Es un tipo de célula u organismo que tiene la capacidad de alterar su forma, principalmente extendiendo y retrayendo pseudópodos.
Una ameba, es a menudo llamada ameboide.
Las amebas no forman un solo grupo taxonómico; en cambio, se encuentran en todos los linajes principales de organismos eucarióticos. Las células ameboides se producen no solo entre los protozoos, sino también en los hongos, las algas y los animales.
Los microbiólogos a menudo usan los términos «ameboide» y «ameba» indistintamente para cualquier organismo que muestre movimiento ameboide.
En los sistemas de clasificación más antiguos, la mayoría de las amebas se colocaban en la clase o subfilo Sarcodina, una agrupación de organismos unicelulares que poseen pseudópodos o se mueven por flujo protoplásmico.
Sin embargo, los estudios filogenéticos moleculares han demostrado que Sarcodina no es un grupo monofilético cuyos miembros comparten descendencia común. En consecuencia, los organismos ameboides ya no se clasifican juntos en un grupo.
Los protistas ameboides más conocidos son las «amebas gigantes» Chaos carolinense y Amoeba proteus, que han sido ampliamente cultivadas y estudiadas en aulas y laboratorios.
Otras especies bien conocidas incluyen el llamado «ameba cerebro-comer» Naegleria fowleri, el intestinal parásito Entamoeba histolytica, que causa la disentería amebiana, y la pluricelular «ameba social» o moho del lodo Dictyostelium discoideum.
Forma y nutrición
La apariencia y la estructura interna de los pseudópodos se usan para distinguir grupos de amebas entre sí.
Las especies de amebozoos, tales como las del género Amoeba, típicamente tienen seudópodos bulbosos (lobulares), redondeados en los extremos y aproximadamente tubulares en sección transversal.
Los amoeboids cercozoan, como Euglypha y Gromia, tienen seudópodos delgados, rosados (filose). Los foraminíferos emiten pseudópodos finos y ramificados que se fusionan entre sí para formar estructuras similares a la red (reticulosa).
Algunos grupos, como Radiolaria y Heliozoa, tienen axopodia rígida, parecida a una aguja, radiante (actinopoda) sostenida desde dentro por haces de microtúbulos.
Las amebas de vida libre pueden ser «testadas» (encerradas dentro de una cáscara dura), o «desnudas» (por ejemplo, gymnamoebae, sin cobertura dura).
Las conchas de las amibas testadas pueden estar compuestas de diversas sustancias, que incluyen calcio, sílice, quitina o aglutinaciones de materiales encontrados, como pequeños granos de arena y las frústicas de diatomeas.
Para regular la presión osmótica, la mayoría de las amebas de agua dulce tienen una vacuola contráctil que expele el exceso de agua de la célula.
Este orgánulo es necesario porque el agua dulce tiene una menor concentración de solutos (como la sal) que los propios fluidos internos de la ameba (citosol).
Debido a que el agua circundante es hipotónica con respecto al contenido de la célula, el agua se transfiere a través de la membrana celular de la ameba por ósmosis.
Sin una vacuola contráctil, la célula se llenaría de agua en exceso y, finalmente, estallaría.
Las amebas marinas generalmente no poseen una vacuola contráctil porque la concentración de solutos dentro de la célula está en equilibrio con la tonicidad del agua circundante.
Las fuentes de alimento de las amebas varían. Algunas amebas son depredadoras y viven al consumir bacterias y otros protistas. Algunos son detritívoros y comen material orgánico muerto.
Las amebas típicamente ingieren sus alimentos por fagocitosis, extendiendo seudópodos para rodear y engullir presas vivas o partículas de material secuestrado.
Las células ameboides no tienen boca o citostoma, y no existe un lugar fijo en la célula en el que normalmente se produce la fagocitosis.
Algunas amebas también se alimentan de pinocitosis, empapando nutrientes disueltos a través de vesículas formadas dentro de la membrana celular.
Movimiento ameboide
El movimiento amoeboide es el modo más común de locomoción en células eucarióticas. Es un tipo de movimiento que se arrastra mediante la protrusión del citoplasma de la célula que implica la formación de pseudópodos («pies falsos») y uropodos posteriores.
