Citoesqueleto_freq1_DC

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Dinâmica celular CITOESQUELETO Prof. Amélia 
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CITOESQUELETO (cito = célula  esqueleto da célula, ou seja, 
engloba o nucleoesqueleto) 
 Vasto conjunto de proteínas celulares que conferem 
sustentabilidade à célula: filamentos de actina; 
filamentos intermédios; microtúbulos 
 Sistema de fibras citoplasmáticas e do núcleo, 
fundamentais para a mobilidade celular; migração de 
células individuais ou de grupos de células; 
alterações morfológicas; movimentos intracelulares; 
suporte e estrutura celular 
FUNÇÕES DO CITOESQUELETO: 
 Estrutura e suporte (ex: globos vermelhos – a forma 
conferida pelo citoesqueleto faz com que a 
hemoglobina seja mais achatada, facilitando o seu 
transporte no sangue e a sua difusão de gases) 
 São importantes para o movimento dos cromossomas 
na mitose, meiose 
 Citocinese – cintura contrátil, ação da actina e miosina 
 Transporte de vesículas dentro da célula 
 Exocitose 
 Metastização e motilidade celular 
 Define a fisiologia das células 
 Alterações morfológicas 
 Migração de células individuais ou grupos de células 
MIOSINA - PROTEÍNAS MOTORAS: convertem energia química 
em energia mecânica 
PROTEÍNAS DO CITOESQUELETO EM CÉLULAS 
EUCARIOTAS: 
FILAMENTOS DE ACTINA/MICROFILAMENTOS (F-ACTINA): 
 proteínas motor associadas - miosina 
 todas as células têm proteínas bem conservadas nos 
diferentes tecidos eucariotas 
 Subunidade: monómeros de actina – G-actina (actina 
monomérica) 
 Organização: polímeros filamentosos, dupla hélice 
aparente 
 Tamanho: 7-8nm (mais pequenos) 
 Possui um polo negativo voltado para cima e o polo 
positivo voltado para baixo 
 HOMOPOLÍMERO: polímero formado por um só tipo 
de polímeros 
FILAMENTOS INTERMÉDIOS: 
 não têm proteínas motor associadas 
 diferentes conforme o tecido ou tipo de célula 
 São mais estáticos 
 Subunidades: diferentes proteínas (+50) 
 Organização: bastões em α-hélice. estrutura em 
corda 
 Tamanho: 10nm (tamanho intermédio) 
 HOMOPOLÍMERO/HETEROPOLÍMEROS 
Os tetâmeros de filamentos intermédios podem ser 
constituídos por uma mistura de proteínas pertencentes 
aos outros grupos de filamentos 
MICROTÚBULOS: 
 Proteínas motor – cinesinas e dineínas 
 Todas as células que se dividem têm 
 Subunidades: dímeros de α- e β-tubulina 
 Organização: estrutura tubular com interior oco; 
Paredes formadas por justa posição de 
protofilamentos 
 Tamanho: 24nm (maiores) 
 HETEROPOLÍMERO: polímero formado pela união de 
vários monómeros diferentes 
Os microtúbulos possuem citoesqueleto, com proteínas 
que permitem o seu movimento. Os microtúbulos servem 
para o transporte de vesículas entre os vários 
componentes celulares na maioria das estruturas celulares 
Filamentos de actina e microtúbulos são mais dinâmicos, 
enquanto que os filamentos intermédios são mais estáticos 
TODAS AS LIGAÇÕES ENTRE AS SUBUNIDADES DOS 
DIFERENTES TIPOS DE FILAMENTOS SÃO NÃO COVALENTES 
Ligações não covalentes: são mais fracas - facilitam a 
polimerização e a despolimerização, é mais dinâmico e 
menos dispendioso (van der Wall, iónicas,…)  vantagem 
 Se fossem ligações covalentes, uma vez que estas são 
mais fortes, iriam necessitar de enzimas para a 
polimerização e despolimerização, o que seria mais 
dispendioso para a células, a nível energético 
PROTEÍNAS DO CITOESQUELETO DE PROCARIOTAS: 
 Não têm filamentos de actina, filamentos intermédios 
e microtúbulos 
 Possuem proteínas homólogas que executam funções 
semelhantes às dos eucariotas 
 Proteína cresentim: homóloga, exerce uma função 
semelhante apesar da estrutura ser diferente 
 Proteína FisZ: homóloga da tubulina, mas tem 
função idêntica à actina-miosina na cintura contrátil 
ALGUMAS COMPONENTES DO CITOESQUELETO: 
1. Actina (monómeros) ⇒ início da extensão membranar; 
2. Redes de filamentos, MFs e FIs ⇒ estrutura celular; 
3. Motores de miosina ⇒ transporte, contractilidade, 
associados a MFs; 
4. Agregados de 
actina e FIs ⇒ adesão 
celular; 
5. Redes de lamin 
(FI) ⇒ Estrutura nuclear 
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Todos os movimentos celulares convertem energia química 
em energia mecânica, resultando numa manifestação de 
trabalho mecânico, requerendo ATP e proteínas que 
convertem energia armazenada em movimento (proteínas 
motor) 
 
 
FILAMENTOS DE ACTINA/MICROFILAMENTOS 
ESTRUTURA DA ACTINA 
ORGANIZAÇÃO: As subunidades vão-se unindo lateralmente, 
formando uma dupla hélice aparente (isto acontece devido às 
cargas). Os filamentos de actina estão organizados de forma 
antiparalela (miosina II na citocinese tem caudas entrelaçadas) 
MONÓMERO DE ACTINA: G-actina (estrutura globular)  
quando polimeriza forma o filamento de actina 
 DOMÍNIOS: 4 
 Possui recetores de ATP no meio que é requisito 
obrigatório para que aconteça polimerização. Isto faz 
com que a molécula possua um polo negativo (devido 
à presença de P) 
FILAMENTO DE ACTINA: F-actina – cadeia linear – resulta da 
polimerização de subunidades (monómeros de actina) 
ISOFORMAS DE F-ACTINA: 6 genes que codificam diferentes 
isoformas: 
 4 α-actina - em células musculares; associadas a 
funções de estrutura e contractilidade; 
 1 β-actina - lidera o topo da polimerização dos 
filamentos, em células não musculares, mas que se 
movem 
 1 γ-actina - em filamentos de fibras de stress 
ISOFORMAS: mesma estrutura e função mas com 
composição diferente 
Algumas plantas têm mais de 60 genes para actina, apesar 
de alguns serem pseudogenes. 
DINÂMICA DE ORGANIZAÇÃO DE ACTINA: 
ESTADOS DE ACTINA: 
 ATP-G-actina (maior quantidade no citoplasma) 
 ADP-G-actina 
 ATP-F-actina 
 ADP-F-actina (maior quantidade nos filamentos) 
POLIMERIZAÇÃO: 
AO LONGO DA POLIMERIZAÇÃO, OS MONÓMEROS COM 
ATP VÃO SENDO HIDROLISADOS  A hidrólise diminui as 
forças entre os monómeros, facilitando a polimerização 
 
POLIMERIZAÇÃO DE F-ACTINA EM G-ACTINA: 
 Polimerização preferencial: polo positivo  ATP-G-
actina 
 Despolimerização preferencial: polo negativo  
ADP-G-actina. Dissocia-se mais rapidamente depois 
da hidrólise de ATP 
 A organização de G-actina em Factina conduz a uma 
estrutura polarizada. 
 ADP- G-actina dissocia-se mais rapidamente que ATP- 
G-actina. 
 O “pólo +” polimeriza 5-a-10 vezes mais rápido que o 
“pólo -”  devido à afinidade entre ATP-G-actina com 
o polo positivo 
 O polo negativo despolimeriza mais facilmente que o 
positivo 
 Proteínas específicas realizam a permuta de ADP para 
ATP 
 Após a sua libertação, o ATP é reservado, ligando-se 
a outras proteínas, o que leva à sua acumulação. 
Quando necessário para a polimerização liga-se para 
formar o filamento 
 
