BIO CEL 3 CITOSOL, CITOESQUELETO E MITOCÔNDRIA - 2022 2 (3)

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CITOSOL, CITOESQUELETO e 
MITOCÔNDRIA
Disciplina: Biologia Celular e Molecular
Profª. MsC. Aline Ximenes Fragoso
CITOSOL
CITOSOL
• Contém muitos componentes 
semelhantes aos procariontes: complexos 
enzimáticos, RNAr, RNAm e RNAt;
• Considerado o verdadeiro meio 
intracelular;
• Estende-se do núcleo até a MP;
• Preenche espaços não ocupados pelas 
organelas (50% do volume do 
citoplasma);
• pH = 7,2 – neutro e consistência de gel.
• Elementos do citoesqueleto;
• Grande número de enzimas (Ex: 
muitas que intervêm na glicólise);
• Moléculas que conduzem sinais 
dentro da célula;
• Elementos que realizam síntese 
proteica intra e extracelular..
• Água; etc..
COMPONENTES DO 
CITOSOL
CITOESQUELETO
O QUE É O 
CITOESQUELETO?
QUAL A FUNÇÃO DO 
CITOESQUELETO?
Confere a forma celular e permite que ela organize seus 
componentes, além de conferir a capacidade de movimento
direcionado.
Sistema de filamentos proteicos e proteínas acessórias no 
citoplasma de uma célula eucariótica.
QUAL A COMPOSIÇÃO E ORGANIZAÇÃO 
DO CITOESQUELETO?
Os 3 filamentos proteicos podem ser distintos de 
acordo com:
Diâmetro; Tipo de subunidade; Arranjo da subunidade.
COMPOSIÇÃO DO CITOESQUELETO
1. Filamentos de actina (Microfilamentos)
Diâmetro: 5 a 9 nm.
Tipo de subunidade: monômeros de actina.
Arranjo da subunidade: fitas torcidas.
2. Filamentos Intermediários
Diâmetro: 10 nm.
Tipo de subunidade: agregados de 
uma grande e diversa família de proteínas.
Arranjo da subunidade: geralmente 
em formato linear.
3. Microtúbulos
Diâmetro: 25 nm.
Tipo de subunidade: heterodímeros de alfa e beta 
tubulina.
Arranjo da subunidade: cilindros ocos e retilíneos.
COMPOSIÇÃO DO CITOESQUELETO
Filamentos proteicos
As proteínas acessórias são classificadas 
como:
1. Proteínas reguladoras;
2. Proteínas ligadoras;
3. Proteínas motoras.
COMPOSIÇÃO DO CITOESQUELETO
Proteínas acessórias
As proteínas acessórias são 
classificadas como:
1. Proteínas reguladoras
Controlam o nascimento, 
alongamento, o encurtamento e o 
desaparecimento dos três filamentos 
principais do citoesqueleto.
COMPOSIÇÃO DO CITOESQUELETO
Proteínas acessórias
As proteínas acessórias são 
classificadas como:
2. Proteínas ligadoras
Conectam os filamentos entre si ou 
com outros componentes da célula.
COMPOSIÇÃO DO CITOESQUELETO
Proteínas acessórias
As proteínas acessórias são 
classificadas como:
3. Proteínas motoras
Servem para transladar/deslocar
macromoléculas e organelas de um 
ponto a outro do citoplasma. Também 
fazem com que dois filamentos contíguos 
(vizinhos) e paralelos entre si deslizem 
em sentidos opostos, o que constitui a 
base da motilidade, da contração e das 
mudanças de forma da célula.
COMPOSIÇÃO DO CITOESQUELETO
Proteínas acessórias
Transporte de 
neurotransmissores por 
vesículas transportadoras
(dependente de ATP)
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS 
• Proteína fibrosa que criam rede com forma de corda (em células animais);
• Contribuem para a manutenção da morfologia das células e estabelecem as
posições das organelas no interior da célula;
• Função principal: Responsáveis pela resistência mecânica, não contribuem
para movimentação celular.
•Forma uma rede contínua que se estende da membrana plasmática até a
carioteca.
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS
CITOPLASMÁTICO NUCLEAR
Queratina
Vimentina Neurofilamentos Laminofilamentos
Epitélio Tecido conjuntivo Neurônios Em todas as 
células animais
Desmina
Células musculares 
Filamentos Gliais
Neuróglia
OS FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS POSSUEM 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA VARIÁVEL
ESTRUTURA E MONTAGEM DOS FILAMENTOS
INTERMEDIÁRIOS
Todos os filamentos intermediários apresentam a mesma 
organização estrutural
Células epiteliais do intestino delgado
Na periferia estão frequentemente ancorados 
na membrana plasmática em junções
célula-célula: Desmossomos 
São junções puntiformes entre 
as células epiteliais, distribuídos 
irregularmente nas paredes 
laterais das células.
