Cilio para niños
Los cilios son unas partes muy pequeñas de las células, como si fueran pelitos o pestañas cortas. Están cubiertos por la membrana de la célula y tienen una estructura interna muy organizada, hecha de más de 250 tipos diferentes de proteínas.
Estas proteínas que ayudan a los cilios a funcionar se llaman a veces "cilioma" y se calcula que hay unas 680. La parte principal de los cilios está formada por unos tubitos llamados microtúbulos, que forman una estructura central conocida como axonema.
Existen dos tipos principales de cilios:
- Los cilios móviles: Son muchos en algunas células, como las que recubren nuestras vías respiratorias. Su movimiento ayuda a limpiar el aire que respiramos.
- Los cilios primarios: Son inmóviles y cada célula suele tener solo uno. Funcionan como sensores, detectando cambios en el ambiente o en otras sustancias. Se encuentran en casi todas las células de los vertebrados, como las de los huesos (osteocitos), las del páncreas (células beta), las de los riñones y las neuronas.
Cuando hay cambios o problemas en los genes de las proteínas de los cilios, pueden aparecer enfermedades llamadas "ciliopatías".
Contenido
Historia de los Cilios
- Las primeras personas en ver estas estructuras tan pequeñas fueron científicos como Anton van Leeuwenhoek en 1697, quien las describió como "diminutas estructuras".
- En 1786, Otto Friedrich Müller usó por primera vez la palabra cilio para describir esos "pies increíblemente finos" que Leeuwenhoek había visto en pequeños animales.
- En 1835, otros científicos como Oken y William Sharpey observaron cilios en animales más grandes, como una almeja. Ese mismo año, Jan Evangelista Purkyně y Gustav Valentin estudiaron los cilios en las vías respiratorias de reptiles, aves y mamíferos.
- Más tarde, en 1898, Henneguy y Lenhossék descubrieron que los centriolos (otras partes de la célula) y las bases de los cilios son estructuras muy parecidas.
- En 1954, Fawcet y Porter describieron la estructura principal del axonema de los cilios, que tiene un patrón de 9+2 microtúbulos.
- En 1985, la investigadora Lynn Margulis propuso el nombre "undulipodio" para referirse tanto a los cilios como a los flagelos, que son estructuras similares pero más largas.
¿Cómo son los Cilios?
Casi todas las células de los eucariotas (organismos con células complejas, como animales y plantas) tienen cilios. Son estructuras que sobresalen de la superficie de la célula.
Los cilios móviles son muchos en células de lugares como el aparato respiratorio, el aparato reproductor o el cerebro. Los cilios primarios, en cambio, son únicos en cada célula y no se mueven. Se encuentran en la mayoría de los tipos de células, como las del páncreas, los huesos, los riñones y las neuronas.
Tamaño y Forma
Con un microscopio normal, los cilios se ven como "pelitos cortos" o "cepillos" que salen de la célula. Miden entre 2 y 10 micrómetros de largo y unos 0,25 micrómetros de ancho. Son como pequeños cilindros con la punta redondeada.
Estructura Interna
Gracias a microscopios más potentes, se ha podido ver la estructura detallada de los cilios. Su parte central, el axonema, puede tener diferentes formas:
- 9+2: Nueve pares de microtúbulos alrededor de dos microtúbulos centrales. Son los cilios móviles más comunes.
- 9+0: Nueve pares de microtúbulos, pero sin los dos centrales. Son los cilios primarios, que no se mueven y funcionan como sensores.
Los cilios están en muchos lugares y cumplen funciones muy variadas. Los cilios móviles ayudan a que los organismos unicelulares se muevan, a limpiar las vías respiratorias y a mover los gametos (células reproductoras). También ayudan a regular líquidos en el cuerpo y a filtrar partículas. Los cilios sensoriales ayudan a reconocer a otros organismos, a sentir el ambiente y a detectar sustancias químicas.
¿Cómo se estudian los Cilios?
Para estudiar los cilios, los científicos usan diferentes métodos:
- Pruebas clínicas: Hay pruebas sencillas, como el "test de la sacarina", que miden cuánto tiempo tarda el moco en moverse en la nariz, lo que indica cómo funcionan los cilios.
- Organismos modelo: Se usan organismos como algas (Chlamydomonas), paramecios (Paramecium) o gusanos (Caenorhabditis elegans) porque son fáciles de estudiar y sus cilios son similares a los nuestros.
- Cultivos de células: Los científicos pueden cultivar células con cilios en el laboratorio para investigar cómo funcionan y cómo se desarrollan.
