Definition: What is a Centriole?
típicamente encontrados en células eucariotas, los centriolos son estructuras cilíndricas (en forma de tubo)/orgánulos compuestos de microtúbulos. En la célula, los centriolos ayudan en la división celular facilitando la separación de cromosomas. Por esta razón, se encuentran cerca del núcleo.,
aparte de la división celular, los centriolos también están involucrados en la formación de cilios y flagelos y por lo tanto contribuyen al movimiento celular.
* mientras que los centrioles se encuentran típicamente en células eucariotas, están ausentes en plantas superiores. En estas plantas, entonces, las células no usan centriolos durante la división celular.,2f5015ce»>
centrioles se pueden encontrar en:
- células animales
- plantas inferiores
- la base de cilios y flagelos (como cuerpos basales)
estructura de centrioles
con un diámetro de aproximadamente 250nm y una longitud que va desde 150-500nm en vertebrados, centrioles son algunas de las estructuras basadas en proteínas más grandes., Los nueve trillizos microtúbulos son algunas de las características más reconocibles de este orgánulo.
en algunos organismos (por ejemplo, en Drosophila y nematodos) los microtúbulos son más simples y pueden aparecer como microtúbulos dobles (en moscas) o microtúbulos individuales como es el caso de Caenorhabditis elegans.
en los seres humanos, sin embargo, entre otros animales superiores, existen como trillizos complejos que conforman el andamio de los microtúbulos dispuestos en un círculo (en un ángulo) alrededor del núcleo central.,
* cuando se ve desde un extremo, los microtúbulos triples parecen tener una disposición de giro en sentido contrario a las agujas del reloj.
* a nivel ultraestructural, los trillizos de la estructura están compuestos por 13 tubulinas alfa y beta que contienen protofilamentos (túbulo A). Ensamblado en los protofilamentos es un par de 10 microtúbulos de protofilamentos conocidos como túbulos B y C.,
Partes de un Centríolo
Básicamente, el centríolo se compone de tres partes principales. Estos incluyen:
la Parte Distal
La parte distal de los centríolos se caracteriza por los microtúbulos (triple o doble). Esta parte también se divide en las partes distales y sub-distales / apéndices., Mientras que las células eucariotas contienen un total de nueve apéndices distales, los apéndices sub-distales varían en número dependiendo del tipo de célula y sus funciones.
en cuanto a la estructura, los apéndices distales se asemejan a las palas de las turbinas que están dispuestas simétricamente en el extremo distal del centriolo. Aquí, cada uno de los apéndices está unido a uno de los trillizos en un ángulo de 50 grados a la superficie centriola.
A diferencia del apéndice distal, los apéndices sub-distales están unidos a dos o tres trillizos y forman un ángulo recto con la superficie centriola., También se ha demostrado que los apéndices Sub-distales cambian de forma / morfología e incluso desaparecen en algunos casos.
aparte de las diferencias en forma / morfología y disposición, los apéndices distales y sub-distales también tienen diferentes funciones. Por ejemplo, mientras que los apéndices distales sirven para unir el centriolo durante la formación del cilio en algunas células, los apéndices sub-distales sirven como Centros de nucleación para microtúbulos.,
Núcleo Central
El núcleo central es la parte de un centríolo en el que tripletes de microtúbulos que se adjuntan. En organismos como C. reinhardtii, esta estructura tiene aproximadamente 250 nm de longitud y tiene un enlazador en forma de Y, así como una estructura similar a un barril ubicada en su núcleo interno. Como parte del centriolo, el núcleo central sirve para estabilizar el andamio.
Voltereta
La voltereta es uno de los más estudiados subcentriolar estructuras., En cuanto a la estructura, la voltereta consiste en un cubo central con nueve radios/filamentos que irradian desde él. A su vez, cada uno de estos filamentos/radios está conectado al túbulo A de los microtúbulos a través de una cabeza de alfiler.
el número de estas estructuras varía entre los organismos y la etapa de desarrollo. Por ejemplo, en Trichonympha, el número de volteretas puede variar entre 7 y 10 capas durante el desarrollo y de 2 a 4 capas cuando madura.
la cabeza de alfiler es una de las estructuras más importantes de la voltereta., Aquí, se ha demostrado que la cabeza del alfiler posee una protuberancia en forma de gancho, así como enlaces ubicados entre el cuerpo del alfiler y los microtúbulos. Dado que se ha demostrado que la voltereta aparece antes de los nueve microtúbulos en algunas especies, se sospecha que la estructura ayuda a determinar el número de microtúbulos de un centriolo.,
Algunas de las funciones de la estructura han demostrado que incluyen:
- Establecimiento de nueve veces en que la simetría en los orgánulos
- Fortalecer la disposición de los tripletes de microtúbulos
* los Microtúbulos en los centríolos se compone de una proteína llamada tubulina.
