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Cuerpo basal

Esquema del flagelo eucariota. 1-axonema, 2-membrana celular, 3-IFT ( transporte intraflagelar ), 4-Cuerpo basal, 5-Sección transversal del flagelo, 6-Trillizos de microtúbulos del cuerpo basal.
Sección longitudinal de la zona de los flagelos en Chlamydomonas reinhardtii . En el ápice de la célula se encuentra el cuerpo basal que es el sitio de anclaje del flagelo. Los cuerpos basales se originan y tienen una subestructura similar a la de los centríolos, con nueve tripletes de microtúbulos periféricos (ver estructura en la parte inferior central de la imagen).

Un cuerpo basal (sinónimo de gránulo basal , cinetosoma y, en la literatura citológica más antigua, de blefaroplasto ) es una estructura proteica que se encuentra en la base de un undulipodio eucariota ( cilio o flagelo ). El cuerpo basal fue nombrado por Theodor Wilhelm Engelmann en 1880. [1] [2] Está formado a partir de un centríolo y varias estructuras proteicas adicionales y es, esencialmente, un centríolo modificado. [3] [4] El cuerpo basal sirve como sitio de nucleación para el crecimiento de los microtúbulos del axonema . Los centriolos, de los cuales se derivan los cuerpos basales, actúan como sitios de anclaje para proteínas que a su vez anclan los microtúbulos , y se conocen como centro organizador de microtúbulos (MTOC). Estos microtúbulos proporcionan estructura y facilitan el movimiento de vesículas y orgánulos dentro de muchas células eucariotas.

Montaje, estructura

Los cilios y los cuerpos basales se forman durante la inactividad o la fase G1 del ciclo celular . Antes de que la célula entre en la fase G1, es decir, antes de la formación del cilio, el centriolo madre sirve como componente del centrosoma .

En las células que están destinadas a tener un solo cilio primario, el centríolo madre se diferencia en el cuerpo basal al entrar en G1 o en reposo. Por tanto, el cuerpo basal de dicha célula se deriva del centríolo. El cuerpo basal se diferencia del centriolo madre en al menos 2 aspectos. En primer lugar, los cuerpos basales tienen pies basales, que están anclados a los microtúbulos citoplasmáticos y son necesarios para la alineación polarizada del cilio. En segundo lugar, los cuerpos basales tienen fibras de transición en forma de molinete que se originan en los apéndices del centríolo madre. [5]

En las células multiciliadas, sin embargo, en muchos casos los cuerpos basales no están formados a partir de centriolos sino que se generan de novo a partir de una estructura proteica especial llamada deuterosoma . [6]

Función

Durante la latencia del ciclo celular, los cuerpos basales organizan cilios primarios y residen en la corteza celular cerca de la membrana plasmática. Al entrar en el ciclo celular, los cilios se reabsorben y el cuerpo basal migra al núcleo, donde funciona para organizar los centrosomas. Los centríolos, los cuerpos basales y los cilios son importantes para la mitosis, la polaridad, la división celular, el tráfico de proteínas, la señalización, la motilidad y la sensación. [7]

Las mutaciones en proteínas que se localizan en los cuerpos basales están asociadas con varias enfermedades ciliares humanas, incluido el síndrome de Bardet-Biedl , [8] síndrome orofaciodigital , [9] [10] síndrome de Joubert , [11] distrofia de conos y bastones , [12] [13 ] Síndrome de Meckel , [14] y nefronoptisis . [15]

La regulación de la producción del cuerpo basal y la orientación espacial es una función del dominio de unión a nucleótidos de la γ-tubulina . [dieciséis]

Las plantas carecen de centríolos y sólo las plantas inferiores (como musgos y helechos) con espermatozoides móviles tienen flagelos y cuerpos basales. [17]