Se pueden producir uno o más pseudópodos a la vez dependiendo del organismo, pero todos los movimientos de los ameboides se caracterizan por el movimiento de organismos con una forma amorfa que no poseen estructuras de movilidad establecidas.
El movimiento se produce cuando el citoplasma se desliza y forma un pseudopodium en el frente para impulsar la célula hacia adelante.
Este tipo de movimiento se ha relacionado con cambios en el potencial de acción, aunque el mecanismo exacto aún se desconoce.
Algunos ejemplos de organismos que exhiben este tipo de locomoción son los ameboides, mohos de limo y algunos protozoos como Naegleria gruberi, así como algunas células en humanos como los leucocitos.
Los sarcomas, o cánceres que surgen de las células del tejido conectivo, son particularmente expertos en el movimiento ameboide, lo que conduce a su alta tasa de metástasis.
Si bien se han propuesto varias hipótesis para explicar el mecanismo del movimiento de ameboides, el mecanismo exacto aún se desconoce.
Rango de tamaño
El tamaño de las células y especies ameboides es extremadamente variable.
El ameboide marino Massisteria voersi tiene solo 2.3 a 3 micras de diámetro, dentro del rango de tamaño de muchas bacterias.
En el otro extremo, las conchas de xenophyophores de aguas profundas pueden alcanzar 20 cm de diámetro.
La mayoría de las amebas de agua dulce de vida libre comúnmente encontradas en el agua del estanque, zanjas y lagos son microscópicas, pero algunas especies, como las llamadas «amebas gigantes» Pelomyxa palustris y Chaos carolinense, pueden ser lo suficientemente grandes como para verse a simple vista.
Amebas como células especializadas y etapas del ciclo de vida
Algunos organismos multicelulares tienen células ameboides solo en ciertas fases de la vida, o usan movimientos ameboides para funciones especializadas.
En el sistema inmune de humanos y otros animales, los glóbulos blancos ameboides persiguen organismos invasores, como bacterias y protistas patógenos, y los engloban por fagocitosis.
Las etapas amoeboides también se producen en los protistas multicelulares similares a hongos, los llamados mohos de limo.
Tanto los moldes de baba plasmodial, actualmente clasificados en la clase Myxogastria, como los mohos de baba celular de los grupos Acrasida y Dictyosteliida, viven como amebas durante su etapa de alimentación.
Las células ameboides del primero se combinan para formar un organismo multinucleado gigante, mientras que las células de este último viven por separado hasta que se acaban los alimentos, en ese momento las amebas se agregan para formar una «babosa» migratoria multicelular que funciona como un solo organismo.
Otros organismos también pueden presentar células ameboides durante ciertas etapas del ciclo de vida, por ejemplo:
Los gametos de algunas algas verdes (Zygnematophyceae) y diatomeas de Pennate, las esporas (o fases de dispersión) de algunos Mesomycetozoea, y la etapa de esporoplasma de Myxozoa y de Ascetosporea.
Historia temprana y orígenes de la Sarcodina
El registro más antiguo de un organismo ameboide fue producido en 1755 por August Johann Rösel von Rosenhof, que llamó a su descubrimiento «Der Kleine Proteus» («el pequeño Proteus»).
Las ilustraciones de Rösel muestran una ameba de agua dulce no identificable, similar en apariencia a la especie común ahora conocida como Amoeba proteus.
El término «Proteus animalcule» se mantuvo en uso a lo largo de los siglos 18 y 19, como un nombre informal para cualquier ameboide grande, de vida libre.
En 1822, el género Amiba (del griego ἀμοιβή amoibe, que significa «cambio») fue erigido por el naturalista francés Bory de Saint-Vincent. El contemporáneo de Bory, C. G. Ehrenberg, adoptó el género en su propia clasificación de criaturas microscópicas, pero cambió la ortografía a Ameba.
En 1841, Félix Dujardin acuñó el término «sarcode» (del griego σάρξ sarx, «carne» y εἶδος eidos, «forma») para la «sustancia espesa, glutinosa y homogénea» que llena los cuerpos de las células protozoarias.
Aunque originalmente el término se refería al protoplasma de cualquier protozoo, pronto llegó a usarse en un sentido restringido para designar los contenidos gelatinosos de las células ameboides.