 
FATORES QUE INFLUENCIAM A POLIMERIZAÇÃO DE F-ACTINA 
EM G-ACTINA (3): 
 Força iónica: Maior força iónica  maior facilidade 
na polimerização 
↑ ativação de recetores  ↑ concentração de iões 
 ↑ força iónica  ↑ facilidade de polimerização 
 Formação de núcleos: há uma probabilidade dos 
monómeros de actina se associarem um ao outro, e a 
partir do momento em que se juntam mais do que 3 
(formação de um núcleo), a taxa de polimerização 
também aumenta. No entanto, com ou sem a 
formação de núcleos, há também uma estabilização 
no comprimento dos filamentos. 
 Concentração crítica (concentração dos 
monómeros): O tamanho dos filamentos depende 
apenas da concentração/quantidade dos monómeros 
NÚCLEO: 3 monómeros associados 
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1. Massa final dos filamentos é igual porque a 
quantidade de monómeros é a mesma 
2. Se aumentássemos o tempo, a massa iria manter-se – 
as estado estacionário, mas dinâmico 
 Os monómeros não são os mesmos (vão sendo 
adicionados num terminal e removidos noutro)  
treadmilling 
TREADMILLING: importante nas células em que se movem. Os 
filamentos vao crescendo onde a célula se esta a deslocar e ao 
mesmo tempo vão despolimerizando no terminal oposto~. Os 
filamentos têm o mesmo tamanho,mas as subunidades são 
diferentes. Necessário para o transporte de vesículas, 
transporte de mitocôndrias, macrófagos, outras células com 
motilidade e, etc 
DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO CRÍTICA (Cc) DE ACTINA 
PARA CADA TERMINAL: 
CAP: estabiliza um dos terminais, dependendo da proteína da 
sua afinidade para o polo negativo ou positivo. Impede a 
adição ou retirada nos terminais 
CONCENTRAÇÃO CRÍTICA DO POLO POSITIVO (0.1UM): 
 Se [ATP-G-actina] > 0.1uM  continua a 
polimerização, reduzindo a quantidade de 
monómeros no meio, 
 Se [ATP-G-actina] < 0.1  despolimerização, sendo 
retirados monómeros para o meio. 
 Se [ATP-G-actina] = 0.1  o filamento vai manter um 
tamanho constante, no entanto pode acontecer a 
adição e remoção de monómeros nos polos. 
Velocidade de polimerização é igual à velocidade de 
despolimerização. 
CONCENTRAÇÃO CRÍTICA NO POLO NEGATIVO (0.6UM): 
 Se [ATP-G-actina] > 0.6uM  favorece a 
polimerização 
 Se [ATP-G-actina] < 0.6  favorece a 
despolimerização 
 Se tivermos um filamento sem proteínas cap e se 
[ATP-G-actina] = 0.6  estável 
 
