Centrosoma: concepto, funciones y estructura
¿Qué es el centrosoma?
El centrosoma es un orgánulo celular libre de membranas que participa en procesos de división celular, motilidad celular, polaridad celular, transporte intracelular, organización de la red de microtúbulos y en la producción de cilios y flagelos.
Debido a su función principal, es conocido como “centro organizador de los microtúbulos”. En la mayoría de los casos, esta estructura se ubica muy cerca del núcleo celular y está asociado fuertemente con la envoltura nuclear.
En las células animales, los centrosomas están formados por dos centriolos inmersos en una matriz pericentriolar, rica en distintos tipos de proteínas. Los centriolos son los encargados de organizar los microtúbulos del huso.
Sin embargo, estas estructuras no son indispensables para los procesos de división celular. Efectivamente, en la mayoría de las plantas y otros eucariotas los centrosomas carecen de centriolos.
Todos los centrosomas son de origen parental, ya que en el momento en el que ocurre la fecundación, el centrosoma del óvulo se inactiva. Por lo tanto, el centrosoma que dirige los procesos de división celular posteriores a la fecundación proviene únicamente del espermatozoide. Contrario a la mitocondria, por ejemplo, que es de origen maternal.
Se ha establecido una relación bastante estrecha entre alteraciones en los centrosomas y el desarrollo de células cancerosas.
Funciones del centrosoma
Funciones primarias
En distintos linajes de eucariotas, los centrosomas son considerados orgánulos multifuncionales que desempeñan un número importante de tareas celulares.
La función principal de los centrosomas está en organizar los microtúbulos y promover la polimerización de las subunidades de una proteína llamada “tubulina”. Esta proteína es el componente principal de los microtúbulos.
Los centrosomas forman parte del aparato mitótico. Además de los centrosomas, este aparato incluye el huso mitótico, formado por los microtúbulos, los cuales nacen en cada centrosoma y conectan a los cromosomas con los polos de las células.
En la división celular, la segregación igualitaria de los cromosomas a las células hijas depende esencialmente de este proceso.
Cuando la célula posee un juego desigual o anormal de cromosomas, el organismo puede ser inviable o puede verse favorecido el crecimiento de tumores.
Funciones secundarias
Los centrosomas se ven involucrados en el mantenimiento de la forma celular y también participan en los movimientos de las membranas, ya que están directamente relacionados con los microtúbulos y otros elementos del citoesqueleto.
Estudios recientes han sugerido una nueva función de los centrosomas, relacionada con la estabilidad del genoma. Esto es crucial en el desarrollo normal de las células y, en caso de que falle, puede dar lugar al desarrollo de diversas patologías.
Si las células animales pueden o no desarrollarse correctamente en ausencia de centriolos es un tema arduamente debatido en la literatura.
Algunos expertos apoyan la idea de que aunque ciertas células animales pueden proliferar y sobrevivir en ausencia de centriolos, muestran un desarrollo aberrante. Por otro lado, también existe evidencia que sustenta la postura contraria.
Estructura del centrosoma
Los centrosomas están compuestos por dos centriolos (un par, también llamados diplosomas) rodeados por la matriz pericentriolar.
Centriolos
Los centriolos poseen forma de cilindros y recuerdan a un barril. En vertebrados, miden 0,2 µm de ancho y de 0,3 a 0,5 de largo µm.
A su vez, estas estructuras cilíndricas están organizadas en nueve tripletes de microtúbulos en forma de anillo. Esta ordenación suele denotarse como 9 + 0.
El número 9 indica los nueve microtúbulos y el cero hace referencia a la ausencia de los mismos en la parte central. Los microtúbulos funcionan como una especie de sistemas de vigas que resisten la compresión del citoesqueleto.
En los centrosomas existen tres tipos de microtúbulos, cada uno con una función y distribución definida:
- Los microtúbulos astrales, las cuales anclan al centrosoma con la membrana celular por medio de prolongaciones cortas.
- Los microtúbulos del cinetocoro (el cinetocoro es una estructura del cromosoma localizada en los centrómeros de los mismos), que acoplan al cinetocoro asociado al cromosoma con los centrosomas.
- Por último, los microtúbulos polares, ubicados en ambos polos del uso.
Además, los centriolos dan origen a los cuerpos basales. Ambos elementos son inter-convertibles. Estas son las estructuras de las que provienen los cilios y los flagelos, elementos que permiten la locomoción en ciertos organismos.
Matriz pericentriolar
La matriz o material pericentriolar es una zona del citoplasma granulosa y bastante densa. Está constituida por una conjunto de proteínas variada.
Las proteínas principales de esta matriz amorfa son la tubulina y la pericentrina. Ambas tienen la capacidad de interaccionar con los microtúbulos para la unión de los cromosomas.
Específicamente, son los anillos de ɣ tubulina los que sirven como zonas de nucleación para el desarrollo de los microtúbulos que luego irradian fuera del centrosoma.
Centrosomas y ciclo celular
El tamaño y la composición de proteínas en los centrosomas varían substancialmente durante las distintas etapas del ciclo celular. Para replicarse, los centrosomas lo hacen de uno preexistente.
Las células en interfase contienen únicamente un centrosoma. Este se duplica una sola vez durante el ciclo celular y da lugar a dos centrosomas.
En la fase G1 del ciclo los dos centriolos están orientados de manera ortogonal (formando un ángulo de 90° grados), lo cual es su posición característica.
Cuando la célula pasa la fase G1, un punto de control importante del ciclo celular, el ADN se replica y ocurre la división celular. Al mismo tiempo, inicia la replicación de los centrosomas.
En este punto los dos centriolos se separan por una distancia corta, y cada centriolo original da lugar a uno nuevo. Al parecer esta sincronización de eventos ocurre por la acción de enzimas llamadas quinasas.
En la fase G2/M la duplicación de los centrosomas se completa y cada nuevo centrosoma está compuesto por un centriolo nuevo y uno viejo. Este proceso se conoce como ciclo del centrosoma.
Estos dos centriolos, también conocidos como centriolo “madre” y centriolo “hijo”, no son completamente idénticos.
Los centriolos madre presentan prolongaciones o apéndices que pueden servir para anclar los microtúbulos. Estas estructuras están ausentes en los centriolos hijos.