Extraños

 

Extraños Esqueletos 
En lo profundo de nuestras células, esqueletos flexibles perciben los efectos de la gravedad... y responden de maneras inesperadas.


Junio 19, 2002: La obra "Torre de Agujas" del escultor Kenneth Snelson parece frágil. Varillas entrecruzadas suspendidas por tensos alambres, se alzan peligrosamente hasta una altura de 20 metros. Parecería que la estructura se va aderrumbar o caer de costado. Sin embargo esto no sucede. Cuando sopla el viento, la Torre de Agujas se dobla, pero no se rompe. Cuando alguien le da un empujón, regresa a su sitio. La torre es liviana, resistente y de una sutil hermosura.
Igual que los esqueletos de las células.
Arriba: La Torre de Agujas -- una escultura de 1969 con base en los principios de la tensegridad -- del artistaKenneth Snelson -- vista desde abajo. [más información]
En efecto, las células tienen esqueletos. No están hechos de calcio como los huesos que suenan en Halloween. Los esqueletos celulares -- llamados citoesqueletos por los biólogos -- están constituidos por moléculas de proteínas organizadas en cadena. Los citoesqueletos dan la forma a las células, las ayudan a mover, y mantienen al núcleo en sulugar.
Como la escultura de Snelson, los citoesqueletos poseen tensegridad (palabra derivada de la abreviatura del inglés tensional integrity, o integridad tensional). Equilibran la compresión con tensión, y ceden a fuerzas sin romperse. En la Torre de Agujas, los cables resisten la tensión y las varillas soportan la compresión. En el citoesqueleto, las cadenas de proteínas -- finas, gruesas ohuecas -- cumplen el rol de los cables y las varillas. Todas [las proteínas] conectadas forman una estructura estable, pero flexible.
NASA está interesada en los citoesqueletos porque estos responden a la gravedad. El peso puede originar tanto tensión como compresión. ¿Pero qué es lo que sucede (durante un viaje espacial, por ejemplo) cuando el peso desaparece? ¿Se comportan las células de maneradiferente cuando sus citoesqueletos se relajan?
Don Ingber, biólogo celular de Harvard, es un pionero entre los científicos que han estudiado este tema.
Abajo: Citoesqueletos de células endoteliales humanas brillan en color verde en esta micrografía inmunofluorescente. Los filamentos convergen en una estructura triangular que se asemeja a un domo geodésico -- un ejemplo de tensegridad. [másinformación]

"El citoesqueleto percibe la gravedad -- o cualquier tipo de fuerza -- a través de proteínas especiales llamadas integrinas, las cuales se proyectan a través de la superficie de la membrana celular", explica Ingber. Dentro de la célula, las integrinas están conectadas al citoesqueleto. Por fuera, están unidas a un armazón conocido como matriz extracelular -- una estructura fibrosa ala cual se conectan las células de nuestro cuerpo.
Ingber y sus colegas han demostrando que cuando las integrinas se mueven, el citoesqueleto se endurece. Esto fue logrado mediante el revestimiento de pequeñas cuentas magnéticas, de una tamaño aproximado de 1 a 10 micrones, con  moléculas especiales que se unen a las integrinas. Las pequeñas esferas magnéticas fueron adosadas a las integrinas yluego se aplicó un campo magnético.
"Las cuentas giraron y trataron de alinearse con el campo, de la misma manera que la aguja de un compás lo haría con el campo magnético de la Tierra", explica Ingber. Las cuentas torcieron las integrinas y, como consecuencia, modificaron la estructura del citoesqueleto. A medida que se aplicaba más estrés, el citoesqueleto se volvía más y más duro. ¡De hecho,tan duro que las cuentas no pudieron ser rotadas más que unos pocos grados!
Darle un estirón a las integrinas no sólo provocó el endurecimiento del citoesqueleto, sino que también activo algunos genes. "Activar un gen" significa persuadir a un gen para  producir ARN (Acido Ribonucleico) y proteínas. Esto es importante porque las últimas son las encargadas de llevar a cabo la mayoría de las...