Microtúbulos: [Concepto, Función, Composición y Clasificación]

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¿Qué son los microtúbulos?

Qué son los microtúbulosSe denomina microtúbulos a los filamentos de mayor tamaño de los 3 que conforman el citoesqueleto de las células eucariontes.

Tienen aproximadamente 25 nm y junto con el microfilamento y los filamentos intermedios, los microtúbulos constituyen el conjunto de fibras de proteínas del citoesqueleto.

Los microtúbulos forman parte de los flagelos que son cilios donde se pueden ver 9 tripletes organizados en forma de círculo, más un par adicional que se ubica en el centro del anillo.

Los microtúbulos conforman las llamadas fibras del aster y del huso mitótico que son los encargados de separar los cromosomas durante la mitosis. Se distinguen dos tipos de microtúbulos en el huso mitótico:

  1. Los polares. Son microtúbulos que se solapan entre sí pero que no se conectan con los cromosomas.
  2. Los cinetocóricos. Estos microtúbulos están unidos al centro de los cromosomas por el cinetocoro.

Las estructuras que actúan como centros de organización de los microtúbulos en las células animales se denominan centrosomas y están conformados por 2 centríolos que separan los cromosomas durante la división de la célula.

Las células eucariontes poseen un núcleo definido, cuyo citoesqueleto otorga el soporte interno requerido por las células para mantener la forma y ayudar en la movilidad celular.

Los microtúbulos, de acuerdo a su forma y tal como su nombre lo sugiere son tubos largos, relativamente rígidos, cuyas paredes contienen dímeros y proteínas globulares conocidas como α-tubulina y β-tubulina. 

Investigaciones de laboratorio arrojan que la α-tubulina, denominada extremo menos, siempre formará un extremo del protofilamento y la β-tubulina, o extremo más, constituirá el otro.

De esta manera, los nuevos dímeros de tubulina se añaden con mayor facilidad al extremo más ( la β-tubulina), lugar preferente de crecimiento del microtúbulo.

Y aunque en ambos extremos de los microtúbulos se lleva a cabo la polimerización es en el extremo menos (α-tubulina,) en el cual predomina la despolimerización. 

¿Qué función tienen los microtúbulos?

Entre otras funciones, los microtúbulos son los encargados de organizar, proporcionar soporte estructural y ayudar al movimiento de la célulaSe han identificados las siguientes funciones fundamentales de los microtúbulos:

  1. Dan forma a la célula. Los microtúbulos proporcionan la resistencia necesaria para que la célula pueda soportar la compresión y mantener la forma ofreciendo un soporte estructural.
  2. Estructuras de transporte intracelular. Ofrecen a las proteínas motoras los rieles necesarios para el transporte de los elementos dentro de la célula.
  3. Organizan el huso mitótico. Los microtúbulos son los encargados de organizar el huso mitótico, cuya estructura separa los microsomas en la mitosis o división celular a través de los centrosomas.
  4. Forma parte importante del movimiento. También los microtúbulos son elementos importantes de los flagelos y los cilios, que son las estructuras especializadas de las células eucariontes que apoyan el movimiento o desplazamiento.

¿Qué relación tienen los microtúbulos y la membrana plasmática?

Qué relación tienen los microtúbulos y la membrana plasmáticaLos microtúbulos son las estructuras tubulares que forman parte de la red de fibras que componen el citoesqueleto y que se extienden a lo largo de todo el citoplasma. 

Mientras que la membrana plasmática es la capa doble de lípidos que separa el interior de la célula del ambiente externo y por lo tanto recubre los microtúbulos. 

La membrana plasmática consta, en gran medida, de lípidos especializados conocidos como fosfolípidos. En las células eucariontes, con núcleo, el citoplasma se encuentra entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear. 

Por su parte, en las células procariontes, sin núcleo, el citoplasma es todo aquello que se encuentra dentro de la membrana plasmática. La membrana plasmática controla el flujo de varias moléculas hacia adentro y hacia afuera por lo que constituye la frontera entre el interior y el exterior de la célula.

¿Qué sucede cuando los fármacos atacan a los microtúbulos?

Qué sucede cuando los fármacos atacan a los microtúbulosCuando los fármacos atacan a los microtúbulos, dependiendo del tipo de medicamento del que se trate, puede llegar a debilitarlos y a impedir su correcta función orgánica.

Los microtúbulos juegan un papel muy importante actuando de diana terapéutica para el tratamiento de algunos tipos de cáncer.

Existen fármacos que impiden la polimerización de los microtúbulos, entre ellos la colcemida, la colchicina, la vincristina y la vinblastina.

De acuerdo con estudios científicos realizados, los nuevos tipos de fármacos, pudieran ser una esperanza en el tratamiento del cáncer gracias a sus efectos adversos más leves y a su efectividad a la hora de evitar la aparición de quimio resistencia.

Por lo tanto, encontrar fármacos que pudieran apoyar el ensamblaje de microtúbulos ayudaría a detener el crecimiento de algunas células cancerígenas, que se caracterizan por una actividad mitótica alta. 

¿Cómo están compuestos los microtúbulos?

De acuerdo con las investigaciones científicas los microtúbulos están compuestos de proteínas llamadas tubulinas que forman un tubo hueco. Las tubulinas, por su parte, están compuestas de 2 subunidades denominadas: 

  1. α-tubulina.
  2. β-tubulina.

Cómo están compuestos los microtúbulosAsí mismo, los dímeros de tubulina se asocian para crear cada uno de los trece protofilamentos que constituyen un microtúbulo. 

Los protofilamentos tienen una polaridad estructural, con la α-tubulina expuesta en un extremo (negativo) y la β-tubulina en el otro extremo (positivo) lo que le otorga la polaridad al microtúbulo.

Una de las funciones principales de los microtúbulos es la polaridad y corresponde a la tubulina polimerizar, por adición de dímeros, en uno o en ambos extremos del microtúbulos.

Cada dímero de tubulina contiene una molécula de GTP (trifosfato de guanosina) que por su actividad de GTPasa, se hidroliza a GDP (difosfato de guanosina), una vez que se agrega al microtúbulo.

En el momento en que se lleva a cabo una polimerización rápida la tubulina se une con mayor velocidad de lo que el GTP se hidroliza y entonces el túbulo se forma por tubulina-GTP favoreciendo el crecimiento en dirección al extremo positivo.

Con esta polaridad el microtúbulo crece (polimeriza) por la adición de dímeros de tubulina al extremo positivo mientras que disminuye o se acorta (despolimeriza) cuando se le restan dímeros de tubulina en el extremo negativo.

Los microtúbulos se polimerizan y se despolimerizan constantemente. A esta alternancia se le conoce con el nombre de inestabilidad dinámica. Cuando se inicia la formación de un microtúbulo la incorporación de tubulina hace que el microtúbulo crezca en longitud.

¿Cómo se clasifican los microtúbulos?

Los microtúbulos se clasifican en:

Leves o citoplasmáticos (inestables)

  • Crean una red citoplasmática.
  • Son dinámicos. 
  • Tienen longitud y distribución variable. 
  • Pueden despolimerizarse durante la mitosis y crear el huso.

Estables

No cambian. Deben tener la presencia de:

  • Microtúbulos de los centriolos (dentro del cromosoma)
  • Microtúbulos que forman el corpúsculo basal y la axonema (de cilios y flagelos).
  • Microtúbulos de los axones y las dendritas (en neuronas).

Base bibliográfica

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