Un melanosoma es un orgánulo que se encuentra en las células animales y es el sitio de síntesis, almacenamiento y transporte de melanina , el pigmento que absorbe la luz más común en el reino animal . Los melanosomas son responsables del color y la fotoprotección en las células y tejidos animales.
Los melanosomas se sintetizan en la piel, en las células melanocitos , y en el ojo, en los melanocitos coroideos y en las células del epitelio pigmentario de la retina (EPR). En los vertebrados inferiores, se encuentran en los melanóforos o cromatóforos . [1] [2]
Los melanosomas son orgánulos relativamente grandes, que miden hasta 500 nm de diámetro. [1] Están rodeados por una membrana bilipídica y, en general, tienen forma redondeada, similar a una salchicha o a un cigarro. La forma es constante para una especie y un tipo de célula determinados. Tienen una ultraestructura característica en la microscopía electrónica , que varía según la madurez del melanosoma, y para fines de investigación a veces se utiliza un sistema de estadificación numérica.
Los melanosomas dependen de ciertas enzimas, especialmente la tirosinasa , que sintetizan los grandes polímeros de melanina dentro de la célula para su pigmentación. Antes de generar suficiente pigmento para ser visto en el microscopio óptico, se lo conoce como premelanosoma.
La disfunción o ausencia de las enzimas sintetizadoras de melanina (en enfermedades como el síndrome de Chédiak-Higashi ) conduce a diversos patrones de albinismo .
En algunos melanocitos, los melanosomas permanecen estáticos dentro de la célula. En otros, la célula puede extender su superficie longitudinalmente como proyecciones temporales conocidas como pseudópodos , que alejan a los melanosomas del centro de la célula, aumentando así la eficacia de la célula para absorber la luz.
El proceso pseudopodial (también conocido como proceso de bronceado ) ocurre lentamente en los melanocitos dérmicos en respuesta a la luz ultravioleta y a la producción de nuevos melanosomas y al aumento de la donación de melanosomas a los queratinocitos adyacentes , que son células típicas de la superficie de la piel. La donación ocurre cuando algunos queratinocitos engullen el extremo de los pseudópodos de los melanocitos, que contienen muchos melanosomas. La dineína citoplasmática transportará las vesículas que contienen la melanina al centro de la célula, lo que hace que los melanosomas secuestren el núcleo del queratinocito, proporcionando una protección óptima contra los rayos UV. Estos cambios son responsables del bronceado de la piel humana después de la exposición a la luz ultravioleta o la luz solar. [ cita requerida ]
En muchas especies de peces , anfibios , crustáceos y reptiles , los melanosomas pueden ser muy móviles dentro de la célula en respuesta al control hormonal (o a veces neural), lo que conduce a cambios visibles en el color que se utilizan para la señalización conductual o la fotoprotección .
Los melanosomas que se encuentran en ciertas especies de peces contienen pigmentos que controlan el color de las escamas del pez . Los motores moleculares , cuando reciben una señal, transportarán los melanosomas que contienen pigmentos hacia la periferia de la célula o los concentrarán en el centro. La proteína motora dineína es responsable de concentrar los melanosomas hacia el centro de la célula, o el "extremo negativo" de los microtúbulos . Por el contrario, la proteína kinesina es responsable de dispersar los melanosomas hacia la periferia de la célula y son motores dirigidos hacia el extremo positivo . Debido a que los extremos positivos de los microtúbulos están orientados hacia la periferia, la kinesina transportará los melanosomas hacia la periferia. La dispersión de los melanosomas hacia la periferia hace que la célula parezca más oscura; la concentración de los melanosomas hacia el centro hará que la célula parezca de un color más claro. Así es como funciona un sistema fotoprotector para los peces a nivel molecular. [3]
Recientemente se han encontrado melanosomas también en arañas. [4]
Los hermosos y rápidos cambios de color observados en muchos cefalópodos, como los pulpos y los calamares , se basan en un sistema diferente, el órgano cromatóforo . [5] [6]
Recientes descubrimientos (2008) de Xu Xing , un paleontólogo chino , incluyen plumas fosilizadas en formaciones rocosas que datan del período Jurásico (hace 200 a 150 millones de años) hasta finales del Paleógeno y el Neógeno (hace 66 a 2 millones de años). Las plumas contienen residuos preservados de carbono que anteriormente se pensaba que eran rastros de bacterias que descomponían los tejidos de las plumas; sin embargo, estos (residuos) son de hecho huellas orgánicas microscópicas de melanosomas fosilizados. Algunas de estas estructuras aún mantienen un color iridiscente típico de los tejidos de plumas y pieles. Se conjetura que estas estructuras microscópicas podrían estudiarse más a fondo para revelar los colores y texturas originales de los tejidos más blandos en los fósiles. "El descubrimiento de detalles ultraestructurales en fósiles de plumas abre posibilidades notables para la investigación de otras características en fósiles de cuerpo blando, como el pelaje e incluso los órganos internos", dijo Derek Briggs del equipo de estudio de la Universidad de Yale . [7] [8]
Un equipo colaborativo que incluía a miembros del Museo de Historia Natural de Beijing , la Universidad de Pekín , la Universidad de Yale , el Museo Peabody de Historia Natural , la Universidad de Akron y la Universidad de Texas en Austin utilizó melanosomas para descubrir los verdaderos colores del fósil Anchiornis huxleyi . [9] [10]
También se han encontrado melanosomas en fósiles de pteurosaurios Tupandactylus cf. imperator en la Formación Crato del Cretácico Inferior, en la Cuenca de Araripe , en Brasil . [11]
Se cree que los melanosomas modelan la polimerización de melanina mediante la amiloidogénesis de la proteína Pmel17 , que está presente en cantidades abundantes en los melanosomas. [12]