OS FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS AUXILIAM 
NO DIAGNÓSTICO DE NEOPLASIAS
OS LAMINOFILAMENTOS SUPORTAM E DÃO 
RESITÊNCIA AO ENVELOPE NUCLEAR –
LÂMINA NUCLEAR (interno)
Em contraste aos filamentos intermediários citoplasmáticos 
bastante estáveis encontrados em muitas células, os 
laminofilamentos são dinâmicos pois essa estrutura passa pelo 
processo de divisão celular e têm que se desfazer e 
reestruturar constantemente.
MICROTÚBULOS
MICROTÚBULOS
• Estrutura longa, retilínea, cilíndrica e oca, composta pelo
heterodímero (2 tipos de moléculas - alfa e beta) de tubulina;
• Contribuem para o estabelecimento da forma da célula;
• Participam de movimentos celulares, incluindo os batimentos de cílios,
flagelos e o transporte de vesículas no citoplasma;
• Proteínas acessórias dos microtúbulos (reguladoras, ligadoras e
motoras) recebem o nome de MAP (do inglês, microtube-associated
proteins).
De acordo com a localização, os microtúbulos se classificam em:
1) Citoplasmáticos: presentes na célula em interfase;
2) Mitóticos: presente nas fibras do fuso mitótico;
3) Ciliares: localizadas no eixo dos cílios e flagelos;
4) Centriolares: pertencentes aos corpúsculos basais e aos centríolos.
CLASSIFICAÇÃO DOS MICROTÚBULOS
ESTRUTURA DE UM HETERODÍMERO DE 
TUBULINA E DE UM MICROTÚBULO
As subunidades de heterodímero de tubulina α e β se unem 
para formar o Microtúbulo
CENTROS ORGANIZADORES 
DE MICROTÚBULO (MTOC)
Os MTOC estão continuamente recrutando/criando novos 
microtúbulos em diferentes direções e retraindo-os.
Constituído por 1 ou 2 centríolos (diplossomo).
CORPOS BASAIS E PÓLOS DO FUSO 
Os centríolos consistem em um par de estruturas cilíndricas de 
Microtúbulos modificados, em forma de L, acrescido de uma grande 
quantidade de moléculas acessórias: se tornarão os corpos basais - de cílios e 
flagelos - e originam os dois polos dos fusos mitóticos.
9 Trincas de 
Microtúbulos 
CORPOS BASAIS X CENTRÍOLOS
• Os corpos basais estão localizados
próximo à superfície celular (base dos
cílios e flagelos) e os centríolos
próximos ao núcleo;
•Os corpos basais costumam ser
formados por uma unidade, enquanto
os centríolos têm duas unidades
perpendiculares entre si (formato de
L).
Medicamento: COLCHICINA
•É um agente antimitótico utilizado
amplamente como substância experimental
para estudar a divisão e a função celular.
•Ela é muito utilizada em preparações
citogenéticas – criação de cariótipo.
•Sua atuação consiste em impedir a
organização dos microtúbulos.
• Vem sendo investigado o seu uso
potencial como uma droga
anticancerígena.
Medicamento: COLCHICINA
1 2 3
4
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DOENÇA ALZHEIMER
•Caracterizada pela deteriorização 
neuronal progressiva;
•Instabilidade dos microtúbulos 
(imprescindível para o transporte 
intracelular de materiais vitais –
vesículas com neurotransmissores).
FILAMENTOS DE ACTINA OU 
MICROFILAMENTOS
• É o principal constituinte e mais abundante
do citoesqueleto de TODAS as células
eucarióticas;
• Formam um sistema de motilidade em
TODAS as células eucarióticas;
• Essenciais em muitos movimentos,
principalmente aqueles que envolvem a
superfície celular;
FILAMENTOS DE ACTINA ou 
MICROFILAMENTOS
FILAMENTOS DE ACTINA ou 
MICROFILAMENTOS
• Com base na sua distribuição na célula, 
os filamentos de actina classificam-se em:
- Corticais : que se localizam abaixo da 
membrana plasmática, onde constituem o 
componente citosólico mais importante.
- Transcelulares : atravessam o citoplasma 
em todas as direções.
FILAMENTOS DE ACTINA 
ou MICROFILAMENTOS
OS FILAMENTOS DE 
ACTINA E O 
COMPORTAMENTO 
CELULAR
1) AS VESÍCULAS LIGADAS À MIOSINA 
SÃO CARREGADAS AO LONGO DOS 
FILAMENTOS DE ACTINA
2) A ACTINA E A MIOSINA II FORMAM 
FEIXES CONTRÁTEIS EM CÉLULAS NÃO 
MUSCULARES
Miosina II é necessária para a citocinese (última etapa 
da divisão celular).
