Citoesqueleto: qué es, funciones y tipos en células eucariotas
Citoesqueleto: descubre qué es, sus funciones y los tipos (microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos) en células eucariotas. Estructura, movimiento y división celular.
El citoesqueleto es un tipo de andamiaje presente en todas las células. Está formado por proteínas.
Mantiene la forma de la célula, la protege y le permite moverse (mediante estructuras como los flagelos y los cilios). Ayuda al transporte dentro del citoplasma (movimiento de vesículas y orgánulos, por ejemplo) y a la división celular. El concepto y el término (cytosquelette, en francés) fueron introducidos por el embriólogo francés Paul Wintrebert en 1931.
Las células eucariotas contienen tres tipos principales de filamentos citoesqueléticos, que son los microfilamentos (filamentos de actina), los filamentos intermedios y los microtúbulos. Estos dan a la célula estructura y forma. Los elementos del citoesqueleto interactúan estrechamente y con frecuencia con la membrana celular y el retículo endoplásmico.
Tipos y características principales
Microfilamentos (filamentos de actina): son polímeros de la proteína actina con un diámetro aproximado de 7 nm. Tienen polaridad (extremos plus y minus) y muestran crecimiento y acortamiento dinámicos mediante la adición o pérdida de monómeros de actina. Forman la corteza celular, participan en la formación de protrusiones (lamelipodios, filopodios), en la contracción muscular (interacción con miosina) y en la citocinesis (anillo contractil durante la división). Moléculas como la profilina, cofilina, ARP2/3 y forminas regulan su ensamblaje.
Microtúbulos: polímeros de dímeros de tubulina α/β con un diámetro externo cercano a 25 nm. Su ensamblaje suele partir de centros organizadores (por ejemplo, el centrosoma o MTOC) y presentan un comportamiento llamado “inestabilidad dinámica” (alternancia entre fases de crecimiento y depolimerización). Sirven como raíles para el transporte intracelular —las quinesinas (kinesinas) generalmente llevan cargas hacia el extremo + y la dineína hacia el extremo −— y forman el huso mitótico que separa los cromosomas en la mitosis. También son el componente estructural del axonema de cilios y flagelos (habitualmente con organización 9+2).
Filamentos intermedios: fibras con diámetro intermedio (8–12 nm) que proporcionan resistencia mecánica y estabilidad. Están formados por familias de proteínas específicas según el tipo celular: queratinas (epitelio), vimentina (células mesenquimales), desmina (músculo), neurofilamentos (neuronas) y laminas nucleares (envoltura nuclear). A diferencia de la actina y la tubulina, suelen ser menos dinámicos y no tienen polaridad marcada.
Funciones principales del citoesqueleto
- Sostén y forma celular: mantiene la morfología y la integridad frente a tensiones mecánicas.
- Motilidad y desplazamiento: permite movimientos celulares dirigidos (migración), así como el batido de cilios y el movimiento flagelar.
- Transporte intracelular: organiza el tráfico de vesículas y organelos mediante motores moleculares (miosinas, quinesinas, dineínas).
- División celular: forma el huso mitótico y participa en la separación de cromosomas y en la citocinesis.
- Organización interna: posiciona orgánulos (por ejemplo, el aparato de Golgi) y coordina interacciones con la membrana plasmática y el retículo endoplásmico.
- Señalización y adhesión: transmite señales mecánicas y químicas entre el entorno y el interior celular y participa en complejos de adhesión (ej. uniones focales).
Dinámica y regulación
El citoesqueleto se remodela continuamente en respuesta a señales internas y externas. La polimerización de actina consume ATP, mientras que la dinámica de los microtúbulos está acoplada a la hidrólisis de GTP en la tubulina. Proteínas reguladoras (nucleadores, estabilizadores, despolimerizadores) y pequeñas GTPasas de la familia Rho (Rho, Rac, Cdc42) controlan la arquitectura citoesquelética, la migración y la formación de protrusiones. Además, proteínas asociadas a microtúbulos (MAPs) y a filamentos intermedios modulan su estabilidad y organización.
Relevancia clínica y experimental
Alteraciones del citoesqueleto están implicadas en numerosas patologías: mutaciones en queratinas producen fragilidad epitelial (ej. epidermólisis), defectos en proteínas de cilios o dineína causan discinesias ciliares primarias (insuficiencia de movimiento ciliar) y mutaciones en laminas se asocian a laminopatías (algunas pueden causar progeria). En neurología, cambios en neurofilamentos y en el transporte axonal contribuyen a enfermedades neurodegenerativas.
El citoesqueleto también es blanco experimental y terapéutico: compuestos como la colchicina o la nocodazol despolimerizan microtúbulos, y taxanos (paclitaxel) los estabilizan; la citocalasina y la latrunculina afectan la actina, y la faloidina estabiliza filamentos de actina. Estos fármacos se usan en investigación y, en algunos casos, en clínica (ej. taxanos en quimioterapia) para interferir la proliferación celular.
Otras notas y analogías en procariotas
Aunque la descripción anterior se centra en eucariotas, las células procariotas también poseen elementos análogos al citoesqueleto: proteínas como FtsZ (similar a la tubulina), MreB (actina-like) y crescentina (intermedia-like) participan en el mantenimiento de forma celular, la división y la organización interna.
Resumen
El citoesqueleto es un sistema dinámico de proteínas que da forma, soporte, movilidad y organización a la célula. Sus tres componentes principales —microfilamentos de actina, microtúbulos y filamentos intermedios— cooperan mediante reguladores y motores moleculares para permitir procesos esenciales como el transporte intracelular, la división celular y la respuesta mecánica al entorno.
El citoesqueleto de los eucariotas. Los filamentos de actina se muestran en rojo, los microtúbulos en verde y los núcleos en azul.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es el citoesqueleto?
R: El citoesqueleto es un andamiaje presente en todas las células y compuesto de proteínas.
P: ¿Cuáles son las funciones del citoesqueleto?
R: El citoesqueleto mantiene la forma de la célula, la protege, permite que las células se muevan, ayuda al transporte dentro del citoplasma y en la división celular.
P: ¿Quién introdujo el concepto y el término "citoesqueleto"?
R: El embriólogo francés Paul Wintrebert introdujo el concepto y el término "citosqueleto" en 1931.
P: ¿Cuántos tipos principales de filamentos citoesqueléticos están presentes en las células eucariotas?
R: Las células eucariotas contienen tres tipos principales de filamentos citoesqueléticos que son los microfilamentos (filamentos de actina), los filamentos intermedios y los microtúbulos.
P: ¿Con qué interactúan estrechamente los elementos del citoesqueleto en las células?
R: Los elementos del citoesqueleto interactúan estrechamente con la membrana celular y el retículo endoplásmico.
P: ¿Qué papel desempeña el citoesqueleto en el transporte dentro del citoplasma?
R: El citoesqueleto ayuda en el movimiento de vesículas y orgánulos dentro del citoplasma.
P: ¿Cuál es la función principal del citoesqueleto en la división celular?
R: El citoesqueleto desempeña una función en la división celular.
Buscar dentro de la enciclopedia