Citoesqueleto

Nathalia Fuga – CHE Página 1

Citoesqueleto

1 Introdução

2 Principais elementos do citoesqueleto

A – microtúbulos

B - microfilamentos

C – filamentos intermediários

3 Movimentos celulares

A – movimentos celulares

B – citocinese

C- microvilosidades

D – contração celular

E – cílios e flagelos

1 – Introdução

Primeiramente acreditava-se que o

citoesqueleto tinha só a função de suporte, mas

depois ficou demonstrado que ele é

responsável pela manutenção, estabelecimento

da forma, além dos movimentos celulares

(pseudópodos, deslocamento intracelular, etc).

O citoesqueleto é responsável por

várias funções celulares, é responsável pela

forma da célula, posição dos seus

componentes, pela contração celular, pelo

movimento das células e pelo deslocamento

das organelas. As células têm formas bastante variáveis, já a localização das organelas

não é tão variável e depende do tipo celular.

2 – Principais elementos do citoesqueleto

Os principais elementos do citoesqueleto são: microtúbulos, microfilamentos

(filamentos de actina e de miosina), filamentos intermediários e macromoléculas

protéicas. O citoesqueleto é um conjunto dinâmico que assume aspectos diferentes

dependendo da célula e de suas necessidades. Esse conjunto é tão dinâmico que pode

mudar não só em diferentes tipos celulares como no mesmo tipo, mas em momentos

diferentes. Apenas os filamentos intermediários são estáveis, já que esses são

responsáveis pela sustentação e não pelos movimentos.

Os deslocamentos intracelulares se devem as proteínas motoras:

- dineínas e cinesinas: deslocamento em associação aos microtúbulos

- miosina: formam filamentos que se associam com a actina

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MICROTÚBULOS

•Estruturas protéicas ocas

•Relativamente rígidos

•Originados de Centrossomos

•Dinâmicas!!!

•Vias de transporte intracelular

•Ancoramento de organelas

delimitadas por membranas

A – Microtúbulos

São cilindros delgados e alongados cada um

formado por dímeros proteicos dispostos em hélice. Cada

dímero tem duas cadeias semelhantes (alfa e beta

tubulina). Cada cilindro é formado por 13 dímeros. Eles

estão em constante reorganização crescendo em uma das

extremidades devido à polimerização dos dímeros de

tubulina, e diminuindo na outra extremidade onde

predomina a despolimerização.

A extremidade que aumenta

é a extremidade mais (+) e a que

diminui é a extremidade menos (-).

Os processos de alongamento e

encurtamento são um desequilíbrio entre polimerização e despolimerização. Esse

processo é dependente do Cálcio e de uma proteína chamada de MAP (microtubule

associated proteins).

Foram descritos dois tipos de componentes motores que promovem o

deslocamento de partículas sobre os microtúbulos:

1) proteínas da família das dineínas: que transportam substâncias da extremidade + para - .

2) proteínas da família das cinesinas: promovem o deslocamento da extremidade – para +.

Os microtúbulos participam dos movimentos dos cílios e flagelos, transporte

intracelular, deslocamento de cromossomos, manutenção da forma das células.

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ACTINA

Filamentos Polarizados

Dinâmicos

Migração

Fagocitose

Divisão Celular

Contração Muscular

FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS

•Fibras de 10nm de espessura

•Resistência a estresses mecânicos

•Resistentes e duráveis

•Rede tridimensional

•Grande variedade de proteínas fibrilares

•Modulados por modificações químicas

•Estrutura semelhante a um cabo

B – Microfilamentos - filamentos de actina e

de miosina

Formados por duas cadeias em espiral de

monômeros globosos da proteína actina G que se

polimerizam lembrando dois colares de pérolas

formando uma estrutura quartenária fibrosa

(actina F). Os filamentos de actina são finos (5-7

nm) e se juntam formando feixes mais grossos. É

muito abundante no músculo. A actina participa de

uma camada dentro da membrana plasmática

chamada de córtex celular. Essa camada tem como

função reforçar a membrana que participa de

movimentos amebóides e fagocitose.

C – Filamentos intermediários

Os filamentos intermediários (8-10 nm)

recebem esse nome, pois são mais grossos que os

de actina e mais finos que os de miosina. São mais

estáveis do que os microtúbulos e os filamentos de

actina e permanecem por longo tempo no

citoplasma, sendo primordialmente elementos

estruturais. São abundantes em células que sofrem

atrito, onde se prendem aos desmossomos

(estruturas que unem as células umas às outras).

