Fundamentos da Biologia Celular - Alberts et al - 2017 - 4 Edicao-619

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592 Fundamentos da Biologia Celular
Capítulo 16, as GTPases monoméricas comportam-se como interruptores mole-
culares que controlam processos intracelulares pela alternância entre um estado 
ativo ligado a GTP e um estado inativo ligado a GDP (ver Figura 16-15B). No caso 
do citoesqueleto de actinas, a ativação de diferentes membros da família Rho 
afeta a organização dos filamentos de actina de diversas maneiras. Por exemplo, 
a ativação de um membro da família Rho desencadeia a polimerização da acti-
na e o enfeixamento dos filamentos para formar filopódios; a ativação de outro 
membro promove a formação de lamelipódios e o ondulamento da membrana; 
e a ativação da própria Rho dirige a associação de filamentos de actina com a 
miosina-II e a agregação de integrinas da superfície celular, promovendo assim a 
locomoção da célula por deslizamento (Figura 17-37).
Essas alterações estruturais complexas e drásticas ocorrem porque as 
proteínas de ligação ao GTP da família Rho, em conjunto a proteínas-cinase e 
proteínas acessórias que interagem com elas, atuam como uma rede de compu-
tadores para controlar a organização e a dinâmica da actina. Essa rede recebe 
sinais externos de nutrientes, fatores de crescimento e de contatos com as célu-
las adjacentes e com a matriz extracelular, junto com informações intracelulares 
a respeito do estado metabólico da célula e da necessidade ou não de divisão. 
A rede Rho, em seguida, processa essas entradas e ativa as vias de sinalização 
intracelular que moldam o citoesqueleto de actina, por exemplo, pela ativação 
das proteínas forminas que promovem a formação de filopódios ou pelo estímulo 
a complexos ARP na borda anterior da célula para gerar grandes lamelipódios.
Um dos mais rápidos rearranjos de elementos do citoesqueleto ocorre quan-
do uma fibra muscular contrai em resposta a um sinal derivado de um nervo 
motor, como discutimos a seguir.
CONTRAÇÃO MUSCULAR
A contração muscular é o mais familiar e mais bem compreendido dos movimen-
tos das células animais. Em vertebrados, correr, caminhar, nadar ou voar são ati-
vidades que dependem da capacidade da musculatura esquelética de contrair-se 
fortemente e movimentar os diversos ossos. Movimentos involuntários, como os 
(A) CÉLULAS NÃO ESTIMULADAS
(C) ATIVAÇÃO POR Rac
(B) ATIVAÇÃO POR Rho
(D) ATIVAÇÃO POR Cdc42
20 μm
QUESTÃO 17-7
Na borda anterior de uma célula 
em migração, as extremidades mais 
(+) dos filamentos de actina estão 
posicionadas próximo à membrana 
plasmática, e os monômeros de ac-
tina são adicionados a essas extre-
midades e empurram a membrana 
para fora, formando os lamelipódios 
ou os filopódios. O que você acha 
que mantém os filamentos nas 
extremidades opostas à de adição 
de monômeros e evita que eles se-
jam empurrados para o interior da 
célula?
Figura 17-37 A ativação de GTPases da 
família Rho pode ter um efeito drástico 
sobre a organização dos filamentos de 
actina em fibroblastos. Nestas microgra-
fias, a actina foi corada com faloidina, uma 
molécula que se liga especificamente a 
filamentos de actina, anteriormente mar-
cada com fluorescência (ver Tabela 17-2, 
p. 587). (A) Fibroblastos não estimulados 
possuem filamentos de actina predomi-
nantemente no córtex. (B) A microinjeção 
de uma forma ativada de Rho promove a 
rápida associação de feixes de filamentos 
de actina longos e não ramificados; eles são 
contráteis, pois há miosina associada a es-
ses feixes. (C) A microinjeção de uma forma 
ativada da proteína Rac, uma proteína de 
ligação a GTP semelhante a Rho, provoca a 
formação de um enorme lamelipódio que 
abrange toda a circunferência da célula. 
(D) A microinjeção de uma forma ativada 
de Cdc42, outro membro da família Rho, 
estimula a protrusão de diversos filopódios 
longos na periferia da célula. (De A. Hall, 
Science 279:509–514, 1998. Com permissão 
de AAAS.)
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