Flagelo

Qué es el flagelo

En biología celular, un flagelo (del latín flagellum, diminutivo de flagrum, "látigo") es una prolongación filamentosa que emerge de la superficie de una célula y le confiere capacidad de desplazamiento activo. La palabra aparece en español desde 1344 con el sentido general de azote o calamidad, pero su acepción biológica se documenta solo a partir de 1852, cuando se adoptó en inglés para designar los apéndices locomotores de los microorganismos. La imagen del látigo no es decorativa: describe con bastante fidelidad la morfología alargada y el movimiento ondulante o rotatorio que estas estructuras producen.

Conviene distinguir desde el principio dos realidades muy distintas que comparten nombre. Los flagelos de las bacterias y los de las células eucariotas no guardan parentesco evolutivo ni se parecen en su arquitectura interna, aunque ambos cumplan la misma función: mover la célula. Se trata de un caso de convergencia funcional, no de homología.

El flagelo bacteriano: un motor molecular

En las bacterias, el flagelo es una estructura extracelular compuesta por tres elementos: un filamento helicoidal, un codo (o gancho) y un cuerpo basal anclado en la envuelta celular. El filamento, hueco y de unos 20 nm de diámetro, está formado por miles de subunidades de una proteína llamada flagelina. No ondula ni se contrae: gira sobre su eje como la hélice de un barco, impulsado por el cuerpo basal, que funciona como un auténtico motor rotatorio. La energía para esa rotación procede del flujo de protones (o, en algunas especies marinas, de iones sodio) a través de la membrana plasmática.

La velocidad de giro puede alcanzar varios cientos de revoluciones por segundo, lo que permite a algunas bacterias recorrer hasta cien veces su propia longitud en ese intervalo. Cuando el motor gira en sentido antihorario, los flagelos se agrupan en un haz y la bacteria se desplaza en línea recta; al invertir el sentido de giro, el haz se disgrega y la célula da un tumbo aleatorio que reorienta su trayectoria. Ese ciclo de carrera y tumbo es la base de la quimiotaxis bacteriana, el mecanismo por el que las bacterias se acercan a nutrientes o se alejan de sustancias nocivas.

Según la disposición de los flagelos en la superficie celular, las bacterias se clasifican en monotricas (un solo flagelo polar), lofotricas (un penacho en un polo), anfitricas (flagelos en ambos polos) y peritricas (flagelos distribuidos por toda la superficie). Vibrio cholerae, agente del cólera, es monotrico; Escherichia coli, peritrica.

El flagelo eucariota: un esqueleto que ondula

En las células eucariotas la situación es completamente diferente. El flagelo comparte con el cilio la misma arquitectura interna: un armazón de microtúbulos llamado axonema, formado por nueve dobletes periféricos dispuestos en cilindro alrededor de un par central (la disposición clásica "9+2"). Este esqueleto está anclado a un corpúsculo basal idéntico en estructura a un centriolo. A diferencia del motor bacteriano, aquí no hay rotación: el movimiento se produce por el deslizamiento controlado de los dobletes de microtúbulos entre sí, mediado por proteínas motoras de la familia de las dineínas, que consumen ATP.

La diferencia práctica entre cilio y flagelo eucariota es de número y patrón de batido, no de ultraestructura. Los cilios suelen ser cortos y muy numerosos, y baten de forma coordinada con un golpe efectivo seguido de un golpe de recuperación (como remos). Los flagelos son largos, escasos (uno o dos por célula) y generan una onda sinusoidal que recorre el apéndice de la base a la punta. El ejemplo más conocido en medicina humana es el flagelo del espermatozoide, cuya ondulación propulsa la célula a través del tracto genital femenino.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra flagelo?

Del latín flagellum, diminutivo de flagrum ("látigo de varias correas"), vinculado a la raíz protoindoeuropea *bhlag-, "golpear". En latín clásico designaba un látigo ligero o un zurriago; Ovidio lo usó para los brazos del pulpo, pero el sentido biológico moderno no deriva de ese uso. Se documenta en inglés como término científico a partir de 1837 y en español ya existía con el significado figurado de azote o calamidad desde el siglo XIV.

¿El flagelo bacteriano y el del espermatozoide son la misma estructura?

No. Comparten nombre y función locomotora, pero nada más. El flagelo bacteriano es un filamento de flagelina que rota como una hélice, impulsado por un motor de protones. El del espermatozoide es un orgánulo de microtúbulos y dineínas que ondula consumiendo ATP, con una arquitectura interna radicalmente distinta. Son un ejemplo clásico de convergencia evolutiva: soluciones independientes al mismo problema.

¿Qué diferencia hay entre un flagelo y un cilio?

En células eucariotas, la diferencia no es estructural sino funcional y cuantitativa. Ambos poseen el mismo axonema con disposición 9+2. Los cilios son cortos (5-10 micras), numerosos y baten de forma coordinada; los flagelos son largos (hasta 50-60 micras en el espermatozoide humano), escasos y generan ondas sinusoidales. Existe además un tercer tipo, el cilio primario, que carece del par central de microtúbulos (disposición 9+0) y tiene función sensorial, no motora.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Espermatozoides. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
2. Dicciomed, Diccionario médico-biológico, histórico y etimológico, Universidad de Salamanca. Flagelo.
3. Real Academia Española. Flagelo. Diccionario de la lengua española.
4. Nakamura S, Minamino T. Flagella-Driven Motility of Bacteria. Biomolecules. 2019;9(7):279.