Centrosoma
n., plural: los centrosomas
Un citoplásmica de la estructura se encuentra cerca del núcleo; compone de dos ortogonalmente dispuestos centríolos rodeado por un amorphos masa de material pericentriolar
Foto: micrografía electrónica de centrosoma en una célula en división (ver flecha negra).
Tabla de Contenidos
Centrosoma Definición
¿Qué es un centrosoma?, El centrosoma es considerado como el principal centro organizador de microtúbulos (MTOC), por lo tanto regula la adhesión celular, la motilidad y la polaridad. También promueve la organización del polo del huso en una célula animal durante la replicación mitótica. Los defectos en la función de la organización del huso están presentes en muchos cánceres y se pueden atribuir a la inestabilidad genómica. Los centrosomas irrregulares o extra pueden contribuir a la división celular anormal.
¿Qué hace un centríolo hacer?, Un centriolo es el componente principal del centrosoma; tiene una función importante como cuerpos basales que contribuyen al desarrollo y formación de flagelos y cilios, que tienen importantes funciones de desarrollo, fisiológicas y de enfermedad. Por lo tanto, la estricta regulación del número de centrosomas y centrioles es esencial para mantener un organismo saludable.,
a finales del siglo XIX, Theodor Boveri se dio cuenta de la importancia del centrosoma, planteando muchas de las preguntas clave que nos intrigan ahora sobre el control del número centrosomal y la función del centrosoma en el desarrollo de muchos tipos de cáncer.
durante más de 30 años, se sabe que el centrosoma se replica durante la fase S del ciclo celular. Sin embargo, aunque el licenciamiento del ADN es bien entendido, el mecanismo de replicación o regulación del centrosoma no es completamente entendido., Además, los centriolos en células animales pueden reformarse de novo si fueron eliminados o dañados natural o artificialmente.
¿Qué es el centrosoma en una célula? Un centrosoma con dos centriolos es un orgánulo involucrado en varios procesos en la célula incluyendo embriogénesis, sensación y locomoción.
en el pasado, se creía que los centrosomas se heredaban a través de la replicación del centrosoma de un centrosoma existente ya que el centrosoma se pasa durante la fertilización al cigoto, además, es un orgánulo importante para la espermatogénesis., Sin embargo, estudios recientes han demostrado que los centrosomas se derivan en su mayoría de novo sin usar un centrosoma existente como plantilla; además, durante la fertilización, el centrosoma generalmente se degrada antes de la fertilización en el ovocito, por lo que la descendencia no depende del centrosoma de los padres durante la embriogénesis.
¿son el centriolo y el centrosoma iguales? No, el centriolo es parte del centrosoma. El centrosoma típicamente contiene dos centriolos dispuestos perpendicularmente entre sí; los centriolos se componen de microtúbulos que son esenciales para la división celular.,
Por lo tanto, durante la división celular, los dos centriolos se mueven a ambos lados del núcleo para iniciar la división mitótica. Los centriolos liberan husos mitóticos que tiran del cromosoma de ambos lados para iniciar la replicación mitótica.
¿Dónde está el centrosoma? El centrosoma es el área donde normalmente están presentes los centriolos. Cuando la célula no está experimentando la división mitótica, los dos centríolos indicar la posición del núcleo en el examen ya que los centríolos están normalmente presentes junto al núcleo.
los centrosomas son uno de los centros nucleantes fundamentales de los microtúbulos., Tienen la capacidad de organizar las matrices de microtúbulos en las células animales mediante el control de su anclaje y su liberación. El centrosoma de células animales es más flexible y más complejo que el de las células fúngicas, a pesar de que los mecanismos moleculares están comúnmente involucrados en las células fúngicas y animales.
el comportamiento del centrosoma difiere según la fase celular del ciclo celular, y si es una célula quiescente o una célula en crecimiento. Además, el comportamiento del centrosoma difiere en la fase G1 que en la fase S.