- Microscopios: Se usan microscopios especiales para ver los cilios en detalle y observar su movimiento, que puede ser muy rápido (hasta 100 veces por segundo).
- Inmunofluorescencia: Esta técnica usa sustancias que brillan para marcar proteínas específicas en los cilios y ver dónde se encuentran.
- Tomografía crioelectrónica: Es una técnica muy avanzada que congela las muestras a temperaturas muy bajas y toma muchas fotos desde diferentes ángulos para crear una imagen 3D de los cilios con mucho detalle.
Partes de un Cilio
Los cilios son como pequeños dedos que salen de la célula. Están rodeados por la membrana plasmática y su estructura principal es el axonema, que se conecta a una base llamada cuerpo basal dentro de la célula.
Un cilio tiene cuatro partes principales:
- El cuerpo basal (la base).
- La zona de transición.
- El axonema (la parte central).
- La membrana ciliar (la capa exterior).
Membrana Ciliar
La membrana del cilio es una continuación de la membrana de la célula. Tiene diferentes partes con proteínas y lípidos especiales que se adaptan al ambiente. En esta membrana hay proteínas que detectan señales del exterior, como la presencia de ciertas sustancias o cambios en el ambiente.
Una parte importante es el "collar ciliar", que ayuda a anclar el cilio a la célula y a controlar qué proteínas entran o salen del cilio.
Axonema
El axonema es la parte central del cilio y está hecho de microtúbulos. Como ya vimos, su estructura puede ser 9+2 (para cilios móviles) o 9+0 (para cilios sensoriales o primarios).
Cilio Primario
Los cilios primarios son únicos en cada célula y no se mueven. Su estructura 9+0 es clave para su función sensorial. No tienen algunas proteínas que sí tienen los cilios móviles.
Están presentes en casi todos los tipos de células de los vertebrados, como las células de la piel, las hormonas, los músculos y las neuronas. El cilio primario es como una antena que detecta señales del exterior y ayuda a las células a comunicarse entre sí.
Movimiento de los Cilios
Los cilios móviles se mueven de forma rítmica y coordinada, como si fueran los brazos de un nadador o un campo de trigo movido por el viento. Necesitan energía (ATP) para seguir batiendo. Este movimiento puede hacer que una célula se desplace o que el líquido alrededor de la célula se mueva. Por ejemplo, en nuestras vías respiratorias, los cilios empujan el moco para expulsar partículas y microorganismos.
Coordinación del Movimiento
Los cilios se coordinan entre sí, a veces por el propio movimiento del agua que empujan, o por señales dentro de la célula. Esto crea un movimiento en cadena, como una ola, llamado metacronismo.
En organismos unicelulares como los protozoos, el control del movimiento de los cilios es muy importante para cazar y alimentarse. Este control se logra mediante señales eléctricas en la membrana de la célula.
Formación de los Cilios
Los cilios se forman a partir de unas estructuras llamadas gránulos fibrosos en el citoplasma de la célula. Estos gránulos se unen para formar otras estructuras que luego dan origen a los centriolos, que son la base de los cilios.
Transporte dentro del Cilio
Dentro del cilio no se fabrican proteínas. Por eso, existe un sistema especial llamado transporte intraflagelar (IFT) que lleva los materiales necesarios desde la base del cilio hasta la punta, donde se ensamblan. Este transporte es como un tren que lleva los "ladrillos" para construir y mantener el cilio.
Este proceso es muy importante no solo para el crecimiento del cilio, sino también para la comunicación entre células, el control de la división celular y el desarrollo de los organismos.
Origen de los Cilios
Hay varias ideas sobre cómo surgieron los cilios en la evolución. Algunas teorías sugieren que pudieron haber aparecido a partir de la unión de la célula con bacterias similares a las espiroquetas, o incluso a partir de un virus antiguo. Sin embargo, la mayoría de los científicos creen que los cilios evolucionaron a partir de estructuras internas de la propia célula.
Problemas de Salud Relacionados con los Cilios
Cuando hay cambios en los genes de las proteínas de los cilios, pueden surgir problemas de salud llamados "ciliopatías". Algunos ejemplos son:
- La enfermedad poliquística renal, que afecta a los riñones.
- El síndrome de Kartagener, que afecta las vías respiratorias y otros órganos.
- El síndrome de von Hippel-Lindau.
- El síndrome de Bardet-Biedl.
- También se ha visto que los problemas en los cilios pueden estar relacionados con el desarrollo de ciertos tipos de enfermedades.
La enfermedad poliquística renal es una de las más comunes, afectando a millones de personas en el mundo.
Ver también
Véase también
En inglés: Cilia Facts for Kids
