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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-tripletes de microtúbulos del cuerpo basal.
Sección longitudinal de la zona de los flagelos en Chlamydomonas reinhardtii . En el ápice celular se encuentra el cuerpo basal, que es el sitio de anclaje de un flagelo. Los cuerpos basales se originan a partir de los centriolos y tienen una subestructura similar a la de estos, con nueve tripletes de microtúbulos periféricos (ver la 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 por 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 centríolos, de los que se derivan los cuerpos basales, actúan como sitios de anclaje para las proteínas que a su vez anclan los microtúbulos y se conocen como el 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 fase de quiescencia o G1 del ciclo celular . Antes de que la célula entre en la fase G1, es decir, antes de la formación del cilio, el centríolo madre sirve como componente del centrosoma .

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

Sin embargo, en las células multiciliadas, en muchos casos los cuerpos basales no están hechos 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 los 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 centriolos, 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 sensibilidad. [7]

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

La regulación de la producción del cuerpo basal y la orientación espacial es una función del dominio de unión de nucleótidos de la γ-tubulina . [16]

Las plantas carecen de centriolos y sólo las plantas inferiores (como los 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. ^ Bloodgood, RA (2009). "De lo central a lo rudimentario y a lo primario: la historia de un orgánulo poco apreciado cuyo momento ha llegado. El cilio primario". Cilia primaria . Métodos en biología celular. Vol. 94. págs. 3–52. doi :10.1016/S0091-679X(08)94001-2. ISBN 9780123750242. Número de identificación personal  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. ^ Benjamin Lewin (2007). Células. Jones & Bartlett Learning. pág. 359. ISBN 978-0-7637-3905-8. Recuperado el 28 de julio de 2019 .
  5. ^ Kim, S.; Dynlacht, BD (2013). "Ensamblaje de un cilio primario". Current Opinion in Cell Biology . 25 (4): 506–511. doi :10.1016/j.ceb.2013.04.011. PMC 3729615 . PMID  23747070. 
  6. ^ Klos Dehring, DA; Vladar, EK; Werner, ME; Mitchell, JW; Hwang, P.; Mitchell, BJ (2013). "Biogénesis de centriolos mediada por deuterosomas". Developmental Cell . 27 (1): 103–112. doi :10.1016/j.devcel.2013.08.021. PMC 3816757 . PMID  24075808. 
  7. ^ Pearson, CG; Giddings Jr, TH; Winey, M. (2009). "Los componentes del cuerpo basal exhiben 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; Hill, J.; Hoskins, BE; Leitch, CC; Kim, JC; Ross, AJ; Eichers, ER; Teslovich, TM; Mah, AK; Johnsen, RC; Cavender, JC; Lewis, RA; Leroux, MR; Beales, PL; Katsanis, N. (2003). "La disfunción del cuerpo basal es una causa probable del síndrome pleiotrópico de Bardet-Biedl". Nature . 425 (6958): 628–633. Bibcode :2003Natur.425..628A. doi :10.1038/nature02030. 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 de tipo I es necesaria para la formación de cilios primarios y la especificación del eje izquierda-derecha". Nature Genetics . 38 (1): 112–117. doi :10.1038/ng1684. PMID  16311594. S2CID  2441702.
  10. ^ Romio, L.; Fry, AM; Winyard, PJ; Malcolm, S.; Woolf, AS; Feather, SA (2004). "OFD1 es una proteína del cuerpo basal/centrosomal expresada durante la transición mesenquimal-epitelial en la nefrogénesis humana". Revista de la Sociedad Americana 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 causa degeneración de la retina en un modelo transgénico". Oftalmología y ciencia visual investigativas . 41 (11): 3268–3277. PMID  11006213.
  13. ^ Shu, X.; Fry, AM; Tulloch, B.; Manson, FD; Crabb, JW; Khanna, H.; Faragher, AJ; Lennon, A.; He, S.; Trojan, P.; Giessl, A.; Wolfrum, U.; Vervoort, R.; Swaroop, A.; Wright, AF (2005). "La isoforma ORF15 de RPGR se co-localiza con RPGRIP1 en centriolos 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, ME; Schafer, 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". Journal of Cell Science . 118 (Pt 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". The Journal of Cell Biology . 171 (6): 1035–1044. doi :10.1083/jcb.200508184. PMC 2171320 . PMID  16344310. 
  17. ^ Philip E. Pack, Ph.D., Cliff's Notes: Biología AP, cuarta edición.

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