Centrosoma

El centrosoma o citocentro es un orgánulo existente en las células animales tendientes a división que mide entre 1 y 2 micras, por lo que puede ser observado sólo a través del microscopio. Está conformado por dos centriolos que, dispuestos en ángulo recto, conforman un diplosoma. Completan la estructura de un aglomerado de proteínas que baña los centriolos, conocido como material pericentriolar, y la envoltura del conjunto hecha de filamentos, llamada áster.

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¿Qué es el centrosoma?

El centrosoma, citocentro o centro organizador de microtúbulos (COMT), es un orgánulo implícito en el citoplasma de las células animales divisibles. Tiene un tamaño microscópico y se halla cercano al núcleo interfásico. Participa en ambas etapas del ciclo de vida celular: Interfase y Mitosis. Su actividad es determinante en los procesos de polaridad y división celular.

Este orgánulo celular se encuentra en la zona inmediata al núcleo. Tiene como función servir de base para la formación de multímeros, intermediarios en la polimerización y posterior montaje de los microtúbulos. Por esto también se llama al centrosoma: Centro Organizador de Microtúbulos (COMT).

A partir del citocentro se producen los cilios, flagelos y el huso acromático, estructuras responsables del movimiento de las células, transporte intracelular de sustancias y el proceso de división celular.

Estructura y características del centrosoma

El centrosoma, considerado el centro dinámico de las células, forma parte de los orgánulos celulares no membranosos. Lo constituyen:

• Un diplosoma. Estructura formada por dos centriolos que se unen perpendicularmente creando un ángulo aproximado de 90º. Los centriolos, con características similares a la de un tubo, están compuestos -cada uno- por nueve tripletes de microtúbulos, que se unen entre sí por acción de la proteína nexina.

Los microtúbulos son tubos huecos, de 25 nanómetros de grosor, formados por protofilamentos o dímeros de tubulina, en números de 13. Son fibras. Los microtúbulos de cada triplete observado en el centriolo se clasifican en A, B, y C. Siendo el A, el más próximo al eje cilíndrico; y el C, el ubicado hacia la parte más externa del centriolo. El microtúbulo C comparte tres protofilamentos con el B y el B, tres protofilamentos con el A.

Visto su corte transversal, los centriolos muestran la estructura también llamada 9+0, por los nueve tripletes y su interior, similar a la imagen de una rueda.

• Material pericentriolar. Adherida a los centriolos se encuentra una aglomeración de proteínas que conforman una masa densa y fibrosa, de la que depende la operatividad y eficiencia del centrosoma. De acuerdo a la etapa del ciclo que se desarrolla algunas de éstas proteínas se hacen temporales o permanentes.
• Áster. Al comienzo del ciclo de vida celular se observa un único centrosoma, que en el desarrollo de la interfase se divide, los centriolos se separan, se convierten en procentriolos y se replican. Durante el proceso de división de los centriolos se forman fibras o filamentos que en la etapa de mitosis envuelven a cada centrosoma resultante. Esta envoltura es conocida como áster. Cuando las ásteres de dos centrosomas unen sus filamentos entre sí se forma el huso acromático.

Descubrimiento

Estudiando el desarrollo embrionario, el biólogo alemán Theodor Boveri, ahondó en las funciones del núcleo y el citoplasma, describiendo en 1887 el centrosoma como un orgánulo especializado en la división celular. 12 años antes, esta estructura había sido observada por el médico e investigador Whalter Flemming en el mejillón de agua dulce, y por el biólogo belga Édouard van Beneden en el citoplasma de un parásito.

Boveri, fundador del estudio de la citogenética, notó como un par de centriolos -embebidos en un material denso- conforman una astrosfera temporal, de la que se deriva el áster. Más adelante, identificó la estructura como un orgánulo celular de una única copia y narró el ciclo del centrosoma.

Función

El centrosoma es más que un centro organizador de microtúbulos. El material pericentriolar –constituido por cantidad de proteínas- actúa en la formación de multímeros necesarios en los procesos de polimerización, agregando a los microtúbulos la estabilidad dinámica para constituir el citoesqueleto de la célula y permitir el desplazamiento de ésta. También los microtúbulos conforman el huso mitótico.