 
No polo -, é mais difícil a polimerização, sendo por isso 
previsível que a concentração crítica seja superior ao do polo 
positivo. 
CONCENTRAÇÃO CRÍTICA SEM A PROTEÍNA CAP 
 Se [ATP-G-actina] > 0.6uM  o crescimento irá 
verificar-se em ambos os terminais, no entanto este é 
mais rápido no polo + 
 Se tivermos uma concentração intermedia, por 
exemplo 0.3, vai haver polimerização no polo positivo 
e despolimerização no polo negativo  treadmilling 
 Se [ATP-G-actina] < 0.1uM  Não ocorre o 
crescimento dos filamentos, ocorre despolimerização 
PROTEÍNAS QUE AFETAM A POLIMERIZAÇÃO 
PROTEÍNAS ENDÓGENAS: 
ARP2/3 (ACTINE RELATED PROTEIN): serve de nucleação, 
iniciando a polimerização. Regulado pelas proteínas Rho 
GTPases, que são normalmente ativadas por recetores 
intracelulares, normalmente próximas do núcleo, em cascadas 
de sinalização, promovida por fatores de crescimento que 
podem estimular a divisão, etc) 
TIMOSINA BETA 4: vai ligar monómeros de actina, na forma 
ATP-G-actina. Quando se liga, vai impedir a polimerização. 
Requer que a célula faça um sinal (que aumente a força iónica) 
para a timosina libertar o ATP-G-actina e posteriormente 
ocorre a polimerização (ex: concentração de Ca2+) 
 Aum concentração iónica  aumenta força iónica  
a timosina desprende-se e liberta a ATP-G-actina  
polimerização (ocorrem 2 sinais que favorecem a 
polimerização, a força iónica e a libertação de G-
actina) 
CAPZ: liga o (+) end de F-actina (indep. de Ca2+), impedindo 
adição ou perda de G-actina. Existe em elevada concentração 
nas células musculares 
GELSOLINA: liga-se aos filamentos de actina e pode quebrá-los 
(quebra em 2) e liga-se ao polo positivo de actina, impedindo 
a adição de G-actina 
COFILINA: liga-se a F-actina, aumentando a taxa de dissociação 
de G-actina, a partir de (-)end 
PROFILINA: promove a formação de ATP-G-actina  promove 
a polimerização 
TOXINAS QUE INTERFEREM COM O FILAMENTO DE ACTINA: 
TOXINA: mimetiza uma molécula endógena e liga-se a uma 
enzima ou um recetor, mimetizando uma proteína intercelular 
endógena mas com grandes diferenças na cinética de ligação 
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(ficam sempre ativados); ou podem impedir o sitio de ligação 
de outras moléculas 
CYTOCHALASIN D (alcaloide fúngico): liga-se a terminais + e 
bloqueia o alongamento nesse terminal, nada acontece no 
terminal negativo, este mantem-se livre. Mimetiza o efeito de 
uma proteína CAP. A diferença é que as CAP são reguladas 
para proteger e desprender-se do terminal, neste caso a 
ligação pode ser irreversível e esse recetor fica para sempre 
impedido 
LATRUNCULIN: impede a polimerização dos filamentos, 
ligando-se à G-actina. Mimetiza o papel da thymosina B4  
ambas aumentam o reservatório de G-actinas, alteram a forma 
e função celular 
JASPLAKOLINODE (toxina de esponja): liga-se a F-actina 
impedindo a sua dissociação 
PHALOIDIN (isolada de Amanita phalloides): impede a 
despolimerização, ligando-se a F-actina, juntando mais do que 
um monómero  deixa de haver dinâmica do citoesqueleto 
(ex: impossibilidade de migração por parte das células) 
PROTEINAS QUE ORGANIZAM MICROFILAMENTOS 
EM AGREGADOS E REDES: 
 Regra geral: há 2 formas nas quais os filamentos se 
organizam - feixes de actina e redes flexíveis 
 Projeções de filopoide – feixes de actina 
 As membranas possuem feixes e redes para empurrar 
 Os filamentos de actina organizam-se em feixes 
(bundles) e redes (networks), requerendo proteínas 
específicas (actin crosslinking proteins). A 
organização destas proteínas com F-actina determina 
a estrutura resultante, feixe ou rede. 
FIMBRINA: está presente nas microvilosidade intestinais. 
Garante que os filamentos de actina fiquem muito próximos 
uns dos outros 
ESPECTRINA: muito presente nos eritrócitos, da organização 
ao esqueleto 
FASCINA: também faz parte das microvilosidades e permite a 
aproximação dos filamentos de actina 
FILAMINA: redes flexíveis, o citoesqueleto está organizado 
com estas proteínas e permitem o ajuste do citoesqueleto em 
função das proteínas e reorganizar organelos 
DISTROFINA: Está presente nas células musculares; também 
forma redes flexíveis. Permite ancorar filamentos de actina às 
proteínas da membrana e à matriz extracelular que fazem parte 
dos sarcómeros. Ausência de distrofina reduz a rigidez 
muscular, aumenta a deformabilidade do sarcolema e 
compromete a estabilidade mecânica 
PROTEINAS QUE LIGAM MICROFILAMENTOS À 
MEMBRANA 
ADESÕES FOCAIS: ponto de adesão à matriz extracelular. As 
células quando migram tem de excretar uma proteína para que 
essa proteína adira à matriz celular e permita fazer força. 
JUNÇÕES ADERENTES: permitem criar força e uma região de 
contacto célula-célula, formando uma estrutura em cinto que 
mantém a integridade celular. Permite a entrada e saída de 
substâncias pelas 2 células. É ancorada aos filamentos de 
actina no interior de uma célula. O contacto é estabelecido por 
proteínas transmembranares, como as caderinas. 
CADHERINA: cálcio adherent protein, proteínas que permitem 
a adesão, necessitam da presença de cálcio. Para quebrar as 
suas ligações, apenas precisa de um meio com EDTA e sem 
cálcio 
PROFUSÕES À SUPERFÍCIE DA MEMBRANA: 
 Microvilosidades: 20-30 microfilamentos 
 A membrana plasmática está tensa e plana, é 
necessário exercer força (proteínas motor) para 
deslocar os filamentos, de forma a crescer, formando 
um deslocamento de subunidades. 
 No polo positivo, ocorre o transporte de monómeros 
de atina para esse terminal de forma a alongar. 
Quando termina a polimerização dos feixes de actina, 
uma cap de finalização é adicionada no polo positivo 
e as microvilosidades param o seu alongamento 
MECANISMOS INRACELULARES E ALTERAÇÕES NA 
FORMA CELULARES CONDUZIDAS POR 
POLIMERIZAÇÃO DE ACTINA 
MOTORES DE MIOSINA 
MOTORES MOLECULARES: Convertem energia química 
em trabalho mecânica 
MIOSINAS: motores moleculares que se deslocam ao 
longo dos filamentos de actina. São Mg2+-ATPases 
ativadas por actina (actin-activated Mg2+ ATPases). Usam 
energia química proveniente da hidrólise de ATP para 
realizarem trabalho mecânico e moverem-se ao longo dos 
filamentos de actina (enzimas mecânicoquímicas ou 
proteínas-motor). 
 Cabeça: parte motora  domínio motor é o local 
da miosina que se liga à actina 
 Pescoço: Altera a posição cada vez que ocorre 
hidrólise de ATP (em cada ciclo de ATP, há 
deformação do pescoço) 
 Regulatory light chain e essencial chain - 
sequencies reguladoras pertencentes à 
zona do pescoço 
 Cauda: pode ligar-se à membrana plasmática, 
organelos e outras proteínas do citoesqueleto 
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ATPASE: enzimas, usam Mg2+ como cofator, hidrólases, usam 
energia do ATP. 
C. elegans – nematode que nas primeiras fases do seu 
desenvolvimentoé transparente e é possível visualizar a 
divisão celular e formação dos vários órgãos, sendo por isso 
um bom ser para o estudo diversas doenças e dinâmicas 
celulares. Drosophilas, ratinhos e arabidopsis também são 
muito usados para este tipo de estudos 
Atualmente, conhecem-se 18 classes distintas de miosina, de 
acordo com variações de a.a. do domínio motor. 
MIOSINAS: UMA VASTA FAMÍLIA COM VÁRIAS FUNÇÕES 
MIOSINA: INTERAÇÃO COM F-ACTINA 
 As cabeças de miosina deslocam-se ao longo de F-
actina, com passos diferentes 
 Miosina desloca-se do polo negativo (+ instável) para 
o polo positivo (+ estável), ao longo de F-actina, com 
a exceção de miosina IV que se desloca do polo 
positivo para o polo negativo 
 Durante a hidrólise, altera-se a conformação e o 
pescoço é esticado (tamanho do passo) 
 O tamanho dos passos de miosina está relacionado 
com o tamanho do pescoço da molécula, contudo 
não é uma correlação direta. Por exemplo, miosina II, 
passo de 5-10 nm (5nm corresponderia a ligar-se a 
todas as actinas da cadeia) e miosina V, passo de 36 
nm (correlação direta); mas miosina VI, passo 30 nm, 
apesar de o seu pescoço ser menor que de miosina II. 
 Ocorre sempre deslocação das miosinas ao longo 
 A miosina liga-se 2 subunidades para trás (passo) 
 A força gerada por miosina II, durante um passo, é de 
3-5 pN (força similar à exercida por gravidade numa 
bactéria). 
 
Ligação do ATP a uma fenda na cabeça da miosina  
descolamento da cabeça do filamento de actina  hidrólise 
do ATP ligado, energizando a cabeça  faz com que se ligue 
fracamente ao filamento de actina  A liberação de Pi causa 
uma fixação mais firme da cabeça de miosina ao filamento fino 
 a força move o filamento fino em direção ao centro do 
sarcómero  liberta-se ADP  inicio de outro ciclo 
COMO É QUE MIOSINAS CITOPLASMÁTICAS SE MOVEM 
SEM SE DISSOCIAREM DO FILAMENTO?  Devido a um 
elevado “duty ratio”, i.e., permanece firmemente ligada a F-
actina por mais que 90% do ciclo actomiosina. 
CITOCINESE 
 Formação de feixes de actina organizados de forma 
antiparalela  miosinas II com caudas entrelaçadas 
(unidas) deslocam-se para os terminais +  formação 
de anel contrátil (promove a divisão das células em 2) 
Os feixes contráteis em células não musculares que 
podem ser transitórios ou permanentes 
 Tal como no músculo, F-actina está interdigitada com 
filamentos bipolares de miosina II (15-20 moléculas 
por 
filamento). 
 