Treinta años después, el zoólogo austríaco Ludwig Karl Schmarda utilizó el «sarcódigo» como base conceptual para su división Sarcodea, un grupo de nivel de phyl compuesto de organismos «inestables, cambiantes» con cuerpos en gran parte compuestos de ‘sarcode’.
Más tarde los trabajadores, incluido el influyente taxonomista Otto Bütschli, enmendaron este grupo para crear la clase Sarcodina, un taxón que permaneció en gran uso durante la mayor parte del siglo XX.
Dentro de la Sarcodina tradicional, las amebas generalmente se dividían en categorías morfológicas, sobre la base de la forma y estructura de sus seudópodos.
Las amebas con pseudópodos soportados por arreglos regulares de microtúbulos (como Heliozoa de agua dulce y Radiolaria marina) se clasificaron como Actinopods; mientras que aquellos con seudópodos no soportados se clasificaron como Rhizopods.
Los Rhizopods se subdividieron en lobose, filose y amebas reticulose, de acuerdo con la morfología de sus pseudópodos.
Desmantelamiento de la Sarcodina
En la última década del siglo XX, una serie de análisis filogenéticos moleculares confirmaron que Sarcodina no era un grupo monofilético.
En vista de estos hallazgos, el viejo esquema fue abandonado y las amebas de Sarcodina se dispersaron entre muchos otros grupos taxonómicos de alto nivel.
Hoy en día, la mayoría de las sarcodinas tradicionales se colocan en dos supergrupos de eucariotas: Amoebozoa y Rhizaria.
El resto se ha distribuido entre las excavaciones, opisthokonts y stramenopiles. Algunos, como el Centrohelida, aún no se han colocado en ningún supergrupo.
Interacciones patogénicas con otros organismos
Algunas amebas pueden infectar a otros organismos de forma patogénica, causando enfermedades:
Entamoeba histolytica es la causa de la amebiasis o disentería amibiana. Naegleria fowleri (la «ameba que se come el cerebro») es una especie nativa de agua dulce que puede ser mortal para los humanos si se introduce por la nariz.
La Acanthamoeba puede causar queratitis amebiana y encefalitis en humanos. La Balamuthia mandrillaris es la causa de meningoencefalitis amebiana granulomatosa (a menudo mortal)
Se ha encontrado que la ameba cosecha y hace crecer las bacterias implicadas en la peste.
Mitosis
La evidencia reciente indica que varios linajes Amoebozoa sufren meiosis.
Los ortólogos de genes empleados en la meiosis de eucariotas sexuales se han identificado recientemente en el genoma de Acanthamoeba. Estos genes incluyen: Spo11, Mre11, Rad50, Rad51, Rad52, Mnd1, Dmc1, Msh y Mlh.
Este hallazgo sugiere que la » Acanthamoeba » es capaz de alguna forma de meiosis y puede ser capaz de someterse a la reproducción sexual.
La recombinasa específica de meiosis, Dmc1, es necesaria para la recombinación homóloga meiótica eficiente, y Dmc1 se expresa en Entamoeba histolytica.
La Dmc1 purificada de E. histolytica forma filamentos presinápticos y cataliza el emparejamiento de ADN homólogo de trifosfato de adenosina y el intercambio de cadena de ADN en al menos varios miles de pares de bases.
El emparejamiento de ADN y las reacciones de intercambio de cadena se potencian por el factor accesorio de recombinación específico de meiosis eucariota (heterodímero) Hop2-Mnd1.
Estos procesos son fundamentales para la recombinación meiótica, lo que sugiere que E. histolytica experimenta meiosis.
Los estudios de Entamoeba invadens descubrieron que, durante la conversión del trofozoíto uninucleado tetraploide al quiste tetranucleado, se potencia la recombinación homóloga.
La expresión de genes con funciones relacionadas con los pasos principales de la recombinación meiótica también aumenta durante las encystations. Estos hallazgos en E. invadens, combinados con la evidencia de estudios de E. histolytica indican la presencia de meiosis en Entamoeba.
Dictyostelium discoideum en el supergrupo Amoebozoa puede sufrir reproducción sexual y reproducción, incluida la meiosis cuando la comida es escasa.