¿Las células vegetales tienen centrosomas?, La organización de los microtúbulos es esencial para una adecuada división celular. Los centrosomas son los principales orgánulos responsables de la organización de los microtúbulos dentro de la célula divisoria. Sin embargo, la mayoría de las células vegetales no contienen centrosomas. Alternativamente, las células vegetales contienen otros centros organizadores de microtúbulos que actúan como una alternativa para los centrosomas.
estudios recientes han demostrado que los microtúbulos pueden organizarse en matrices si algunos tipos de proteínas motoras están presentes., El centrosoma que se encuentra en las células de los organismos multicelulares se origina en el cuerpo basal que se encuentra en los organismos unicelulares. El centrosoma organiza el citoesqueleto de la célula, así como varias funciones celulares como la movilidad, la adhesión, la polaridad y el tráfico intracelular.
durante la proliferación, los centrosomas se replican en la fase S del ciclo celular de modo que los dos centrosomas pueden contribuir a la división celular usando los husos mitóticos., Además, el centrosoma media la disposición y el montaje del huso mitótico durante la mitosis, lo que es necesario para una adecuada segregación cromosómica, aunque el centrosoma no es necesario para este proceso, sin embargo, la replicación centriólica se organiza con el ciclo celular.
Centrosoma Estructura
¿cuáles son los centrosomas?, En las células animales, los investigadores suelen definir el centrosoma como el principal centro organizador de microtúbulos que es responsable de la organización y nucleación de los microtúbulos. Los microtúbulos ayudan en el soporte por su citoesqueleto; además, influyen en la polaridad celular atando sus extremos al centrosoma.
el centrosoma principal generalmente está presente cerca del núcleo para permitir que otras ubicaciones específicas en la célula sean ocupadas por otros orgánulos asociados a microtúbulos., El centrosoma consiste en dos centriolos que están rodeados e interconectados por fibras y el material pericentriolar.
Cada centriolo consta de nueve trillizos de microtúbulos que forman una estructura en forma de barril. Los dos centriolos son perpendiculares entre sí. Son estructuralmente diferentes entre sí. El centriolo madre se caracteriza por apéndices distales y subdistales que sirven como cuerpos basales anclando los centriolos a la membrana celular.,
cuando las células se dividen, los microtúbulos surgen del centrosoma para guiar el tráfico de vesículas y orgánulos durante la división celular mitótica y meiótica. El par de centriolos están conectados entre sí por una gran proteína a través de la región proximal.
debido a que los centriolos se desarrollan a partir de los cuerpos basales, son estructuralmente similares a ellos. El centrosoma se puede detectar usando un microscopio de luz en células eucariotas, está rodeado por una membrana proteica llamada material pericentriolar.,
el centrosoma juega un papel importante en varias funciones como la organización de los microtúbulos celulares, por lo tanto, el anclaje, liberación y nucleación de los microtúbulos del centrosoma requieren la participación de varias proteínas.
Los dos centríolos en el centrosoma, el centríolo madre y la hija centríolo, son funcionalmente y estructuralmente diferentes. Sin embargo, ambos centriolos tienen microtúbulos que contribuyen al proceso de división celular. El centriolo madre se caracteriza por la presencia de nueve apéndices dispuestos en dos conjuntos en su parte distal., Estos apéndices son esenciales, por ejemplo, en el anclaje de los microtúbulos, así como el acoplamiento del centriolo madre durante la ciliogénesis en la membrana plasmática en una célula insertada.
La longitud del centriolo de la hija es aproximadamente el 80% de la longitud del centriolo de la madre. El centriolo hija no puede acoplar los centriolos en la membrana plasmática durante la ciliogénesis ya que carece de los nueve apéndices distales. Además, el centrosoma solo está centrado por el centriolo madre.,
Las características del centriolo determinan sus propiedades, tales como la reproducción, polaridad, estabilidad y dinamicidad del centrosoma. Los centriolos son altamente estables; por lo tanto, sus microtúbulos son resistentes a los detergentes y al frío. Esta estabilidad es proporcionada por los componentes de los centrioles tales como proteínas de la cinta y tektins así que los centrioles sobreviven sobre varias generaciones de la célula.,
funciones del centrosoma
las funciones principales de los centrosomas se discuten a continuación. Sus funciones incluyen servir como MTOC, organización de flagelos y cilios, y la regulación del ciclo celular.,
los Centrosomas como COMT
los Centrosomas tienen varias funciones en la célula, sin embargo, la principal función del centrosoma es la forma en que actúa como COMT. El centrosoma organiza matrices de microtúbulos de acuerdo con su capacidad para anclar, liberar o nuclear microtúbulos., El material pericentriolar, así como algunas proteínas quinasas, participan en la nucleación de microtúbulos durante la mitosis del centrosoma.