Miosina 
I 
- Apesar de ser muito pequena (+pequena, com um 
pescoço muito curto), contem todos os 
compartimentos de uma proteína motora 
- Está presente na microvilosidades 
- Miosina Imove-se para (+) end 
Função: 
- É extremamente importante para a interação 
citoesqueleto-membrana, 
- Transporte de vesículas (as caudas ligam-se a uma 
vesícula, “carregando-a” longo de um filamento de 
actina) 
- Endocitose, 
- Pequenas vesículas do citoplasma  Miosina IA 
- Na membrana plasmática e em vacúolos contráteis 
(vesícula que regula a osmolaridade do citosol 
fundido com a membrana plasmática)  Miosina IC 
Miosina 
II 
- Tem o tamanho do passo mais pequeno 
Função: 
- Importante durante a citocinese 
- Contração muscular, em sarcómeros 
Miosina 
V 
- Abundante no cérebro de vertebrados 
Função: 
- Interação citoesqueleto-membrana; 
- Transporte de vesículas (inclui vesículas secretoras) 
Miosina 
VI 
Função: 
- Envolvida na vibração dos esteriocílios para a 
audição, no ouvido. A surdez congénita muitas vezes 
está associada a variações na miosina VI; 
- Transporte celular e morfologia (complexo de 
Golgi) e transporte fora 
- Implicada na formação de vesículas endocitóticas e 
no transporte das vesículas formadas ao longo do 
citoplasma 
-Endocitose, 
- Migração 
Miosina 
XI 
Função: 
- Atua em fluxos citoplasmáticos. As células grandes 
formam filamentos de actina e com miosina faz com 
que haja fluxos de citoplasma dentro da própria 
célula, aumentando o fluxo de nutrientes 
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CONTRAÇÃO MUSCULAR 
 As células musculares apresentam forma cilíndrica, 
são multinucleadas e são constituída por miofibrilas. 
As miofibrilas, constituídas por feixes cilíndricos de 2 
tipos de filamentos: são cadeias organizadas de 
unidades contrácteis - os sarcómeros 
 Banda A (anisotrópica), alterna com a banda I 
(isotrópica). 
 F-actina liga-se ao disco-Z via α-actina. 
REGULAÇÃO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR: 
 A contração muscular é regulada por Ca2+ e por 
proteínas que se ligam a actina. A concentração 
citoplasmática de Ca2+ influencia a interação de 4 
proteínas – acessórias com filamentos de actina 
 Nas células do músculo liso, a regulação é 
dependente ou semidependente de Ca2+ 
COMPLEXO TROPONINA 
Cada tropomiosina está ligado a troponina (Tn), que é um 
complexo de 3 polipéptidos: 
 TROPONINA C – liga Ca2+ 
 TROPONINA I – local inibitório 
 TROPONINA T – liga tropomiosinas 
TROPOMIOSINA: liga-se a F-actina, por todo o filamento; 
Sinal de contração: libertação de Ca2+  ↑Ca2+  ligação à 
TnC  alteração da conformação do local onde as proteínas 
estão ligadas  local de ligação livre  ligação da miosina  
contração muscular 
Sinal de reflexão: ↓Ca2+  troponina desloca-se  
deslocação das restantes troponinas  tropomiosina tapa o 
local de ligação  miosina não se consegue ligar  
relaxamento 
 
REGULAÇÃO DA INTERAÇÃO ACTINA-MIOSINA (MÚSCULO 
LISO E CÉLULAS NÃO MUSCULARES) 
 As células de músculo liso contêm largos feixes 
contrácteis similares aos anéis contrácteis observados 
durante citocinese. 
 A contração, nestas células, é regulada por um ciclo 
 Miosina II ON ↔ Miosina II OFF, controlado pelos 
níveis de Ca2+, em resposta a vários sinais 
extracelulares 
ATIVAÇÃO DA MIOSINA II POR PROCESSO DEPENDENTE DE 
CA2+ 
 ↑Ca2+  ligação de Ca2+ a CaM  complexo CaM-
Ca2+ ativa MLCK  MLCK fosforila o regulatory LC da 
miosina  miosina ativa liga-se a actina  contrações 
 Para o relaxamento muscular é necessário fosfatases 
para ocorrer a desfosforilação 
 Algumas moléculas sinalizadoras (e.g. nor-epinefrina, 
angiotensina, histamina ...) modulam a atividade de 
músculo liso elevando a [Ca2+]c, outras moléculas, 
ativam a via das Rho cinases (e.g. ácido 
lisofosfatídico). 
 Exemplo: angiotensina no sangue  aumento de 
Ca2+  ligação de Ca2+ à calmodulina  ativação de 
MLCK  fosforilação de MLC  ativação de miosina 
 contração do vaso sanguíneo (vasoconstrição) 
RLC (REGULATORY LIGHT CHAIN): envolvidos na regulação da 
contração muscular, regula o movimento das cabeças de 
miosina nos filamentos de actina. A sua fosforilação promove 
esse movimento 
MLC (MIOSINA LIGHT CHAIN): cadeias leves da miosina que se 
associam de forma não covalente a sequências consenso 
localizadas no domínio do pescoço da miosina 
MLKC: cinases que fosforilam a light chain da miosina (MLC). 
Atuam nas proteínas que estão no pescoço das miosinas, 
quando ativada por Ca2+ 
CALMODULINA (CAM): Proteína que se liga ao cálcio e 
juntamente com este forma um complexo que ativa a MLCK 
ATIVAÇÃO DA MIOSINA II POR RHO-CINASE 
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 As moléculas sinalizadoras que ativam a via da Rho 
cinase podem estimular a fosfatase da miosina LC de 
dois modos: 
1. Fosforilação da enzima fosfatase da miosina 
LC por Rho cinase, inibindo-a  ↑ nível de 
MLC fosforilada 
2. Rho cinase, ativa diretamente a miosina, 
fosforilando a regulatory LC. 
NOTE QUE O CA2+ NÃO DESEMPENHA QUALQUER PAPEL 
NA REGULAÇÃO DA ATIVIDADE DE MIOSINA REGULADA 
POR RHO CINASE. 
LOCOMOÇÃO CELULAR 
Todas as células que se movem apresentam polaridade 
A iniciação do movimento celular faz-se por formação de uma 
larga protuberância na membrana celular, essencialmente 
devida a polimerização de actina (extensão), e formação de 
estruturas características de adesão (lamelipodia 
(vertebrados), pseudopodia (amebas)...), filopodia, 
microviolosidades, queresultam da libertação de proteínas e 
criação de adesões focais 
EXTENSÃO: polimerização de actina; 
ADESÃO: ligação da membrana ao substrato 
“DESCOLAGEM”: quebra dos locais de adesão, a membrana 
liberta-se e é retraída. 
MIGRAÇÃO CELULAR: SINAIS EXTERNOS E 
SINALIZAÇÃO QUE COORDENAM O PROCESSO 
Para suster o movimento, numa direção em particular, a célula 
necessita de sinais que lhe indiquem a sua polaridade e que 
coordenem o movimento. 
TIPOS DE SINAIS: 
FATORES DE CRESCIMENTO: em fibroblastos, 
desenvolvimento de células embrionárias, e em 
metástases, ligam-se a recetores tirosina-cinase, mediando 
a ativação de proteína G intracelulares (Rac, Rho, Cdc42), 
desencadeando o rearranjo do citoesqueleto  
mecanismo relevante na cicatrização 
MOLÉCULAS QUE MEDEIAM QUIMIOTACTISMO: Em 
algumas situações, moléculas extracelulares (insolúveis ou 
solúveis) guiam a locomoção da célula. 
 Mecanismo: ligação a recetores superficiais, ativação 
de vias de sinalização intracelular  remodelação do 
citoesqueleto 
GRADIENTES DE MOLÉCULAS QUIMIOATRACTIVAS, 
COINCIDENTES COM ATIVAÇÃO DE PROTEÍNAS G E CA2+: 
Apesar de uma distribuição uniforme de recetores, na 
ameba, verifica-se a nível intracelular um gradiente de 
proteínas G associado a um gradiente de Ca2+ (maior 
concentração de Ca2+ na frente da célula) 
QUIMIOTACTISMO: movimento de moléculas químicas 
(migração de células), de acordo com um gradiente de 
concentração. 
 um gradiente de Ca2+ intracelular contribui para o 
turnover de filamentos de actina em células 
migradoras (Amebas (Dictyostelium, ao longo de 
gradiente crescente de AMPc); Leucócitos (são 
guiados por tripetidos segregados por várias 
bactéria)) 
 