Dado que los Amoebozoa divergieron temprano del árbol genealógico eucariótico, estos resultados sugieren que la meiosis estuvo presente al inicio de la evolución eucariótica.
Además, estos hallazgos son consistentes con la propuesta de Lahr et al. que la mayoría de los linajes ameboides son antiguamente sexuales.
En la cultura popular
La tripulación del Enterprise se enfrentó a una ameba gigante en el episodio de 1968 de Star Trek, «The Immunity Syndrome».
«A Very Cellular Song», una canción de la banda de folk psicodélico británico Incredible String Band de 1968, The Hangman’s Beautiful Daughter, se cuenta parcialmente desde el punto de vista de una ameba.
«Amoeba», una canción del álbum debut de 1981 The Adolescents, de la banda estadounidense de punk The Adolescents.
Mecanismo molecular del movimiento celular
Teoría Sol-gel
El protoplasma de una ameba está formado por una capa externa denominada ectoplasma que rodea una porción interna llamada endoplasma.
El ectoplasma consiste en un gelatinoso semisólido llamado gel de plasma mientras que el endoplasma está compuesto de un fluido menos viscoso llamado sol de plasma.
El ectoplasma debe su estado altamente viscoso, en parte, al complejo de actomiosina reticulante que contiene.
Se cree que la locomoción de una ameba ocurre debido a la conversión de sol-gel del protoplasma dentro de su célula. La conversión de Sol-gel describe los eventos de contracción y relajación que son impuestos por la presión osmótica y otras cargas iónicas.
Por ejemplo, cuando una ameba se mueve, extiende un pseudopodium gelatinoso, citosólico, que luego da como resultado que el citosol más fluido (sol de plasma) fluya después de la porción gelatinosa (gel de plasma) donde se congela al final del pseudopodium.
Esto resulta en la extensión de este apéndice. En el extremo opuesto (posterior) de la célula, el gel de plasma se convierte luego en sol de plasma y se transmite por flujo de aire hacia el pseudopodium en avance.
Siempre que la célula tenga una manera de lidiar con el substrato, la repetición de este proceso guía a la célula hacia adelante. Dentro de la ameba, hay proteínas que se pueden activar para convertir el gel en un estado de sol más líquido.
El citoplasma consiste principalmente en actina y la actina está regulada por proteínas de unión a actina.
Las proteínas de unión a actina están a su vez reguladas por iones de calcio; por lo tanto, los iones de calcio son muy importantes en el proceso de conversión de sol-gel.
Modalidades del movimiento ameboide
Motilidad impulsada por actina
Con base en algunos modelos matemáticos, estudios recientes hipotetizan un nuevo modelo biológico para los mecanismos biomecánicos y moleculares colectivos del movimiento celular.
Se propone que los microdominios tejen la textura del citoesqueleto y sus interacciones marcan la ubicación para la formación de nuevos sitios de adhesión.
De acuerdo con este modelo, la dinámica de señalización de microdominios organiza el citoesqueleto y su interacción con el substrato.
A medida que los microdominios activan y mantienen la polimerización activa de los filamentos de actina, su propagación y movimiento en zigzag en la membrana generan una red altamente interconectada de filamentos lineales o curvos orientados a un amplio espectro de ángulos con respecto al límite de la célula.
También se ha propuesto que la interacción de microdominios marca la formación de nuevos sitios de adhesión focal en la periferia celular.
La interacción de la miosina con la red de actina genera la retracción/ondulación de la membrana, el flujo retrógrado y las fuerzas contráctiles para el movimiento hacia adelante.
Finalmente, la aplicación continua de estrés en los antiguos sitios de adhesión focal podría dar como resultado la activación de calpaína inducida por calcio y, en consecuencia, el desprendimiento de adhesiones focales que completa el ciclo.
Además de la polimerización de actina, los microtúbulos también pueden jugar un papel importante en la migración celular donde está implicada la formación de lamellipodia.
Un experimento demostró que aunque no se requieren microtúbulos para la polimerización de actina para crear extensiones lamellipodiales, se necesitan para permitir el movimiento celular.
Motilidad impulsada por ampollas
Otro mecanismo propuesto de este tipo, el mecanismo de locomoción de ameboides impulsado por ampollas, sugiere que la corteza de la actomiosina se contrae para aumentar la presión hidrostática dentro de la célula.