Sulco de 
clivagem
3) MOTILIDADE CELULAR
Feixe contrátilLamelipódio Filopódio
Vídeo Leucócito atrás da bactéria
3) MOTILIDADE CELULAR
ALTERAÇÕES NO FORMATO DAS PLAQUETAS CAUSADAS PELA 
POLIMERIZAÇÃO E DESPOLIMERIZAÇÃO DA ACTINA 
Alterações conformacionais das plaquetas durante a coagulação
Quando são expostas aos agentes de
coagulação, estendem numerosos
filapódios...
Plaquetas em repouso têm formato 
discóide.
... E então se expandem.
4) MICROVILOSIDADES
Projeção microscópica 
da membrana celular, 
seu interior é formado 
por 25 a 40 filamentos de 
Actina em seu interior. 
Estão envolvidos em 
uma ampla variedade de 
funções, incluindo 
Absorção, Secreção e a 
Adesão celular.
4) MICROVILOSIDADES
Microvilosidade
Desenho esquemático.
Células epiteliais do intestino delgado
5) CONTRAÇÃO MUSCULAR
Em um ser humano adulto, essas grandes células multinucleadas (também 
denominadas fibras musculares) contêm numerosas MIOFIBRILAS nas quais 
os filamentos de actina e os filamentos de miosina II estão arranjados sob uma 
estrutura altamente organizada, o que confere a miofibrila sua aparência 
listrada ou estriada
Fibra Muscular
Sessão longitudinal de uma célula muscular 
esquelética, mostrando os sarcômeros: 
unidades contráteis do músculo.
5) CONTRAÇÃO MUSCULAR
se baseia em feixes de actina e miosina
Molécula de Miosina II
Porção lisa
Cabeças de Miosina
Filamento de Miosina II: Agrupamentos de moléculas de miosina
tipo II são formadas pela interação de suas caudas supertorcidas
5) CONTRAÇÃO MUSCULAR
Pequenos filamentos bipolares compostos por Miosina II 
podem provocar deslizamento de filamentos de actina: o 
efeito resultante consiste no deslizamento dos conjuntos de actina
opostamente orientados
5) CONTRAÇÃO MUSCULAR
Pequenos filamentos bipolares compostos por Miosina II 
podem provocar deslizamento de filamentos de actina: o 
efeito resultante consiste no deslizamento dos conjuntos de actina
opostamente orientados
5) CONTRAÇÃO MUSCULAR
MITOCÔNDRIA
Fábrica / Célula
Energia / Mitocôndria
Reação: GLICOSE + ADP + O2 => ATP + CO2 + H2O 
Toda célula tem uma estrutura que retém a energia dos 
alimentos
Organismos Heterótrofos
Mitocôndria – Organela Energética
• A mitocôndria é a organela
responsável pela síntese de
ATP (energia).
• A molécula de ATP apesar
do espaço insignificante que
ocupa, disponibiliza uma
grande quantidade de energia
que pode ser facilmente
utilizada, tão logo e onde for
necessária.
A molécula de ATP
• A energia encontra-se depositada em ligações químicas
entre os fosfatos do ATP, embora possa ser utilizada
apenas a que envolve o fosfato terminal.
•Quando o ATP hidrolisa, juntamente com a liberação de
energia, é gerado um ADP e um fosfato.
A molécula de ATP
A molécula de ATP
ADP (2) = Bateria Descarregada
ATP (3) = Bateria Carregada
Carregada pela 
ligação de 1 
Fosfato
MITOCÔNDRIA é uma usina geradora de moléculas de ATP, que 
captam energia depositada nas ligações covalentes das moléculas 
dos alimentos e transferem-na ao ADP.
Quando a energia do ATP é removida, o ADP é reconstituído e
reingressa nas mitocôndrias para receber uma nova “carga” de
energia.
A molécula de ATP
A energia é retirada dos alimentos
Vegetais
Animais Herbívoros
Animais Carnívoros
A energia é retirada dos alimentos
• As substâncias alimentícias são classificadas em carboidratos,
gorduras, proteínas, minerais e H2O, aos quais o O2 deve ser
agregado.
•Os alimentos entram no organismo pelo Sistema Digestório, salvo o
O2 (S. Respiratório).
e CO2 + H2O
Cadeia Metabólica Degradativa
• Os alimentos são ingeridos 
e seus componentes 
moleculares começam a ser 
divididos em partes cada 
vez menores pela ação de 
grande variedade de 
ENZIMAS.