Centríolo en las Plantas
plantas Superiores no tienen centríolos., Por lo tanto, las fibras del huso que facilitan la separación de los cromosomas son producidas por un orgánulo conocido como centrosoma.
mientras que el orgánulo es deficiente en las plantas superiores, se puede encontrar en algunas plantas inferiores. Por ejemplo, en plantas inferiores como musgos, helechos y cícadas, se ha demostrado que los centriolos se forman durante la espermatogénesis (una forma de división celular).,
el Centríolo la Duplicación
al Igual que los cromosomas, centríolos también duplicados de una vez durante la división celular. Aunque se pensaba que una nueva hija centríolo fue el producto de la pre-existentes centríolo (que actúa como plantilla para la nueva centríolo), los estudios han demostrado siguiente sobre-expresión de centriolar proteínas, nueva centríolos se pueden formar.,
Por esta razón, los nuevos centríolos no necesariamente se originan en pre-existente centríolos. Sin embargo, en una serie de estudios científicos en los que se eliminaron completamente los centrioles preexistentes, la duplicación también se vio afectada. Sin embargo, solo un nuevo centriolo se produce con cada ciclo celular.
* los centrioles nuevos/hija se ensamblan típicamente durante la fase S del ciclo celular.
centrosoma Vs Centriole
dentro de una célula, los centrosomas son orgánulos importantes ubicados cerca del núcleo., Como centríolos, los centrosomas, también están ausentes en algunos organismos multicelulares y algunas células.
en organismos tales como Drosophila, los centrosomas se pueden ver en los polos del huso donde actúan como centros organizadores de microtúbulos. A diferencia de los centriolos, los centrosomas tienen una estructura amorfa. Dentro del centrosoma hay dos centriolos con una estructura bien definida (los centriolos dentro del centrosoma están dispuestos en un ángulo recto entre sí).,
Mientras que los términos centríolo y los centrosomas no significan la misma cosa, vale la pena señalar que el centrosoma se define por la combinación de centríolos rodeado por una matriz de proteína conocida como el material pericentriolar. Esta disposición, sin embargo, solo se observa antes de la división celular.
durante la división celular, los centrosomas, como los centriolos, también comienzan a dividirse a medida que se mueven hacia los polos opuestos de la célula.
** en las células no divididas, los centriolos también están involucrados en la formación de flagelos y cilios., Sin embargo, los centrosomas solo están involucrados en la división celular donde forman un aparato de huso.
Papel de los Centríolos en la División Celular
El papel de los centríolos en la división celular está directamente relacionado con su propia duplicación. Cuando se producen nuevas células, contienen dos centriolos que comienzan a duplicarse con la replicación del ADN. Cuando comienza la división de la célula, el centrosoma se divide en dos, lo que también resulta en la separación de los centriolos.,
durante la fase S del ciclo celular, un nuevo centriolo se ensambla a partir de componentes proteicos y se conoce como procentriolo. En esta etapa, el centriolo no está maduro. Durante la mitosis tardía, el centriolo juvenil comienza a alinearse en ángulo recto con el centriolo preexistente.
como el precentriolo está alineado con el centriolo preexistente o madre, su extremo proximal se yuxtapone gradualmente a la superficie del centriolo maduro en un proceso conocido como engagement. Este arreglo se mantiene hasta la interfase.,
en combinación con la matriz proteica, el material pericentriolar, los centriolos (dos centriolos Maduros) forman los centrosomas. A medida que la división celular está a punto de comenzar, los centrosomas se dividen y comienzan a moverse hacia los polos opuestos de la célula a medida que los microtúbulos de cada uno de los centrosomas crecen gradualmente hacia la parte central de la célula.
durante la profase, los cromosomas que se duplicaron durante la fase S se condensan y se vuelven más compactos., Las cromátidas hermanas también se unen en el centrómero (secuencia de ADN especializada)que les da un cuerpo en forma de X.
durante la segunda etapa de la mitosis, la membrana nuclear se descompone por la fosforilación de las láminas nucleares por quinasas conocidas como M-CDK (quinasas dependientes de ciclina). Esto permite que las fibras del huso accedan a los cromosomas.
a medida que el huso crece hacia los cromosomas, finalmente se conectan a los cromosomas en el centrómero., Aquí, los microtúbulos (microtúbulos del huso) se unen a un complejo proteico conocido como cinetocoro ensamblado en el centrómero. En este caso, entonces, es este complejo de proteínas que conecta el huso al centrómero de cromosomas.
una vez que los cromosomas están unidos al huso, se separan y separan. En la anafase, las cromátidas hermanas se tiran a los polos opuestos de la célula y finalmente se convierten en un cromosoma independiente.,
* a medida que los cromosomas se separan, hay una acción enzimática en la cohesina que une las cromátidas que ayuda en la separación de las cromátidas.