La formación de ampollas se produce en las células ameboides cuando hay una protuberancia aproximadamente esférica en la membrana celular caracterizada por la separación de la corteza de la actomiosina.
Este modo de movimiento ameboide requiere que la miosina II desempeñe un papel en la generación de la presión hidrostática que hace que la ampolla se extienda.
Esto es diferente de la locomoción impulsada por actina, donde la protrusión creada es por la polimerización de la actina mientras permanece unida a la corteza de la actomiosina y empuja físicamente contra la barrera de la célula.
Durante el movimiento de ameboides impulsado por ampollas, el estado de sol-gel citoplásmico está regulado.
Blebbing también puede ser un signo de cuando una célula está experimentando apoptosis.
También se ha observado que las ampollas formadas por células móviles experimentan un ciclo de vida aproximadamente uniforme que dura aproximadamente un minuto.
Esto incluye una fase que involucra la expansión hacia afuera inicial donde la membrana se separa del citoesqueleto membranoso.
Esto es seguido por una breve fase estática donde la presión hidrostática que se ha acumulado es suficiente para mantener el tamaño de la ampolla.
A continuación está la última fase caracterizada por la retracción lenta de la ampolla y la reintroducción de la membrana en la infraestructura del citoesqueleto.
Las células pueden experimentar transiciones rápidas entre la formación de ampollas y la motilidad basada en lamellipodium como medio de migración.
Sin embargo, aún se desconoce la velocidad a la que se realizan estas transiciones. Las células tumorales también pueden exhibir transiciones rápidas entre la motilidad ameboide y la motilidad mesenquimal, otra forma de movimiento celular.
Mecanismos de movimiento relacionados
Las células Dictyostelium y los neutrófilos también pueden nadar, usando un mecanismo similar al de gatear.
Otra forma de movimiento unicelular que se muestra en Euglena se conoce como metabolismo.
Características de las células ameboides
La razón por la cual las amebas y las células ameboides son capaces de cambiar de forma tiene que ver con el citoplasma contenido en la célula y las partes del esqueleto celular conocidas como citoesqueleto.
El citoplasma contiene una sustancia conocida como plasmagel que puede cambiar la consistencia y moverse más que el resto del citoplasma. El citoesqueleto contiene partes que pueden contraerse y expandirse.
La contracción y expansión, junto con la consistencia cambiante del plasmagel, cambia la forma de las células.
La capacidad de cambiar de forma es solo una característica exhibida por las células ameboides. Tienen un método de movimiento modificado basado en la capacidad de cambiar de forma.
Las células ameboides usan lo que se llama un pseudópodo para avanzar. Ahora, cada vez que veas ese prefijo pseudo-, sabes que significa falso, similar o similar.
En otras palabras, es casi, pero no exactamente, lo que dice su nombre. En el caso de los pseudópodos, esto significa ‘pie falso’ o ‘como un pie’.
Las células ameboides cambian de forma para sobresalir de una parte de la célula, y casi funciona como un pie. El resto de la celda irá en la dirección de la protrusión. Este tipo de movimiento se conoce como movimiento ameboide.
Las células ameboides también pueden llevar a cabo un proceso conocido como fagocitosis, que literalmente significa comer o ingerir otras células.
Las células ameboides logran fagocitosis mediante el uso de pseudópodos para rodear y engullir otras células. Una vez que las células son engullidas, son digeridas por las células ameboides.
El cambio constante de forma hace que las células ameboides sean asimétricas. Esto significa que no muestran ninguna simetría en absoluto.
Ejemplos de células ameboides
Entonces ahora sabes qué son las células ameboides, pero puedes estar tratando de descubrir qué células están clasificadas como células ameboides. Bueno, hay algunos que trabajan para defender tu cuerpo ahora mismo.
Todos tenemos glóbulos blancos en nuestros cuerpos que son células ameboides. Los macrófagos, los glóbulos blancos que usan la fagocitosis para librar al cuerpo de células extrañas, son células ameboides.
Cambian su forma para engullir bacterias y otros invasores en el cuerpo con el fin de defender el cuerpo contra enfermedades e infecciones.