Su función es servir de base para la nucleación y distribución de los microtúbulos. De la organización de los microtúbulos surgen los undulipodios: cilios y flagelos; el huso acrómático y el citoesqueleto, estructuras responsables del movimiento de las células, el trasporte intracelular de sustancias, la división de los cromosomas durante la mitosis y la organización de los filamentos que dan forma a la célula.

El organelo participa además en la señalización intracelular y la organización de los depósitos de actina, proteína constitutiva de los microfilamentos en el citoplasma.

Ciclo

El centrosoma juega un papel determinante en la progresión del ciclo celular. Actúa en ambas etapas del ciclo. En la interfase, integrada por las fases G1, S y G2, interviene en el crecimiento, nucleación y organización de los microtúbulos citoplasmáticos. Es decir, controla la cantidad, ubicación y orientación de los microtúbulos alrededor del núcleo.

Los microtúbulos se caracterizan por su polaridad, de allí la denominación de sus extremos como: extremo + y extremo -. Están constantemente polimerizando y despolimerizando en una dinámica inestable. En la fase G1 del ciclo celular el centrosoma participa en la polimerización y sirviéndose de las proteínas contenidas en el material pericentriolar, adhiere a los microtúbulos las sustancias para su estabilidad.

En la fase S, cuando la célula crece y duplica su ADN, también se duplica su centrosoma. Los centriolos se desacoplan, convirtiéndose cada uno en un procentriolo o centriolo padre. Ya en la fase G2, se replican y se posicionan en extremos o polos contrarios del huso mitótico, hasta ese momento ambos centrosomas o pares de centriolos constituyen un mismo centro organizador de microtúbulos.

La “confección” de los centrosomas permite una mayor actividad de nucleación de los microtúbulos y durante la división de la célula -en el paso de la interfase a la mitosis- los centrosomas se asocian con los polos del huso mitótico confiriendo a cada célula hija su propio centrosoma, de esta forma cierran su ciclo.

Alteraciones

Los mecanismos que actúan en el copiado del ADN de la célula: fosforilación y proteólisis, inciden en el ciclo del centrosoma, por estar coordinados ambos procesos. La replicación del ADN involucra un gran número de enzimas y etapas, las fallas en cualquiera de éstas se verán reflejadas en los cromosomas y también en la estructura y funcionabilidad del centrosoma. Aunque éstas no son las únicas causas de alteración.

Las alteraciones del citocentro pueden ser numéricas y/o estructurales. Centrosomas supernumerarios pueden resultar de la variación de los genomas, pero también de la falta o descontrol de algunas proteínas. Y en mayor medida, de algún fallo en la división celular, que puede ocurrir por diversas causas.

En lo estructural, algunos componentes del centrosoma pueden expresarse de forma exagerada, aumentando las dimensiones del orgánulo. El exceso de material pericentriolar -por ejemplo- puede contribuir a la formación de cuerpos agregados al centrosoma, que inciden en la capacidad de alineación de los microtúbulos y en los procesos derivados.

Centrosomas supernumerarios y/o alterados físicamente derivan en la formación de tumores cancerígenos.

¿En qué célula se encuentra?

El centrosoma se halla en el citoplasma de las células eucariotas, en la zona próxima al núcleo, colindante con el Aparato de Golgi. Es exclusivo de las células animales. El macho a través del espermatozoide aporta un juego de cromosomas y, según la especie, uno o dos centriolos que se combinan con las proteínas del ovocito –en la hembra- para construir un centrosoma e iniciar la formación del embrión.

¿La célula vegetal tiene centrosoma?

No, los vegetales y algunos protistas carecen de áster y centriolos, y aunque sí cuentan con el material que concentra las diversas proteínas, las fibras de su huso acromático parten de otro proceso, llamado mitosis anastral.

Importancia

El centrosoma garantiza el desarrollo y fijación de los microtúbulos, su distribución desde los centriolos hasta la estructura celular. La masa pericentriolar es el artífice de este trabajo al aportar un sinfín de proteínas que brindan estabilidad a la dinámica de los microtúbulos, coordinan su adhesión y redireccionamiento.

El ciclo del centrosoma se corresponde además con el ciclo celular, el aporte de un centrosoma a cada célula hija contribuye al sano desarrollo y duplicación de la célula, o lo que es igual, a la correcta realización de la citocinesis y la prosecución del ciclo de vida de la célula.