Referencias

  1. ^ Engelmann, TW (1880). Zur Anatomie und Physiologie der Flimmerzellen. Arco de Pflugers. 23, 505–535.
  2. ^ Sangre buena, RA (2009). "De lo central a lo rudimentario a lo primario: la historia de un orgánulo subestimado cuyo momento ha llegado. El cilio primario". Cilios primarios . Métodos en biología celular. vol. 94, págs. 3–52. doi :10.1016/S0091-679X(08)94001-2. ISBN 9780123750242. PMID  20362083.
  3. ^ Schrøder, Jacob M.; Larsen, Jesper; Komarova, Yulia; Akhmanova, Anna; Thorsteinsson, Rikke I.; Grigoriev, Ilya; Manguso, Robert; Christensen, Søren T.; Pedersen, Stine F.; Geimer, Stefan; Pedersen, Lotte B. (2011). "EB1 y EB3 promueven la biogénesis de los cilios mediante varios mecanismos relacionados con el centrosoma". Revista de ciencia celular . 124 (15): 2539–2551. doi :10.1242/jcs.085852. PMC 3138699 . PMID  21768326. 
  4. ^ Benjamín Lewin (2007). Células. Aprendizaje de Jones y Bartlett. pag. 359.ISBN​ 978-0-7637-3905-8. Consultado el 28 de julio de 2019 .
  5. ^ Kim, S.; Dynlacht, BD (2013). "Montaje de un cilio primario". Opinión actual en biología celular . 25 (4): 506–511. doi :10.1016/j.ceb.2013.04.011. PMC 3729615 . PMID  23747070. 
  6. ^ Klos Dehring, fiscal del distrito; Vladar, EK; Werner, YO; Mitchell, JW; Hwang, P.; Mitchell, BJ (2013). "Biogénesis de centríolos mediada por deuterosoma". Célula del desarrollo . 27 (1): 103–112. doi :10.1016/j.devcel.2013.08.021. PMC 3816757 . PMID  24075808. 
  7. ^ Pearson, CG; Giddings Jr, TH; Vinoy, M. (2009). "Los componentes basales del cuerpo exhiben una dinámica proteica diferencial durante el ensamblaje naciente del cuerpo basal". Biología molecular de la célula . 20 (3): 904–914. doi : 10.1091/mbc.e08-08-0835. PMC 2633379 . PMID  19056680. 
  8. ^ Ansley, SJ; Badano, JL; Blacque, OE; colina, J.; Hoskins, BE; Leitch, CC; Kim, JC; Ross, AJ; Eichers, ER; Teslovich, TM; Mah, Alaska; Johnsen, RC; Cavender, JC; Lewis, RA; Leroux, señor; Beales, PL; Katsanis, N. (2003). "La disfunción del cuerpo basal es una causa probable del síndrome pleiotrópico de Bardet-Biedl". Naturaleza . 425 (6958): 628–633. Código Bib :2003Natur.425..628A. doi : 10.1038/naturaleza02030. PMID  14520415. S2CID  4310157.
  9. ^ Ferrante, MI; Zullo, A.; Barra, A.; Bimonte, S.; Messaddeq, N.; Studer, M.; Dollé, P.; Franco, B. (2006). "La proteína oral-facial-digital tipo I es necesaria para la formación de cilios primarios y la especificación del eje izquierda-derecha". Genética de la Naturaleza . 38 (1): 112-117. doi :10.1038/ng1684. PMID  16311594. S2CID  2441702.
  10. ^ Romio, L.; Freír, AM; Winyard, PJ; Malcolm, S.; Woolf, AS; Pluma, SA (2004). "OFD1 es una proteína centrosomal/del cuerpo basal expresada durante la transición mesenquimal-epitelial en la nefrogénesis humana". Revista de la Sociedad Estadounidense de Nefrología . 15 (10): 2556–2568. doi : 10.1097/01.ASN.0000140220.46477.5C . PMID  15466260. S2CID  22088755.
  11. ^ Artes, HH; Doherty, D.; Van Beersum, SE; Parisi, MA; Letteboer, SJ; Gorden, Nuevo Testamento; Peters, TA; Marker, T.; Voesenek, K.; Kartono, A.; Ozyurek, H.; Farín, FM; Kroes, HY; Wolfrum, U.; Brunner, HG; Cremers, FP; Vidrio, IA; Knoers, NV; Roepman, R. (2007). "Las mutaciones en el gen que codifica la proteína del cuerpo basal RPGRIP1L, un interactor de nefrocistina-4, causan el síndrome de Joubert". Genética de la Naturaleza . 39 (7): 882–888. doi :10.1038/ng2069. PMID  17558407. S2CID  12910768.
  12. ^ Kobayashi, A.; Higashide, T.; Hamasaki, D.; Kubota, S.; Sakuma, H.; An, W.; Fujimaki, T.; McLaren, MJ; Weleber, RG; Inana, G. (2000). "La mutación HRG4 (UNC119) encontrada en la distrofia de conos y bastones provoca degeneración de la retina en un modelo transgénico". Oftalmología de investigación y ciencias visuales . 41 (11): 3268–3277. PMID  11006213.
  13. ^ Shu, X.; Freír, AM; Tulloch, B.; Manson, FD; Crabb, JW; Khanna, H.; Faragher, AJ; Lennon, A.; Él es.; Troyano, P.; Giessl, A.; Wolfrum, U.; Vervoort, R.; Swaroop, A.; Wright, AF (2005). "La isoforma RPGR ORF15 se co-localiza con RPGRIP1 en centríolos y cuerpos basales e interactúa con nucleofosmina". Genética Molecular Humana . 14 (9): 1183-1197. doi : 10.1093/hmg/ddi129 . PMID  15772089.
  14. ^ Kyttälä, M.; Tallila, J.; Salonen, R.; Kopra, O.; Kohlschmidt, N.; Paavola-Sakki, P.; Peltonen, L.; Kestilä, M. (2006). "MKS1, que codifica un componente del proteoma del cuerpo basal del aparato flagelar, está mutado en el síndrome de Meckel". Genética de la Naturaleza . 38 (2): 155-157. doi :10.1038/ng1714. PMID  16415886. S2CID  10676530.
  15. ^ Winkelbauer, YO; Schäfer, JC; Haycraft, CJ; Swoboda, P.; Yoder, BK (2005). "Los homólogos de nefrocistina-1 y nefrocistina-4 de C. Elegans son proteínas de la zona de transición de los cilios implicadas en la percepción quimiosensorial". Revista de ciencia celular . 118 (parte 23): 5575–5587. doi :10.1242/jcs.02665. PMID  16291722. S2CID  16717895.
  16. ^ Shang, Y.; Tsao, CC; Gorovsky, MA (2005). "Los análisis mutacionales revelan una nueva función del dominio de unión a nucleótidos de la gamma-tubulina en la regulación de la biogénesis del cuerpo basal". La revista de biología celular . 171 (6): 1035-1044. doi :10.1083/jcb.200508184. PMC 2171320 . PMID  16344310. 
  17. ^ Philip E. Pack, Ph.D., Cliff's Notes: AP Biology, cuarta edición.

enlaces externos