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FILAMENTOS INTERMÉDIOS 
 Presentes em células animais, ausentes em plantas e 
fungos 
 Extremamente estáveis, de muito baixa solubilidade 
(a pH e força iónica fisiológica) 
 Hidrólise de ATP e GTP não estão envolvidos na 
formação de dímeros e tetrâmeros (GTP só em 
tubulinas, ATP em G-actinas). 
 Não estão associados a movimento 
 Não envolvem nucleótidos 
FUNÇÕES (SUPORTE MECÂNICO OU ESTRUTURAL): 
 Arranjos da membrana plasmática ou nuclear 
 Arranjos no citoplasma 
 Suporte de membranas 
 Junção das actinas e dos microtúbulos 
ESTRUTURA PROTEICA 
ORGANIZAÇÃO: monómero (polar)  dímero (paralelo e 
apolar)  tetâmero (antiparalelo e apolar)  filamento 
intermédio (sem polaridade) 
 SUBUNIDADES: são heteropolímeros que podem ser 
compostos por uma extensa variedade de proteínas 
(+50), expressas em diferentes tipos de células 
 bastões em α-hélice. Aparenta uma corda de 
proteínas fibrosas. 
 DOMÍNIOS: 
o Cabeça: terminal N (varia no tamanho e na 
estrutura) 
o bastão central: flanqueado por domínios de 
terminal amino e carboxi (tamanho 
aproximadamente de 310-350nm) 
o Cauda: terminal C (varia no tamanho e na 
estrutura) 
A associação e dissociação dos Fis acontece através de 
fosforilação e desfosforilação de subunidades. A 
fosoforilação da vimentina leva à sua dissociação 
MONTAGEM: 
1. Formação de dímeros: domínios do bastão central 
dos polipéptidos são enrolados numa estrutura em 
forma de espiral. Associação de forma paralela 
(terminal amino com amino de carboxi com carboxi) 
2. Formação de tetâmeros: associação de dímeros de 
forma antiparalela (lateralmente) 
3. Formação de protofilamentos: associação de 
tetâmeros topo a topo 
4. Formação do filamento intermédio final: associação 
de aproximadamente 8 protofilamentos, enrolados 
em torno um do outro, formando uma estrutura em 
corda 
PROTOFILAMENTO: é um polímero de junções sequenciais de 
tetrâmeros 
CLASSES 
DE ACORDO COM A SUA HOMOLOGIA DE SEQUÊNCIA 
SHCIII: classe mais diversa de proteínas, no entanto todas têm 
propriedades em comum muito específicas. 
DE ACORDO COM A SUA DISTRIBUIÇÃO CELULAR 
 Proteína de 
IF 
MW 
(x10^
3) 
Forma do 
filamento 
Localização 
Ti
p
o
 V
 
La
m
in
as
 N
u
cl
ea
re
s 
Lamina 
A 
70 
Homopolím
ero 
Núcleo 
Lamina 
B 67 
Lamina 
C 67 
SHC 
I 
Queratinas 
acídicas 
Heteropolímeros 
obrigatórios 
Citoplasma 
SHC 
II 
Queratinas 
alcalinas 
Heteropolímeros 
obrigatórios 
Citoplasma 
SHC 
III 
Proteínas tipo 
desmin / 
vimentin 
Heteropolímero e 
homopolímero 
Citoplasma 
SHC 
IV 
Proteínas de 
neurofilament
os 
Heteropolímeros 
e homopolímeros 
Citoplasma 
SHC 
V 
Laminas 
nucleares (têm 
nº diferentes 
de aa) 
Homopolímeros 
(lâminas 
nucleares) 
Núcleo 
(nucleoesqu
eleto) 
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Ti
p
o
 I 
Q
u
e
ra
ti
n
as
 
Queratin
as 
acídicas 
40-57 
Heteropolím
ero (contém 
tipo I e tipo 
II) 
Epitélio 
Ti
p
o
 II
 
Queratin
as 
alcalinas 
53-67 
Ti
p
o
 II
I 
Fi
s 
d
o
 t
ip
o
 II
I 
Vimenti
na 
57 
 
Homo e 
Heteropolím
ero 
Mesênquima 
(fibroblastos, 
endotélio 
vascular; 
leucócitos) 
Desmina 53 Músculo 
Proteína
s 
acídicas 
glial 
fibrilar 
 
50 
 
Células da 
glia e 
astrócitos 
Periferin
a 
57 
Neurónios 
centrais e 
periféricos 
Ti
p
o
 IV
 
N
e
u
ro
fi
la
m
en
to
s NF-L 62 
Homopolím
ero 
Neurónios 
“maduros” 
NF-M 102 Heteropolím
ero 
Neurónios 
“maduros” 
NF-H 110 Heteropolím
ero 
Neurónios 
“maduros” 
Internex
in 
66 
SNC em 
desenvolvim
ento 
Ti
p
o
 V
I 
 
Nestina 200 
Células 
estaminais do 
sistema 
nervoso 
Se num corte histológico verificamos uma concentração de 
desmina muito elevada, podemos estar na presença de uma 
metástase 
QUERATINAS: firmemente ancorados a células epiteliais em 2 
áreas de contacto celulares especializados: DESMOSSOMAS e 
HEMIDESMOSSOMAS 
DESMOSSOMAS: os epitélios possuem 10 desmossomas 
que ligam as 2 células adjacentes. Os desmossomas são 
mediados por proteínas transmembranares relacionadas 
às caderinas. No seu lado citoplasmático, os desmossomas 
estão associados a uma placa densa característica de 
proteínas intracelulares, às quais os filamentos de queratina 
estão ligados, sendo essa ligação mediada por 
desmoplakin 
PLAKINS: família de proteínas que ligam os filamentos 
intermédios a outras estruturas celulares. DESMOPLAKIN 
é um membro desta família 
HEMIDESMOSSOMAS: conferem adesão da célula à matriz 
extracelular. O hemidesmossoma são junções entre as 
células epiteliais e o tecido conjuntivo adjacente, nos quais 
os filamentos de queratina são ligados por diferentes 
membros da família plaquina (ex plectina) às integrinas. 
Os filamentos de queratina ancorados em ambos os lados 
dos desmossomas servem como um elo mecânico entre as 
células adjacentes em uma camada epitelial, 
proporcionando estabilidade mecânica a todo o tecido. 
A plectina além de ligar os filamentos intermédios às 
junções celulares, também liga Fis a outros elementos do 
citoesqueleto, como MTs e MFs, de modo a aumentar a 
estabilidade mecânica da célula 
 
