¿Citoesqueleto hecho solo de actina?

1) ¿Pueden las células sobrevivir sin ninguno de los diferentes componentes del citoesqueleto?

Sí, sin duda. Al menos para la actina y los microtúbulos (MT), hay muchos tipos de células eucariotas que pueden sobrevivir sin ellos. Los MT pueden verse interrumpidos por un golpe de frío (consulte, por ejemplo, aquí https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16505977 ). Qué tan bien sobrevive la célula depende del tipo de célula, pero la capacidad de sobrevivir sin MT puede variar de minutos a horas, que yo sepa. Una vez que la temperatura vuelve a la normalidad, los MT simplemente vuelven a crecer. Por supuesto, las células no se comportarán normalmente mientras tanto, porque muchos procesos dependen de los MT. La actina se puede alterar con varios fármacos o construcciones genéticas, o se puede cortar con láseres de femtosegundos (consulte, por ejemplo, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28324605). Nuevamente, muchos procesos se interrumpen, particularmente la motilidad celular, pero la mayoría de las células pueden sobrevivir sin actina por un tiempo.

No sé si existen células eucariotas que no tengan filamentos intermedios o que puedan sobrevivir al menos durante algún tiempo sin ellos.

2) ¿Podría una célula funcionar normalmente sin un tipo de componente del citoesqueleto?

Primero, que yo sepa, no hay célula eucariota sin MT o actina. Comúnmente usamos promotores de actina y tubulina para transgenes y asumimos que todas las células los expresarán. Así que estoy tomando esta pregunta hipotéticamente.

Como con cualquier pregunta hipotética, la respuesta depende únicamente de las restricciones que defina. ¿Puede la célula poseer nuevas proteínas arbitrarias que actualmente no existen? Entonces sí, definitivamente podría obtener células eucariotas con solo MT o solo actina o solo filamentos intermedios. Solo tienes que doblar todas las otras cosas que hace la célula para encajar con ese tipo de filamento, y luego disfrutar discutiendo si sigue siendo una célula eucariota o no.

Pero creo que a la actina le resultaría más fácil hacerse cargo de los trabajos de los otros filamentos en comparación con lo contrario.

Los MT son grandes y rígidos. No pueden operar en escalas por debajo de 25 nm como la actina, y los dímeros de tubulina individuales no pueden hacer nada útil hasta que se haya formado un tubo de una longitud mínima a partir de muchos dímeros. Los monómeros de filamento intermedio son bastante delgados, pero muy largos. Los monómeros de actina son pequeños y globulares, y un filamento de actina supercorto hecho de un puñado de monómeros ya puede funcionar como un filamento, ramificarse, formar redes, tirar de cosas, etc. La endocitosis mediada por actina depende fundamentalmente de esto ( https://www .ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25675087por ejemplo). Sería difícil encontrar soluciones alternativas para estas funciones de actina a pequeña escala si los MT o los IF lo reemplazaran. Por otro lado, los filamentos de actina se pueden convertir muy fácilmente en bastoncillos grandes, gruesos y rígidos como los microtúbulos. Muchos tipos de células hacen esto constantemente cuando forman filopodios. Las mallas de actina también pueden proporcionar un soporte mecánico similar (tanto estable como flexible) a las mallas IF. Con cambios menores en la regulación de dónde, cuándo y cómo organizar los filamentos, la actina probablemente podría hacerse cargo de las funciones de los otros citoesqueletos. Sin embargo, probablemente requeriría un sistema regulador bastante sofisticado para realizar todas las funciones diferentes al mismo tiempo en una célula.

Creo que el esperma solo tiene microtúbulos (axonema) como parte del citoesqueleto. Los diferentes tipos de citoesqueletos evolucionaron para realizar las diferentes funciones, por lo que generalmente no intercambiarán su función, sino que evolucionarán precisamente para llevar a cabo sus funciones individuales.

(Del libro de texto Biología Molecular de la Célula. 4ta edición https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26914/ ) En la sección de la cola del esperma, que es un flagelo largo. El núcleo del flagelo está compuesto de una estructura llamada axonema. El axonema consta de dos microtúbulos singulete centrales rodeados por nueve dobletes de microtúbulos espaciados uniformemente. Estas fibras densas son rígidas y no contráctiles, y no se sabe qué papel tienen en la flexión activa del flagelo, que es causada por el deslizamiento de los dobletes de microtúbulos adyacentes entre sí. El movimiento flagelar es impulsado por proteínas motoras de dineína, que utilizan la energía de la hidrólisis de ATP para deslizar los microtúbulos.

Pero me gustaría corregir mi respuesta, ya que el esperma también contiene actina para la capacitación y la reacción acrosomal. Entonces, creo que el esperma es una célula eucariota donde solo se pueden ver 2 tipos de citoesqueleto. Aquí está el enlace para el artículo https:// www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15749953