Todos os filamentos intermediários têm a

mesma estrutura, sendo constituídos pela

agregação de moléculas alongadas, formadas por

três cadeias enroladas em hélice. Os filamentos

intermediários são formados por queratina,

vimentina, desmina, lamina, proteína de

neurofilamento e proteína ácida fibrilar da glia.

Os filamentos intermediários são específicos

para cada um dos tecidos, desta forma,

dependendo da proteína presente podemos

determinar, em biópsias e metástases, o tecido

de origem.

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3 – Movimentos celulares

O estudo celular demonstrou que as células se contraem, se expandem e se

movimentam em grau variável. A movimentação celular e de seus componentes se

relaciona com a função celular. Os filamentos de actina e de miosina, os microtúbulos e

as proteínas motoras são responsáveis pela maioria dos movimentos celulares.

Os movimentos celulares podem ser dividos em dois grupos;

- movimentos que levam a modificação na forma das células: contração muscular,

contração das células endoteliais, movimentos amebóides, divisão celular.

- movimentos que não levam a modificação na forma das células: transporte

intracelular de material, extrusão de vesículas de secreção.

O mecanismo de movimentação mais difundido em células eucariontes é o

deslizamento de fibrilas de actina sobre as fibrilas de miosina. Porém os movimentos de

cílios e flagelos e o transporte intracelular de partículas citoplasmáticas são devido ao

deslizamento de proteínas motoras sobre os microtúbulos.

Transporte de organelas ou substâncias pelo interior da célula: dineína e

cinesina deslizam pelos microtúbulos transportando proteínas, organelas e

outras substâncias.

Movimentos de cílios e flagelos: microtúbulos organizados em pares unidos

por braços de dineína.

Contração muscular: deslizamento de actina sobre a miosina.

A – Movimentação celular

A locomoção celular resulta

da coordenação de movimentos

gerados por diferentes partes da

célula, sendo caracterizada pela

polaridade, onde subunidades se

agrupam na parte dianteira, e

desagrupando na parte traseira.

Porém o movimento polarizado da

célula é em resposta a sinais dados pelo ambiente, como sinais químicos (quimiotaxia),

em que a célula vai em direção a um gradiente favorável. Por exemplo, que ocorre nos

neutrófilos (células brancas do sangue). As plaquetas também mudam sua forma durante

a reação de coagulação

sanguínea, passando por

complexos rearranjos, que

mudam a forma da célula.

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B – Citocinese

Durante a divisão celular, a actina e a miosina acumulam-se na linha equatorial,

formando um anel contrátil, circundando a célula. À medida que ocorre a citocinese

(divisão do citoplasma), o diâmetro do anel contrátil diminui. Experimentos

comprovaram que a citocinese depende da miosina ativa, pois ela desliza sobre os

filamentos de actina em direções opostas, que vai causar a divisão celular.

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C – Microvilosidades

São projeções citoplasmáticas na superfície celular,

envolta por membrana plasmática. Os feixes de

filamentos de actina são dispostos paralelamente,

interligados pela proteína vilina, que possui dois sítios de

ligação. Os feixes laterais estão ligados à membrana plasmática através da miosina.

D – Contração celular

A contração muscular depende do deslizamento direcionado por ATP de um

conjunto de filamentos de actina sobre conjuntos de filamentos de miosina.

As células musculares

esqueléticas são multinucleadas,

formada por filamentos

denominados de miofibrilas. As

miofibrilas são formadas por

unidades que se repetem,

denominadas sarcômeros, que confere ao músculo esquelético, uma aparência

estriada.

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Cada sarcômero é formado por filamentos delgados, espessos e proteínas. Os

filamentos delgados são filamentos de actina e mais duas proteínas adicionais,

tropomiosina e troponina, tendo suas extremidades ligadas a uma linha elétron-densa

(linha Z). Os filamentos espessos são compostos por miosina.

O mecanismo de contração

muscular ocorre com o aumento de

Ca2+

no citosol. A abertura de

canais de liberação de CA2+

no

interior da célula causa o

encurtamento dos sarcômeros. A

energia para a contração é suprida

por ATP.

E – Cílios e flagelos

Os movimentos dos cílios e flagelos

são promovidos por microtúbulos. Os cílios

parecem pequenos pelos e são constituídos

por microtúbulos paralelos envoltos por

membrana. São curtos e numerosos e se

localizam na porção apical das células. Os

cílios se associam às células que secretam

muco e têm como função o transporte unidirecional de substâncias.

Os flagelos são únicos e longos e no corpo humano o único exemplo é o

espermatozóide. O movimento flagelar ocorre por abalos do tipo vai-vem que se inicia

na base do flagelo.