VIMENTINA: encontrada em vários tipos de células 
(fibroblastos, células musculares lisas e leucócitos. Desminas 
permitem a manutenção da integridade do sarcómero 
DESMINA: expressa especificamente em células musculares, 
onde conecta os discos Z de elementos contráteis individuais. 
Conecta os conjuntos actina-miosina das células musculares 
uns aos outros e à membrana plasmática 
 No músculo a desmina liga a membrana plasmática 
via IFAPs (ver + à frente)  é importante para a 
manutenção da integridade do sarcómero 
LAMINAS NUCLEARES: encontradas na maioria das células 
eucariotas, fazem parte do envelope nuclear. Agrupam-se para 
formar uma malha ortogonal subjacente à membrana nuclear 
 Confere suporte mecânico, fornecendo locais de 
ligação e poros nucleares e cromossomas em 
interface 
 Organização do conteúdo nuclear 
 Organização do sistema proteico nuclear 
HOMOPOLIMEROS: polímeros iguais, aminas (alcalinos com 
alcalinos p.ex) 
HETEROPOLIMEROS: acídicos com alcalinos 
ASSOCIAÇÕES 
Requerem interações entre os tipos específicos de proteínasDinâmica celular CITOESQUELETO Prof. Amélia 
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Grupo 
1 
SHI e 
SHII 
Heterodímeros obrigatórios 
Grupo 
2 
SHIII e 
SHIV 
Heterodímeros (dímeros de vimentina e 
dimentina) e homopolímeros 
Grupo 
3 SHV Homopolímeros 
EQUILÍBRIO DINÂMICO 
 Numa experiência realizou-se a injeção de queratina 
e biotina em subunidades 
 As células foram fixadas e coradas com anticorpos 
fluorescentes para a queratina e biotina 
 Passados 20’ foi possível observar a reorganização 
das queratinas para formação de uma rede 
 4h após o local de injeção, algumas queratinas 
movimentaram-se para se auto-organizarem, ou seja, 
é dinâmico 
PROTEÍNAS ASSOCIADAS (IFAPS – INTERMEDIATE 
FILAMENT-ASSOCIATED PROTEINS) 
IFAPS: proteínas que permitem a ligação cruzada (cross-link) 
de FIs entre si, formando redes e feixes (bundles), e com outras 
estruturas celulares. Das que se conhecem 
 Nenhuma serve de proteína motor. A apolaridade dos 
filamentos intermédios não permite que haja 
proteínas motoras associadas 
 Nenhuma inicia ou termina a polimerização 
 Nenhuma sequestra proteínas de FI para um 
reservatório insolúvel 
FUNÇÕES: 
 Organização do citoesqueleto de Fis 
 Integração do citoesqueleto de Fis com o de MFs e 
MTs. (As fibras dos filamentos intermédios permitem 
manter a estrutura dos filamentos de actina e a 
posição das miosinas nos sarcómeros) 
 Associação (ligação) de Fis com a membrana 
plasmática e nuclear 
ESTRUTURAS FORMADAS POR FIS E SUA FUNÇÃO 
QUERATINA (CITOPLASMA) E LÂMINA (NÚCLEO): sistema 
raticulado que liga o núcleo à membrana plasmática, 
conferindo forma, suporte mecânico e resiliência no 
citoplasma 
Desmossomas e hemidesmossomas conferem suporte e 
integridade estrutural 
MICROTÚBULOS 
 Podem ser encontrados em neurónios. 
 Presentes em todas células eucariotas 
 Dividem-se em 2 populações: 
o Estáveis e duradoiras: em células não divisíveis 
(feixes de MTs em cílios e flagelos; feixes de MTs 
ao longo dos axónios) 
o Instáveis e de vida curta: em células que sofrem 
rápida divisão celular 
FUNÇÕES: 
 Permite que os neurónios mantenham a estrutura 
 Servem de base para o transporte de vesiculas entre as 
dendrites e a sinapse 
 Transporte de vesiculas endocíticas 
 Envolvidos em movimentos celulares e transporte de 
vesículas (tal como os MFs) 
 Participam na meiose e mitose 
ESTRUTURA DA SUBUNIDADE 
Estruturalmente, são mais rijos (menos flexíveis), porque são 
ocos 
MONÓMEROS: Alfa, beta e gama tubulina (proteínas 
globulares). Alfa e beta formam dímeros, a gama não de junta 
 Formados pela junção de dímeros de alfa e beta 
tubulina 
 Ligações não covalentes na junção de subunidades 
 Cada subunidade liga 2 GTPs. 
GTP-Α-TUBULINA: ligação irreversível (não ocorre hidrólise 
de GTP) devido as duas moléculas adjacentes serem 
tubulinas que impedem a sua ligação a outras moléculas, 
uma vez que fica aprisionado. É negativa devido ao GTP 
GTP-B-TUBULINA: ligação reversível, ocorre hidrólise de 
GTP em GDP (quando ligada a beta tubulina fica na 
periferia e GDP não fica impedida de se ligar a mais 
moléculas). É positiva devido ao GDP 
TAXOL: molécula citoestática, que tem afinidade com B-
globulina (não é fisiológico) 
ASSOCIAÇÕES DE SUBUNIDADES 
1. Associação longitudinal de subunidades (head to 
tail/topo a topo), formando um protofilamento 
2. Associação lateral de protofilamentos (lado a lado)  
forma uma camada enrolada em cilindro 
 Regra geral: 13 protofilamentos (pode haver 
outros com 11-15) para termos um tubo formado 
 Ligação com ligeira torção aumenta a interação 
entre subunidades 
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3. Alongamento por adição de mais subunidades: depois da 
adição de subunidades ocorre a desfosforilação do 
GTP da B-tubulina 
ORGANIZAÇÃO: α + β tubulinas  protofilamento (topo a topo) 
 microtúbulo (13 protofilamentos)  Singletos, dupletos 
(microtúbulo principal (A) e microtúbulo secundário (B)) e 
tripletos (também tem microtúbulos principais, ex: centríolos) 
DEPENDÊNCIA DE TEMPERATURA 
 A associação e dissociação dos microtúbulos é regulada 
pela temperatura (nos outros isto não acontece) 
o À mediada que começa a arrefecer, 
despolimerizam 
o O processo de aquecimento até aos 37º permite 
a polimerização 
 A massa de microtúbulos é mediada pela densidade ótica 
(uma vez que são ocos e podem deixar passar a luz) 
 A população de microtúbulos instáveis e de vida curta são 
importantes na divisão celular e também durante o 
desenvolvimento do embrião, durante todas as mitoses 
sucessivas (este tipo de população é regulada pela 
temperatura, os mais estáveis não é tão facilmente que são 
afetados, estando ancorados) 
ASSOCIAÇÃO VS DISSOCIAÇÃO 
DEPENDÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO DE ΑΒ-TUBULINA 
 Cada protofilamento apresenta polaridade. No inicio o 
terminal negativo e no término o terminal positivo 
 Crescem mais facilmente no polo positivo (tal como os 
filamentos de actina) 
 CC DE ΑΒ-TUBULIN = 0.03UM (mesma lógica que MFs) 
o Se [αβ-tubulin ] > Cc  polimerização de MTs 
(preferência no (+)end). 
o Se [αβ-tubulin ] < Cc  despolimerização de MTs 
INSTABILIDADE DINÂMICA 
DEPENDE: 
 da temperatura, 
 concentração de GDP ou GTP-tubulina 
o GTP-TUBULINA: promove a polimerização 
(velocidade 4x maior) 
o GDP-TUBULINA: promove a 
despolimerização (velocidade 4x maior) 
 ligação a MTOCs - Como, a maior parte dos MTs se 
encontra ligado a MT-Organizing Centers pelos 
terminais negativos, nesses MTs, a instabilidade está 
associada ao terminal positivo 
GTP CAP: estrutura que protege o terminal positivo, tornando 
o microtúbulo mais estável 
PARÂMETROS DE ESTABILIDADE DE MTS 
 Taxa de crescimento 
 Taxa de encurtamento 
 Frequência de catástrofe – proteínas que são ativadas para 
despolimerizar 
 Frequência de salvamento – proteínas que são ativadas 
para polimerizar 
MAPS – MT-ASSOCIATED PROTEINS 
MAPS- proteínas que estão associadas aos microtúbulos – 
regulam a frequência de catástrofe (desestabilizadoras) e 
salvamento (estabilizadoras) 
MAPK (MAP KINASE): regula a fosforilação de MAPs - via de 
sinalização importante aquando da ativação de recetores de 
tirosina cinase (RTKs) e de cytokines). 
ESTABILIZADORAS (quando desfosforiladas são incapazes de 
se ligar  dissociação) 
MAP1: associação e estabilização de MTs, em dendrites e 
axónios 
MAP2: Associação e entrecruzamento (crosslink) de MTs, 
uns aos outros e a Fis, em dendrites 
MAP4: estabilização de MTs, na maioria dos tipos celulares 
 também é fosforilada por cyclin-dependent kinase 
(CDK; relevante no ciclo celular). 
TAU: Associação, estabilização e entrecruzamento (cross-
link) de MTs, em dendrites e axónios 
CLIP170: Entrecruzamento (cross-link) de MTs a 
endossomas e cromossomas 
DESESTABILIZADORAS 
KATANINA: liga-se aos microtúbulos, eles dobram e 
partem, encurtando-os, na maioria dos tipos celulares  
processo dependente de ATP 
OP18: liga-se aos dímeros, impedindo-os de polimerizar, 
na maioria dos tipos celulares (mesma função que a 
timosina dos filamentos de actina) 
 inativada por fosforilação (inibe efeito 
destabilizador). 
MOLÉCULAS EXÓGENAS QUE REGULAM A DINÂMICA 
DOS MTS 
MOLÉCULAS EXÓGENAS – TOXINAS: mimetizam o papel de 
uma proteína biológica, com cinéticas diferentes 
 
