Centrosoma: Definición, Estructura y Función (con Diagrama)

El 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 se forman y extienden las estructuras de proteínas conocidas como microtúbulos .

estos microtúbulos emergen del centro de organización de microtúbulos (mtoc) y son parte integral de una serie de funciones y procesos de 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 la mitosis (la división del material nuclear de una célula en núcleos hijas) seguida en breve por la citocinesis (la división de una célula completa en células hijas).

Este proceso de división está mediado por los centríolos de los centrosomas.

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 términos da una idea más clara de la configuración física de los centrosomas.

durante la interfase , que es el período durante el cual una célula no se divide activamente, cada célula contiene un centrosoma que incluye un par de centríolos. cada uno de estos centríolos consiste en nueve tripletes de microtúbulos en una disposición cilíndrica; en otras palabras, un solo centríolo incluye un total de 27 microtúbulos que se ejecutan de un extremo a otro. Los dos centríolos están orientados en ángulos rectos entre sí. los tripletes en sí se parecen a pequeños tubos paralelos que están en una línea.

• si usted fuera a mirar en una sección transversal de un centríolo, verías una  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 centríolos. Inicialmente, los dos centrosomas, o pares de centriolos, permanecen en proximidad física. Una vez que la mitosis está en marcha, los dos centriolos migran hacia los extremos opuestos de la célula que se está preparando para dividirse en dos células hijas.

• entre los centriolos 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 el  material pericentriolar , o  pcm . 

Centrosoma versus centrómero: 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 está preparando para dividirse como parte de la mitosis. Los microtúbulos, como se señaló, tienen un número de funciones diferentes en las células, pero su propósito principal en la división celular es servir como las fibras del huso que ayudan a controlar y llevar a cabo la separación de los componentes celulares durante el proceso de división.

Además de participar en la mitosis , el centrosoma desempeña un papel estructural vital en la célula al generar los microtúbulos que forman el citoesqueleto , que es lo que le da a las células su forma e integridad.

aunque quizás sea tentador imaginar las células como globos frágiles y gelatinosos que son poco más que recipientes redondos, cada célula es extremadamente dinámica, incluida su membrana, que controla cuidadosamente qué sustancias pueden o no pasar dentro y fuera de la célula.

• Si los  microtúbulos que participan en la división celular  formando el huso son como  palancas  que controlan a dónde van las partes de la célula, entonces los que forman el citoesqueleto estático   son como  andamios . 

su propósito es similar al del esqueleto de su propio cuerpo, que le da al resto de usted su forma física general y funciona como un conjunto de clases que contiene sus otros componentes físicos importantes: sus órganos, músculos y tejidos.

Disposición y composición del citoesqueleto: los microtúbulos que forman el citoesqueleto se enroscan a través del citoplasma del interior de la célula, formando una serie de llaves entre el límite de la célula y su núcleo cerca del centro. estos túbulos consisten a su vez 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 encontrados en los microtúbulos son:

• alfa-tubulina
• beta-tubulina

solo en presencia de un centrosoma estos monómeros se forman espontáneamente en microtúbulos, de la misma manera, tal vez, ya que los huevos, el azúcar y el chocolate solo se convierten en galletas en la presencia de una cocina con personal humano. Además, las proteínas llamadas dineinas y kinesinas participan 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 metafásica.

importancia de los centrosomas: aún no se sabe cómo se produce exactamente la duplicación de los centrosomas durante la interfase. también, es notable que mientras los centrosomas y los centríolos 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 un grado de control sobre 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 .

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 ángulos rectos entre sí, lo que significa que los microtúbulos en estos centríolos se ordenarán en una de dos direcciones mutuamente perpendiculares. También recuerde que los dos centrosomas en una célula que todavía no está bastante dividida se encuentran en los 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, se extienden desde cada lado ( o "polo ") de la célula hacia su centro, donde la división celular es en última instancia más evidente, y también se extienden o "abanico". ”Hacia afuera en un rango de direcciones desde cada centrosoma.

intente mantener sus puños cerrados ligeramente separados, y luego ábralos lentamente mientras extiende sus 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:

1. profase
2. metafase
3. anafase
4. telofase

Algunas fuentes también incluyen prometafase entre profase y metafase. a medida que la mitosis avanza, 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 la llamada placa metafásica (una línea invisible a lo largo de la cual se divide la escisión). se produce el núcleo).

estos extremos de rango de las fibras del huso se enrollan 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, al otro lado de la célula, más cerca del centrosoma opuesto que del punto de origen de estas fibras.

Fibras de huso en funcionamiento: el rango de puntos de anclaje de los extremos de las fibras de huso demuestra 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 "pase por" la mitad exacta de cada par de cromosomas para asegurar que cada célula hija reciba exactamente un cromosoma de cada par.

las fibras del huso, por lo tanto, hacen algo de "empuje", así como una gran cantidad de "tirón" para asegurarse de que la división celular no solo sea contundente sino también precisa. Los microtúbulos participan solo en la división del núcleo, pero también participan en la división de la célula completa (es decir, la citocinesis) y el re-encierro de cada nueva célula hija en su propia membrana celular.

una forma de imaginar todo esto: las células no tienen músculos, pero los microtúbulos están tan cerca como se ponen los componentes celulares.

como se indicó, los centrosomas de las células se replican durante la interfase, la parte comparativamente larga del ciclo celular entre las divisiones mitóticas. la replicación de los centriolos en los centrosomas no es completamente conservadora, lo que significa que los dos centríolos hijos formados no son completamente idénticos, como ocurriría en un proceso conservador. en cambio, la replicación del centríolo es semiconservativa .

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, los científicos se han dado cuenta de que cuando un centríolo se divide, uno de los centríolos resultantes conserva las características de la "madre" y puede generar microtúbulos.

este centríolo tiene propiedades de "células madre", mientras que el otro, la "hija", se diferencia completamente. cada célula divisoria tiene un par de centríolos madre-hija en cada polo, por lo que 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 de centríolos madre-centríolo-hija.

centríolos en estructuras diferenciadas: las diferencias sutiles en la función entre los centríolos de 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 es usualmente parte de una extensión de varios microtúbulos similar a un cilio, o pelo, que no es móvil; Es decir, no se mueve.

algunos cilios (el plural de "cilium") forman flagellas (singular "flagellum") 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 limpian escombros de la región del flagelo.

Si bien los biólogos tienen mucho que aprender sobre la dinámica precisa de los centrosomas, el cáncer brinda una ventana a lo que no funciona con los centrosomas en casos de división celular anormal. los investigadores han observado, por ejemplo, que las células cancerosas a menudo contienen números inusuales de centrosomas en lugar de 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.

Un flagelo es un surtido de microtúbulos que permite la locomoción, como en el caso de una célula espermática . un flagelo se origina a partir de un solo cuerpo basal en la superficie interna de la membrana plasmática. por lo tanto, una célula de esperma contiene un solo par de centríolo. Debido a que el destino final de una célula de esperma es fusionarse con una célula de óvulo , y una célula de óvulo carece de cuerpo basal, es la esperma la que garantiza que un cigoto de nueva formación (el producto de la unión del huevo y la esperma y el primer paso en la generación de un nuevo organismo en reproducción) podrá dividirse, ya que el centríolo 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. el epitelio (células de la 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 la materia particulada y, por lo tanto, protegen el interior de los pulmones.