durante la mitosis, el material pericentriolar que nuclea y ancla los microtúbulos citoplasmáticos. Cuando la célula se está preparando para la división, el material perinuclear se engrosa en un mecanismo llamado maduración del centrosoma. El anclaje de los microtúbulos depende de diferentes moléculas, mientras que otras proteínas que sirven a los microtúbulos desempeñan un papel en la remodelación de los microtúbulos, así como en la diferenciación de ciertos tipos de células, como las células epiteliales.,
Las variaciones en el potencial nucleador de microtúbulos del centrosoma durante el ciclo celular parecen estar motivadas por un equilibrio entre factores que pueden facilitar o restringir el reclutamiento durante la mitosis y la interfase de moléculas organizadoras de microtúbulos. La fosforilación de proteínas es importante para este proceso donde las quinasas, así como Aurora-a, promueven la nucleación de microtúbulos.
Aurora-A también puede promover el desarrollo de microtúbulos del centrosoma por medio de la fosforilación de la proteína centrosoma.,
organización de flagelos y cilios
flagelos y cilios provienen de microtúbulos. Son proyecciones que permiten que la célula se mueva o promueven el movimiento de las sustancias que la rodean. Durante diferentes procesos celulares y de desarrollo, los flagelos y los cilios tienen un gran papel en el desarrollo embrionario, la sensación, la propagación de señales y la motilidad.
Las primeras etapas del desarrollo de los cilios no se entienden claramente, como la formación del cuerpo basal a partir del centriolo., In contrast, centrioles as well as centrosomes can also be formed from cilia and flagella in vertebrate ciliated cells.
Cell cycle regulation of cell cycle
Centrosomes act as a platform of signaling because it includes regulatory complexes such as checkpoint proteins and tumor suppressors., Como se ha sugerido para controlar la transición G1-S y la citocinesis, el centrosoma puede regular el ciclo celular.
evolución del centrosoma
la evolución de los centrosomas en eucariotas refleja la variación en las células eucariotas entre diferentes organismos en términos de Recepción sensorial, locomoción o división con respecto al proceso evolutivo natural y la adaptación del organismo.
se sabe que el centrosoma es un «corpúsculo polar» de la célula. Se presume que tiene un papel en el mantenimiento de la polaridad celular, así como la ruptura simétrica de las células., El centrosoma fue estudiado como el orgánulo que coordinaba la citocinesis y la carioquinesis.
para evitar el desarrollo partenogenético, el centrosoma estaba ausente del óvulo no fertilizado. El aislamiento del centrosoma de la mosca y el ser humano en la última década ha revelado muchas proteínas en los eucariotas.
una pequeña cantidad de proteínas conservadas ha sido identificada por la genómica funcional. Estas proteínas tienen un papel en la iniciación de los cuerpos basales y el ensamblaje del centrosoma y para la reproducción del centrosoma., La composición bioquímica del centrosoma refleja su complejidad de estructura. La matriz centrosomal o los centriolos contienen más de 100 proteínas y estas proteínas pueden contener productos genéticos de la enfermedad, por ejemplo, genes que contribuyen al síndrome de microcefalia.,
además de restaurar la diploidía, el cuerpo basal / centrosoma es responsable de la determinación de la polaridad del embrión durante la fertilización donde la fertilización del óvulo en animales incluye la transferencia del cuerpo basal asociado con la cabeza del esperma hacia el centrosoma asociado ya sea al pronúcleo masculino.
