Melanosoma

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.

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Video timelapse de 7x de velocidad de melanóforos de peces que responden a 200 uM de adrenalina; los melanosomas se retiran al centro de las células de melanóforo en forma de estrella
Los melanóforos de peces y ranas son células que pueden cambiar de color al dispersar o agregar melanosomas que contienen pigmentos.

Los melanosomas se sintetizan en la piel en las células de los melanocitos , así como en el ojo en los melanocitos coroideos y las células del epitelio pigmentario de la retina (RPE). 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 unidas por una membrana bilípida y, en general, tienen forma redondeada, de salchicha o de cigarro. La forma es constante para una especie y un tipo de célula determinados. Tienen una ultraestructura característica en microscopía electrónica , que varía según la madurez del melanosoma, y ​​con fines de investigación a veces 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 el microscopio óptico , se lo conoce como premelanosoma.

La disfunción o ausencia de las enzimas sintetizadoras de melanina (en condiciones como el síndrome de Chédiak-Higashi ) conduce a varios 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 transportan los melanosomas lejos del centro de la célula, aumentando así la efectividad 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 llevará las vesículas que contienen la melanina al centro de la célula, lo que hace que los melanosomas secuestran 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 requerida ]

En muchas especies de peces , anfibios , crustáceos y reptiles , los melanosomas pueden tener una gran movilidad dentro de la célula en respuesta al control hormonal (oa veces neural), lo que conduce a cambios visibles de color que se utilizan para la señalización del comportamiento o la fotoprotección .

Los melanosomas que se encuentran en ciertas especies de peces contienen pigmentos que controlan el color de las escamas de los peces . Los motores moleculares , cuando se les indique, transportarán melanosomas que contienen pigmentos a 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 a los extremos . Debido a que los extremos positivos de los microtúbulos están orientados hacia la periferia, la kinesina 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 es como funciona un sistema fotoprotector para los peces a nivel molecular. [3]

Recientemente, también se encontraron melanosomas en arañas. [4]

Los hermosos y rápidos cambios de color que se ven 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 de carbono conservados que antes 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 suaves 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 pieles e incluso órganos internos", dijo Derek Briggs, del equipo de estudio de la Universidad de Yale . [7] [8]

Los melanosomas se utilizaron para descubrir los verdaderos colores del fósil Anchiornis huxleyi por 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 . [9] [10]

Se cree que los melanosomas moldean la polimerización de la melanina por medio de la amiloidogénesis de la proteína Pmel17 , que está presente en abundantes cantidades en los melanosomas. [11]

  1. ↑ a b Wasmeier C, Hume AN, Bolasco G, Seabra MC (2008). "Melanosomes de un vistazo" . J Cell Sci . 121 (pt24): 3995–3999. doi : 10.1242 / jcs.040667 . PMID  19056669 .
  2. ^ Raposo G, Marks MS (2007). "Melanosomas - orgánulos oscuros iluminan el transporte de la membrana endosomal" . Nat Rev Mol Cell Biol . 8 (10): 786–797. doi : 10.1038 / nrm2258 . PMC  2786984 . PMID  17878918 .
  3. ^ Aspengren, S .; Sköld, HN; Wallin, M. (30 de diciembre de 2008). "Diferentes estrategias para el cambio de color". Ciencias de la vida celular y molecular . 66 (2): 187-191. doi : 10.1007 / s00018-008-8541-0 . PMID  19112553 .
  4. ^ Hsiung, Bor-Kai; Justyn, Nicholas; Blackledge, Todd; Shawkey, Matthew (31 de mayo de 2017). "Las arañas tienen una rica paleta de colores pigmentarios y estructurales" . Revista de Biología Experimental . 220 (11): 1975–1983. doi : 10.1242 / jeb.156083 . PMID  28566355 .
  5. ^ Messenger, JB (noviembre de 2001). "Cromatóforos de cefalópodos: neurobiología e historia natural". Reseñas biológicas de la Sociedad Filosófica de Cambridge . 76 (4): 473–528. doi : 10.1017 / S1464793101005772 . PMID  11762491 .
  6. ^ Wood, James; Jackson, Kelsie (2004). "Cómo cambian de color los cefalópodos" (PDF) . La página del cefalópodo . Consultado el 23 de agosto de 2016 .
  7. ^ Andrea Thompson (8 de julio de 2008). "Los fósiles de plumas podrían producir colores de dinosaurio" . LiveScience . Consultado el 29 de agosto de 2009 .
  8. ^ "Las plumas de pájaro antiguo tenían un resplandor iridiscente" . Fox News . 2009-08-26 . Consultado el 28 de agosto de 2009 .
  9. ^ Li Q, Gao KQ, Vinther J, Shawkey MD, Clarke JA, D'Alba L, Meng Q, Briggs DE, Prum RO (marzo de 2010). "Patrones de color del plumaje de un dinosaurio extinto" (PDF) . Ciencia . 327 (5971): 1369-1372. doi : 10.1126 / science.1186290 . PMID  20133521 .
  10. ^ Jesús Díaz. "Los colores reales de un dinosaurio revelados por primera vez" . Gizmodo . Gawker Media . Consultado el 8 de enero de 2015 ..
  11. ^ Fowler, Douglas M; Koulov, Atanas V; et al. (29 de noviembre de 2005). "Formación funcional de amiloide en tejido de mamíferos" . PLoS Biology . 4 (1): e6. doi : 10.1371 / journal.pbio.0040006 . PMC  1288039 . PMID  16300414 .

  • Imagen de histología: 08103loa  - Sistema de aprendizaje de histología de la Universidad de Boston - "Integumento: piel pigmentada"