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 absorbente de luz más común que se encuentra en el reino animal . Los melanosomas son responsables del color y la fotoprotección en células y tejidos animales.
Los melanosomas se sintetizan en la piel en las células de melanocitos , así como 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 melanóforos o cromatóforos . [1] [2]
Los melanosomas son orgánulos relativamente grandes, que miden hasta 500 nm de diámetro. [1] Están unidos por una membrana bilípida y, en general, tienen forma redondeada, parecida a una salchicha o a un cigarro. La forma es constante para una determinada especie y tipo de célula. Tienen una ultraestructura característica en microscopía electrónica , que varía según la madurez del melanosoma, y para fines de investigación en ocasiones se utiliza un sistema de estadificación numérico.
Los melanosomas dependen para su pigmento de ciertas enzimas, especialmente la tirosinasa , que sintetizan los grandes polímeros de melanina dentro de la célula. Antes de que genere suficiente pigmento para ser visto en microscopía óptica, se le conoce como premelanosoma.
La disfunción o ausencia de las enzimas sintetizadoras de melanina (en afecciones 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 a lo largo como proyecciones temporales conocidas como pseudópodos , que alejan 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 una mayor donación de melanosomas a los queratinocitos adyacentes , que son células típicas de la superficie de la piel. La donación se produce cuando algunos queratinocitos fagocitan el extremo de los pseudópodos de los melanocitos, que contienen muchos melanosomas. La dineína citoplásmica transportará las vesículas que contienen melanina al centro de la célula, lo que hace que los melanosomas secuestren el núcleo de los queratinocitos, 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 necesaria ]
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 neuronal), lo que conduce a cambios visibles de color que se utilizan para señalización conductual o 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 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 cinesina es responsable de dispersar los melanosomas hacia la periferia de la célula y son motores dirigidos a los extremos . Debido a que los extremos positivos de los microtúbulos están orientados hacia la periferia, la cinesina transportará los melanosomas a la periferia. La dispersión de los melanosomas hacia la periferia hace que la célula parezca más oscura; concentrar los melanosomas hacia el centro hará que la célula tenga un color más claro. Así funciona un sistema fotoprotector para los peces a nivel molecular. [3]
Recientemente, también se han encontrado melanosomas en las arañas. [4]
Los hermosos y rápidos cambios de color que se observan en muchos cefalópodos , como pulpos y calamares , se basan en un sistema diferente, el órgano cromatóforo . [5] [6]
Los descubrimientos recientes (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 los períodos Paleógeno tardío y Neógeno (hace 66 a 2 millones de años). Las plumas contienen residuos conservados de carbono que anteriormente se pensaba que eran rastros de bacterias que descomponían los tejidos de las plumas; sin embargo, estos (residuos) son en realidad huellas orgánicas microscópicas de melanosomas fosilizados. Algunas de estas estructuras aún mantienen un color iridiscente típico de los tejidos de plumas y pelaje. Se conjetura que estas estructuras microscópicas podrían estudiarse más a fondo para revelar los colores y texturas originales de los tejidos más blandos de 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]
Los melanosomas fueron utilizados para descubrir los verdaderos colores del fósil Anchiornis huxleyi por un equipo colaborativo que incluía 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 . [9] [10]
También se han encontrado melanosomas en fósiles de Tupandactylus cf. Pteurosaurios 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 la melanina mediante amiloidogénesis de la proteína Pmel17 , que está presente en cantidades abundantes en los melanosomas. [12]