•Três locais: Tubo Digestório, 
Citosol e a Mitocôndria.
Cadeia Metabólica Degradativa
•TUBO DIGESTÓRIO (extracelular): Epitélio 
intestinal – sangue – células.
Carboidratos - monossacarídeos (glicose);
Lipídios - ácidos graxos e glicerol;
Proteínas - aminoácidos.
•CITOSOL (intracelular): Reações químicas –
Glicólise.
Degradação da Glicose
•MITOCÔNDRIAS: Reações químicas –
Descarboxilação Oxidativa, Ciclo de Krebs e 
Fosforilação Oxidativa. 
Degradação de Ácidos Graxos
Cadeia Metabólica Degradativa
Cadeia Metabólica Degradativa
Cadeia Metabólica Degradativa
Descrição Geral e Estrutura
• Encontrada em todos os tipos celulares;
•Cilíndricas;
• 3µm de comprimento e 0,5µm de diâmetro;
• Seu número varia de acordo com o tipo celular;
•Situadas nas regiões das células onde a demanda de
energia é maior, assim se deslocam de um lado para outro
do citoplasma até as zonas que necessitam de energia.
Descrição Geral e Estrutura
• Constituído por duas membranas
Descrição Geral e Estrutura
Matriz Mitocondrial = Contém 
numerosas moléculas 
Membrana Interna = 
desenvolve 
pregueamento
Para a matriz que dão 
lugar às chamadas
Cristas Mitocôndriais 
(alto grau de 
especialização).
Membrana Externa 
= é permeável, com 
proteínas 
transmembrana 
(Porinas).
Espaço 
Intermembranoso = 
possui conteúdo 
semelhante ao do 
citosol.
Funções Gerais da Mitocôndria
•Principal: Gerar energia para 
a célula (ATP);
• Remoção de Cálcio do Citosol;
•Síntese de Aminoácidos;
•Síntese de Esteróides 
(hormônios).
Células 
Musculares
•Em situação de intensa atividade muscular, os músculos necessitam de
muita energia, obtida pela “queima” de alimento com o uso de oxigênio;
•Quando ultrapassam um determinado nível de atividade, esgotam o
oxigênio atmosférico que lhes chega pelas hemácias;
•Na falta de oxigênio, o piruvato (proveniente da glicose) se transforma
em lactato (ácido láctico) – Fermentação Láctica – para produzir energia.
•O lactato passa ao sangue e chega no fígado, onde se converte
novamente em glicose para ser armazenado .
Células 
Musculares
Reprodução das Mitocôndrias
•Nas células que não se
multiplicam ou que têm interfases
prolongadas, as mitocôndrias
envelhecem e são degradadas
pelos fagolisossomos.
• Nas outras ocorre a divisão de
uma mitocôndria preexistente,
para a qual previamente duplicam
de tamanho - Fissão Binária
Proteínas e DNA
•A maior parte das proteínas vêm do
citosol e outras poucas são produzidas
no território da própria organela.
•A mitocôndria possui várias unidades
idênticas de um DNA circular.
•Este DNA não possui histonas e tem
única origem de replicação;
•É muito pequeno, possui apenas 37
genes e vários tipos de RNA.
•São de origem Materna, provenientes
do Ovócito.
Herança Mitocondrial
•Mãe com gene deficiente = 100% prole afetada;
•As filhas transmitem e os filhos não;
•Doenças Raras que geralmente afetam o Sistema Neuromuscular. 
Origem da Mitocôndrias -
Endossimbiose
•A existência de DNA, vários tipos de 
RNA e outras moléculas, mecanismo 
de autorreprodução por fissão, 
semelhantes ao das bactérias, sugere 
que as mitocôndrias se originaram 
de bactérias aeróbicas, em relação 
simbiótica com células eucariontes 
anaeróbicas.
Origem da Mitocôndrias -
Endossimbiose
•Bactérias teriam penetrado por fagocitose e escaparam dos
mecanismos intracelulares de destruição;
•Pela fagocitose a membrana plasmática da célula eucarionte
hospedeira, provavelmente originou a membrana externa da
mitocôndria e a membrana da bactéria se tornou a membrana
interna dessa organela;
•Bactéria = proteção e nutrientes;
•Célula = ganhou sistema mais eficiente de aproveitamento de
energia e utilização de oxigênio acumulado no meio intracelular,
evoluindo para aeróbica;
Origem da Mitocôndrias -
Endossimbiose
OBRIGADA!!!
alinexfragoso@gmail.com
"O QUE ME PREOCUPA NÃO É O GRITO DOS MAUS. É 
SIM O SILÊNCIO DOS BONS.“
Martin Luther King (1929-1968)