* durante la división celular, el desarrollo adecuado de los centrosomas de los centriolos es crucial para la división celular. Mientras que la división celular puede ocurrir en ausencia de centrosomas en animales, el proceso puede ser desordenado dado que la organización de los microtúbulos toma más tiempo. Además, los cromosomas pueden terminar perdiéndose o en la célula equivocada (Vernimmen, 2018).,
Ver más en los cromosomas.
Papel de Centríolo en los Cilios y Flagelos Formación
Aparte de la división celular, centríolos también juegan un papel importante en la formación de cilios y flagelos. Como tales, contribuyen a la motilidad de diferentes tipos de células. Además, imparten la capacidad de las células para detectar las señales entrantes y responder adecuadamente.,
cilios y flagelos cuerpo Basal
esencialmente, los cilios están compuestos de estructuras basadas en microtúbulos conocidas como axonemas.,
hay dos tipos de cilios que incluyen:
- cilios móviles
- cilios primarios (cilios no móviles)
mientras que los cilios móviles tienen la estructura 9+2 (un doblete exterior de nueve, así como un par central de microtúbulos), los cilios no móviles carecen de esta estructura y están involucrados principalmente en la detección/transducción de señales que contribuye al desarrollo y la diferenciación.,
En la conversión de los centríolos a los cuerpos basales (que forma cilios) ciliar vesículas interactuar con la madre centríolo. Esto resulta en que las vesículas tapan el extremo distal del centriolo antes de migrar a la superficie de la célula y unirse a la membrana plasmática (cuerpo basal).
la región entre el cuerpo basal y el axonema se conoce como la zona de Transición. Esta región se caracteriza por dobletes axonemales y puentes en forma de Y que unen los microtúbulos a la membrana ciliar., Esta unión sirve para determinar los materiales que Se Permiten en el cilio.
algunas de las estructuras accesorias de los cuerpos basales incluyen:
- pies basales
- fibras de Transición
- raíces ciliales
* una vez que el cuerpo basal alcanza la región apropiada en la célula, los microtúbulos están dispuestos para formar el axonema. Esta es la estructura básica (esquelética) de los cilios y flagelos.,
* además de la formación de cilios y flagelos, también se ha demostrado que los centriolos controlan la dirección del movimiento por estas estructuras (cilios y flagelos). Esto hace posible que las células se muevan efectivamente de un lugar a otro. En las células que usan cilios, los cilios están alineados de una manera que permite que la célula se mueva rápidamente en una dirección dada.,
* a pesar de la diferencia en número y longitud (los flagelos son más largos y menos en números en comparación con los cilios) se ha demostrado que los cilios móviles y los flagelos tienen una estructura interna similar (la estructura se basa en la disposición 9+2).
Cilio Primario
En el cuerpo humano, sólo unas pocas células tienen cilios móviles. Algunos de estos incluyen los espermatozoides y las células ependimarias ubicadas en las vesículas cerebrales., La mayoría de las células, sin embargo, tienen cilios primarios.
debido a que carecen de un par central de microtúbulos, los cilios primarios son incapaces de motilidad y se describen como paralizados en algunos libros (lo que significa que no son capaces de motilidad). Algunos de estos cilios no sobresalen más allá de la superficie de la célula porque son muy cortos.
aunque los científicos pensaron que los cilios primarios eran estructuras vestigiales, los cilios primarios defectuosos se han asociado con varias enfermedades que demostraron que tienen un papel que desempeñar en el cuerpo., Sobre la base de un examen detallado de los cilios primarios en las células del túbulo renal, se hizo evidente que los cilios primarios actúan como sensores que permiten a las células responder en consecuencia.
por ejemplo, en las células de los túbulos renales, se demostró que los cilios primarios eran mecanorreceptores que podían detectar cambios en los niveles de calcio y así regular el cierre y la apertura de los canales de calcio para que estos iones ingresaran a las células. Al mismo tiempo, están involucrados en la señalización.,
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