Fragmoplastos: características, funciones, composición, cómo se forman

Los fragmoplastos son estructuras formadas principalmente por un conjunto de microtúbulos o microfibrillas que se disponen en forma de barril dentro de la célula vegetal en división y se forman durante la anafase (tercera fase de la mitosis) tardía o telofase (cuarta y última fase de la mitosis) temprana.

La citocinesis es la etapa final del ciclo celular y consiste en la separación y segmentación del citoplasma. Este proceso tiene lugar durante la última fase de la mitosis y es diferente en plantas, hongos y animales. En plantas por lo general implica la formación de fragmoplastos, la placa celular y la pared celular. El papel de los fragmoplastos es esencial durante la citocinesis en las plantas.

Fragmoplasto. Tomado y editado de
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CONSIDERACIONES PREVIAS
Las plantas, hongos, así como algunas algas, bacterias y arqueas poseen sus células protegidas por una pared celular, la cual es una capa resistente, a veces rígida, que se localiza en el exterior de la membrana plasmática.

Las funciones de la pared celular son proteger el contenido de la célula, darle rigidez, además de actuar como mediadora en todas las relaciones de la célula con el entorno y como compartimiento celular.

La citocinesis es más compleja en células vegetales que en células animales, debido a que estas últimas carecen de una pared celular rígida externa. La presencia de estructuras citoesqueletales como la banda de la preprofase (PPB) y los fragmoplastos pueden ser considerados una prueba de las dificultades que la pared celular impone en el proceso de división celular.

Estas dos estructuras, exclusivas de células vegetales, son necesarias para asegurar un adecuado posicionamiento y montaje de una nueva pared celular para separar dos núcleos hermanos.

Los fragmoplastos guardan sólo pequeñas y lejanas semejanzas estructurales con el cuerpo medio de las células citocinéticas animales.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS FRAGMOPLASTOS
Los fragmoplastos son estructuras exclusivas de las células vegetales de plantas terrestres y de algunos grupos de algas.

Tienen forma cilíndrica, están compuestos de dos discos opuestos de microtúbulos (procedentes del uso mitótico), membranas, vesículas (procedentes del complejo de Golgi) y filamentos de actina.

Por otra parte, cabe destacar que su formación se origina en la zona previamente ocupada por la placa ecuatorial.

FUNCIONES
Los fragmoplastos tienen una importante variedad de funciones pero las más relevantes son:

-Esencialmente, da inicio a la formación de la placa celular.

-Deposita material de la pared que contiene vesículas provenientes del aparato de Golgi, que luego es utilizado para construir una nueva pared transversal cerrada de membrana (placa celular).

-Forma una especie de laminillas medias, que son necesarias para el ensamblaje de la pared celular.

-La comunicación entre el fragmoplasto citoplásmico y los restos corticales de una estructura citoplasmática llamada banda preprofásica de los microtúbulos, es lo que permite el control sobre las divisiones celulares simétricas y asimétricas.

Formación de la pared celular gracias a la actividad del fragmoplasto. Tomado y editado de https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/ampliaciones/2-pared-celular.php

COMPOSICIÓN
El fragmoplasto está compuesto de elementos del retículo endoplásmico, estructuras celulares formadas por polímeros proteicos llamados microtúbulos, microfilamentos de una proteína globular llamada actina y otra multitud de proteínas desconocidas.

La miosina también ha sido hallada en los fragmoplastos y se cree que su función es ayudar en el trasporte de vesículas desde el aparato de Golgi hasta la placa celular.

¿COMÒ SE FORMAN?
Debido a que la célula vegetal presenta una pared celular, la citocinesis vegetal es bastante diferente a la citocinesis de la célula animal. Durante este proceso de división celular, las células vegetales construyen una placa celular en el centro de la célula.

Los fragmoplastos están compuestos principalmente por dos estructuras celulares proteicas. Estos son los procesos de formación:

Los microtúbulos

Durante el proceso de formación de la placa celular, se forma el fragmoplasto. Este se ensambla a partir de los restos del huso mitótico y está conformado por una serie de microtúbulos polares que al parecer surgen de los restos del aparato fusiforme mitótico y se organizan en una matriz antiparalela.

Estos microtúbulos se alinean perpendiculares al plano de división con sus extremos “+” ubicados en o cerca del sitio de la división celular, y sus extremos negativos se enfrentan a los dos núcleos hijos.

Los denominados extremos “+” son los extremos de crecimiento rápido y es el lugar donde los microtúbulos se enlazan. Por consiguiente, es importante destacar que estos extremos “+” están inmerso en un material electrodenso ubicado en la zona central.

En la fase posterior de la anafase, los microtúbulos ligeramente extendidos en la zona intermedia se unen lateralmente en una estructura cilíndrica, el propio fragmoplasto.

Esta estructura posteriormente se acorta en longitud y se expande lateralmente hasta que finalmente alcanza la pared lateral. Durante esta etapa de expansión del fragmoplasto, ocurre un cambio en la organización de los microtúbulos.

Mientras que el cilindro de fragmoplasto inicial tiene su origen en microtúbulos ya preexistentes, en las etapas posteriores del crecimiento centrífugo deben formarse nuevos microtúbulos.

Los microfilamentos de actina

Los microfilamentos de actina también son un componente citoesquelético importante de los fragmoplastos. Su alineación, al igual que la de los microtúbulos, es perpendicular al plano de la placa de la célula, con los extremos “+” dirigidos proximalmente.

A diferencia de los microtúbulos, se organizan en dos conjuntos opuestos que no se superponen ni se unen directamente. Con los extremos positivos proximales, los microfilamentos de actina también están organizados de modo que facilitarían el transporte de vesículas al plano de la placa.

¿Cómo participa en la formación de la pared celular?

El sitio donde ocurrirá la división celular se establece a partir de un reordenamiento de los microtúbulos que forman la banda de la preprofase, el huso mitótico y el fragmoplasto. Cuando se da inicio a la mitosis, los microtúbulos se despolimerizan y se reordenan formando la banda de la preprofase alrededor del núcleo.

Posteriormente las vesículas dirigidas desde la red del trans Golgi (red de estructuras celulares y cisternas del aparato de Golgi) hacia el fragmoplasto se fusionan y dan origen a la placa celular. Luego, la organización bipolar de los microtúbulos permite el transporte direccional de las vesículas hacia el sitio de división celular.

Finalmente, los microtúbulos, filamentos de actina del fragmoplasto y la placa celular se expanden centrífugamente hacia la periferia de la célula a medida que avanza la citocinesis, donde luego la placa celular se une a la pared celular de la célula madre para completar el proceso de citocinesis.

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