Se requieren dos ciclos de división celular para la reproducción del centrosoma. Esto conduce a la presencia de una asimetría general que permite la presencia de una hija y una madre centriola en el centrosoma., La polaridad celular es controlada por el centrosoma durante el crecimiento de los tejidos, la migración y la homeostasis.
Importancia Biológica
El centrosoma es un biológicamente importantes orgánulo. Controla la polaridad de la célula así como el posicionamiento nuclear. Por lo tanto, influye en la distribución asimétrica de orgánulos en la célula.,
el centrosoma organiza microtúbulos en eucariotas, podría ser replicado o sintetizado de novo, por lo tanto, los centrosomas pueden ser resintetizados después de su destrucción.
el centrosoma es responsable de la nucleación de los microtúbulos. Tiene un papel fundamental en numerosos procesos de la célula como el mantenimiento de la polaridad celular, la posición, la distribución de orgánulos en la célula, la quimiotaxis, la migración celular y el transporte direccional de vesículas, además del ensamblaje de husos durante la división meiótica y mitótica en varios tipos de células.,
el centrosoma controla la polaridad y la posición de los microtúbulos dentro de la célula. En consecuencia, tiene una influencia indirecta sobre los orgánulos celulares que pueden interactuar con microtúbulos como los filamentos del citoesqueleto. Por lo tanto, el centrosoma es conocido por ser el «centro dinámico de la célula».
la morfología, el número y la distribución de los centrosomas varían dentro de la misma célula. Además, su función en la nucleación de microtúbulos también puede variar., Aunque una célula eucariota típica contiene un cromosoma, el número de centrosomas se duplica durante la división mitótica de la célula.
los dos centrosomas formados dirigen el conjunto bipolar del huso para la segregación cromosómica correcta. Además, para la correcta progresión del ciclo celular, las proteínas asociadas con el centrosoma median la interacción entre una enzima y su sustrato para coordinar las funciones celulares y el control del centrosoma.,
controversia sobre la necesidad
aunque se cree que el centrosoma es un orgánulo esencial para el proceso de división de una célula animal, sin embargo, estudios recientes demostraron que los centrosomas no son esenciales para la transición de la fase G1-S. Este hallazgo se basó en un estudio en el que la célula humana progresó durante la fase G1 A pesar de que el centrosoma fue eliminado por láser o microcirugía., Sin embargo, el centrosoma es esencial para la transición de la fase G1-S, donde un estudio demostró que la pérdida de centrosoma llevó a la detención de G1 cuando el centriolo fue ablado seguido de una fuerte exposición a la luz que produjo gran estrés a los centriolos en la fase G1.
a pesar de la existencia de centrosomas en los polos del huso en la mayoría de las células, no suelen estar presentes durante la división meiótica del ovocito Femenino. Además, no hay centrosomas presentes en las células de las plantas superiores., En algunas especies, el centriolo contribuye a la orientación de los husillos, así como a la seguridad de la fidelidad mitótica. Además, los centriolos son importantes para la formación de flagelos y cilios.
Centrosoma y Enfermedades
El centrosoma está muy involucrado en la regulación del ciclo celular; por lo tanto, se espera tener un papel en la tumorigénesis., En casi todas las formas tumorales humanas, como el hígado, la mama, la médula ósea, el colon, la próstata y el cáncer de cuello uterino, se encontraron anomalías en el número, la estructura y el tamaño del centrosoma.
la amplificación del centrosoma ocurre debido al agotamiento de la proteína supresora de tumores (Rb) en mamíferos, así como la deficiencia del gen del cáncer de mama BRCA1, la amplificación del centrosoma también puede ocurrir debido a la sobreexpresión de la aurora A además de otras quinasas que participan en la progresión del cáncer.,
la amplificación del centrosoma podría ocurrir debido a defectos en la citocinesis o por desregulación en el mecanismo de replicación, lo que podría conducir a inestabilidad en el cromosoma de la célula.
la amplificación centrosomal en el cáncer conduce a defectos en la señalización de los cilios, funcionamiento alterado de los microtúbulos, cromosomas rezagados y división celular asimétrica que conduce a la sobreproliferación.