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NATURAIS: 
TAXOL (extraído da casca do teixo): liga-se à beta tubulina 
e torna as ligações covalentes mais fortes, impedindo a 
despolimerização. Bloqueia a divisão celular 
COLCHICINA: liga-se entre os monómeros e impede a sua 
polimerização. Impede a formação do fuso durante o ciclo 
celular. Mimetiza a Op18 
SINTÉTICOS 
COLCEMIDE: análogo à colchicina; 
VINCRISTINE e VINBLASTINE 
MTS-ORGANIZING CENTER (MTOC) 
MTOC: qualquer estrutura usada para nucleação e organização 
de MTs. 
 Serve de nucleação e de estabilização (assemelham-
se à proteína cap) pelo polo negativoORIENTAÇÃO CELULAR: 
 Os MTOC definem a orientação celular. 
 Regra geral, estão organizados pelos polos negativos, 
sendo o polo positivo a extremidade (células animais 
em interfase) 
 Em células nervosas 
o Em axónios: os polos positivos estão sempre 
voltados para a extremidade, sendo o polo 
negativo no corpo celular (ou seja, como em 
células animais) 
o Nas dendrites existe ambas as orientações 
CENTROSSOMA: um MTOC dalgumas células em interfase. 
Serve de iniciação para a polimerização de MTs e de âncora 
para os MTs pelo (-)end. Nestes pode haver um par de 
Centríolos (ausentes em plantas e fungos), estruturas 
cilíndricas, (9 tripleto de MTs), dispostos no centro do 
MTOC. Não contactam com o (-)end 
GAMA TUBULINA 
 Microtúbulos não se encontram agarrados aos 
centríolos 
 Forma um complexo com MTOC (não contactam 
com terminal negativo) 
 Organiza-se em anéis de 10 a 13 γ-tubulinas  faz 
de molde para o crescimento do microtúbulo 
 Serve de nucleação e de estabilização 
(assemelham-se à proteína cap) pelo polo 
negativo 
O material pericentriolar contém vários tipos de proteínas 
essenciais para iniciar a associação de tubulina em MTs, 
incluindo γ-tubulina e pericentrina. 
 Anti-corpos anti γ-tubulina bloqueiam a associação de 
MTS. 
 Aproximadamente 80% da γ-tubulina faz parte de um 
complexo (complexo 25S), γ-tubulin-ring complex (γ-
TuRC), contendo 8 polipeptídeos e de 25 nm de 
diâmetro 
Γ-TUBULIN-RING COMPLEX (Γ-TURC): Contém 8 polipeptídeos 
de 25nm e localiza-se no terminal negativo 
PROTEÍNAS MOTOR 
 Na célula, proteínas, organelos, vesículas são, 
frequentemente, transportados ao longo de vias bem 
definidas e levados a destinos pré-definidos. 
 Os MTs constituem as vias e proteínas específicas 
(proteínas-motor) fazem o transporte. 
FAMÍLIAS DE PROTEÍNAS-MOTOR MAIS RELEVANTES 
Cinesinas & Dineinas 
 
KINESINS DYNEINS 
- muito semelhantes à miosina em 
estrutura e função. 
- normalmente movem-se em 
direção ao terminal positivo 
Possuem 3 domínios: 
- cabeça: contém local de ligação 
para os microtúbulos e ATP, sendo 
o local de geração de força – 
domínio motor, onde ocorre 
hidrólise de ATP 
- pescoço: regula a atividade da 
cabeça ligando-se a proteínas 
reguladoras e é também 
responsável pelo tamanho do passo 
- cauda (2 cadeias leves associadas 
aos terminais carboxilo das cadeias 
pesadas): contém locais de ligação 
que determinam se a molécula se 
liga a vesículas/organelos que vai 
transportar ou a estruturas celulares 
-Só possuem cabeça 
– liga-se aos 
microtubulos 
 normalmente 
movem-se em 
direção ao polo 
negativo 
- são mais complexas 
em termos 
moleculares pois 
possuem complexos 
de proteínas 
associadas que 
tornam a proteína-
motor funcional 
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CLASSES FUNCIONAIS DE PROTEÍNAS MOTOR 
Classe 
de 
proteín
as 
motor 
Membros mais 
comuns 
O que 
transporta 
(cargo) 
Direção do 
moviment
o 
M
o
to
re
s 
ci
to
só
li
co
s 
cinesina (I, KIFIA, 
KIFIB) 
Vesículas 
citosólicas 
/organelos 
+ 
Dineina citosólitas - 
cinesina II + 
M
o
to
re
s 
m
it
ó
ti
co
s 
cinesina BimC 
(bipolar) 
Spindle & 
astral MTs 
+ 
Chromokinesins Cromossoma
s (braços) 
+ 
MCAK Kinetochores + 
CENP-E Kinetochores + 
cinesina Ncd 
Spindle & 
astral MTs 
- 
Dineina citosólitas 
Kinetochores, 
Cromossoma, 
córtex celular 
- 
M
o
to
re
s 
d
o
 
