando, por Por ejemplo, el centríolo madre se adhiere al interior de la membrana plasmática de la célula para formar una estructura. llamado a cuerpo basal. Este cuerpo suele ser parte de un cilio, o extensión de múltiples 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 mientras que en otros casos sirven como escobas en miniatura de un tipo que limpian los desechos 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 va mal con los centrosomas en casos de división celular anormal. Los investigadores han observado, por ejemplo, que Las células cancerosas a menudo contienen cantidades inusuales de centrosomas. en lugar de uno o dos esperados, 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 una variedad 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 tanto, un espermatozoide contiene un solo par de centriolos.
Porque el destino final de un espermatozoide es fusionarse con un óvulo, y un óvulo carece de un cuerpo basal, es el espermatozoide el que asegura que un cigoto recién formado (el producto de unión óvulo-espermatozoide y el primer paso en la generación de un nuevo organismo en reproducción) podrá dividirse, desde el centríolo incluye instrucciones y componentes necesarios para el proceso de división.
Algunos organismos tienen cilios en determinadas células. Esto incluye algunas de las células de su propio tracto respiratorio. La epitelio (células de superficie; su piel es una especie de epitelio) que recubre sus pulmones 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.