ax
o
n
em
a Outer-arm dynein 
(3 HC) 
Inner-arm dynein 
(2 HC) 
dineina axonemal 
Dupletos de 
MTs em cílios 
e flagelos 
- 
DINEINAS CITOSÓLICAS: necessitam de outras proteínas 
associadas, para mediar o transporte  DYNACTIN (complexo: 
Dynamtin + Glued + Arp 1 ). Liga a LC-dineina a cromossomas 
e vesículas. São motores direcionados para o (-)end. São 
grandes com 2 ou 3 cadeias pesadas 
DIREÇÃO DO MOVIMENTO: 
 Classificação de cinesinas segundo a localização do 
domínio motor: Se localizado no terminal N (tipo-N), 
terminal C (tipo-C) ou no meio (tipo-M) 
o CINESINAS TIPO-N E TIPO-M: são motores 
direcionados para o (+) end (têm dominios 
motor com terminal N) 
o CINESINAS TIPO-C : são motores 
direcionados para o (-) end (tem domínio 
motor com terminal C 
 As dineinas citosólicas, são motores direcionados 
para o (-)end . 
NOTA: ao longo dos microtúbulos, as proteínas-motor 
transportam a carga, mas também outras proteínas-motor para 
depois se poderem movimentar no sentido contrário. 
CÍLIOS E FLAGELOS 
 São projeções dos microtúbulos na membrana 
plasmática que existem na maioria das células 
eucariotas 
 Não existem em procariotas, sendo que os flagelos 
das bactérias não possuem estas projeções da 
membrana, mas sim filamentos proteicos que são 
projetados na superfície celular 
 O axonema liga-se à célula pelo corpo basal (com 9 
tripletos de MTs). 
 Os cílios e flagelos de eucariotas possuem estruturas 
típicas: arranjo “9 + 2” 
 2 TIPOS DE CÍLIOS: cílios primários e cílios móveis 
 Os cílios móveis e o flagelos são os que permitem o 
movimento celular 
 FUNÇÃO DOS CÍLIOS: movimento de fluidos ou 
mucosas sobre as superfícies das camadas de células 
epiteliais 
ORIENTAÇÃO DE MTS: (-) base → (+) extremidade 
PROTEÍNAS LIGANTES: nexin; radial spokes (singleto → túbulo 
A), 
PROTEÍNAS-MOTOR: outer- e inner-arm dyneins 
BATIMENTO DE CÍLIOS E FLAGELO: O movimento de cílios e 
flagelos resulta do deslizamento de MTs (dupletos externos), 
um em relação a outro, mediado por dineinas anoxemas ,uma 
proteína dependente de ATP. 
APARELHO MITÓTICO 
3 TIPOS DE MTS 
ASTRAL MTS: irradiam em direção ao córtex celular. 
Posicionam o aparelho mitótico e definem o plano para 
citocinese. 
CINETOCORO MTS: ligam-se aos cromossomas pelos 
cinetocoros. Diferentes proteínas estão envolvidas. 
POLAR MTS: não interagem com cromossomas, mas 
sobrepõem-se com MTs do polo oposto. 
CINETOCORO: possui um conjunto de proteínas-motoras com 
função para: 
 promover a diferenciação dos cromossomas; 
 promover a segregação dos cromossomas; 
 transporte eficaz até cada polo da célula 
Nos Cinetocoros os microtúbulos por vezes não estão 
ligados a proteínas (existem espaços) que é fundamental 
para que possa haver associação e dissociação de 
subunidades. 
Existem filamentos de proteínas que agrupam proteínas-
motor pela sua cauda e as suas cabeças ficam disponíveis 
para correr ao longo dos microtúbulos. 
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 MFs (+ pequenos) 
Fis (intermédios, + 
estáticos) MTs (maiores, são ocos) 
Subunidade G-actina (globular) bastões em α-hélice α- e β-tubulina (globulares) 
Tipo de células eucariotas animais eucariotas 
Distribuição 
subcelular 
citoplasma Citoplasma + núcleo citoplasma 
Organização 
polímeros filamentosos, dupla 
hélice aparente – Antiparalela 
(polar) 
Em corda: Monómeros  
dímeros  tetâmeros  
protofilamentos  filamento 
final (apolar) 
estrutura tubular com interior oco; 
Paredes formadas por justa posição 
de protofilamentos (polar) 
α + β tubulinas  protofilamento 
(topo a topo)  microtúbulo (13 
protofilamentos)  Singletos, 
dupletos (microtúbulo principal (A) e 
microtúbulo secundário (B)) e 
tripletos (também tem microtúbulos 
principais, ex: centríolos) 
Tipo de 
polímeros 
Homopolímeros Homo e heteropolímeros Heterpolímeros 
Função 
Funções gerais: motilidade; 
contratilidade; transporte 
intracelular 
Citocinese; contração muscular; 
migração; locomoção celular 
(formação de estruturas 
características de adesão 
(lamelipodia, filopodia, 
pseudopodia e 
microvilosidades), 
Funções gerais: suporte 
estrutural e força mecânica 
Arranjos da membrana 
plasmática ou nuclear; 
Arranjos no citoplasma; 
Suporte de membranas; 
Junção das actinas e dos 
microtúbulos 
Permite que os neurónios 
mantenham a estrutura; 
Servem de base para o transporte de 
vesiculas entre as dendrites e a 
sinapse; 
Transporte de vesiculas endocíticas; 
Envolvidosem movimentos celulares 
e transporte de vesículas (tal como os 
MFs); 
Participam na meiose e mitose; 
 
Proteínas motor miosinas Não tem cinesinas e dineínas 
Polimerização e 
despolimerização 
Polimerização prefencial no 
polo +; despolimerização 
prefencial no polo - 
Ocorre devido à afinidade 
entre os polímeros 
Polimerização prefencial no polo +; 
despolimerização prefencial no polo 
- 
Fatores que 
influenciam a 
polimerização / 
despolimerização 
Força iónica; formação de 
núcleos; Cc  (+)0.1 e (-)0.6 
 Temperatura; concentração de GDP 
ou GTP-tubulina 
Dinâmica celular CITOESQUELETO Prof. Amélia 
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Tipo de 
filamento 
Proteínas endógenas Proteínas exógenas 
MFs 
ARP2/3 (ACTINE RELATED PROTEIN): serve de nucleação, 
iniciando a polimerização. Regulado pelas proteínas Rho 
GTPases, que são normalmente ativadas por recetores 
intracelulares, normalmente próximas do núcleo, em 
cascadas de sinalização, promovida por fatores de 
crescimento que podem estimular a divisão, etc) 
TIMOSINA BETA 4: vai ligar monómeros de actina, na forma 
ATP-G-actina. Quando se liga, vai impedir a polimerização. 
Requer que a célula faça um sinal (que aumente a força 
iónica) para a timosina libertar o ATP-G-actina e 
posteriormente ocorre a polimerização (ex: concentração de 
Ca2+) 
CAPZ: liga o (+) end de F-actina (indep. de Ca2+), impedindo 
adição ou perda de G-actina. Existe em elevada concentração 
nas células musculares 
GELSOLINA: liga-se aos filamentos de actina e pode quebrá-
los (quebra em 2) e liga-se ao polo positivo de actina, 
impedindo a adição de G-actina 
COFILINA: liga-se a F-actina, aumentando a taxa de 
dissociação de G-actina, a partir de (-)end 
PROFILINA: promove a formação de ATP-G-actina  
promove a polimerização 
CYTOCHALASIN D (alcaloide fúngico): liga-se a 
terminais + e bloqueia o alongamento nesse 
terminal, nada acontece no terminal negativo, este 
mantem-se livre. Mimetiza o efeito de uma proteína 
CAP. A diferença é que as CAP são reguladas para 
proteger e desprender-se do terminal, neste caso a 
ligação pode ser irreversível e esse recetor fica para 
sempre impedido 
LATRUNCULIN: impede a polimerização dos 
filamentos, ligando-se à G-actina. Mimetiza o papel 
da thymosina B4  ambas aumentam o 
reservatório de G-actinas, alteram a forma e função 
celular 
JASPLAKOLINODE (toxina de esponja): liga-se a F-
actina impedindo a sua dissociação 
PHALOIDIN (isolada de Amanita phalloides): impede 
a despolimerização, ligando-se a F-actina, juntando 
mais do que um monómero  deixa de haver 
dinâmica do citoesqueleto (ex: impossibilidade de 
migração por parte das células) 
 
MTs 
ESTABILIZADORAS (quando desfosforiladas são incapazes de 
se ligar  dissociação) 
MAP1: associação e estabilização de MTs, em dendrites e 
axónios 
MAP2: Associação e entre-cruzamento (crosslink) de MTs, 
uns aos outros e a Fis, em dendrites 
MAP4: estabilização de MTs, na maioria dos tipos 
celulares. Também é fosforilada por cyclin-dependent 
kinase (CDK; relevante no ciclo celular). 
TAU: Associação, estabilização e entrecruzamento (cross-
link) de MTs, em dendrites e axónios 
CLIP170: Entrecruzamento (cross-link) de MTs a 
endossomas e cromossomas 
NATURAIS: 
TAXOL (extraído da casca do teixo): liga-se à beta 
tubulina e torna as ligações covalentes mais 
fortes, impedindo a despolimerização. Bloqueia 
a divisão celular 
COLCHICINA: liga-se entre os monómeros e 
impede a sua polimerização. Impede a formação 
do fuso durante o ciclo celular. Mimetiza a Op18 
SINTÉTICOS 
COLCEMIDE: análogo à colchicina; 
VINCRISTINE e VINBLASTINE 
 
DESESTABILIZADORAS 
KATANINA: liga-se aos microtúbulos, eles dobram e 
partem, encurtando-os, na maioria dos tipos celulares  
processo dependente de ATP 
OP18: liga-se aos dímeros, impedindo-os de polimerizar, 
na maioria dos tipos celulares (mesma função que a 
timosina dos filamentos de actina). Inativada por 
fosforilação (inibe efeito destabilizador).