Citoesqueleto - Resumo

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CITOESQUELETO:
� Proteínas do citoesqueleto:
● Actina: São unidades solúveis (globulares), as quais formam os microfilamentos (monômeros de actina) e
determinam a forma e superfície celular.
● alfa-queratina: São unidades insolúveis (fibrosas), as quais formam os filamentos intermediários e
conferem resistência mecânica à célula.
● Tubulinas: São unidades solúveis (globulares), as quais formam os microtúbulos (heterodimeros de alfa e
beta tubulinas) e determinam o posicionamento das organelas, além de direcionar o transporte
intracelular.
-Os protofilamentos possuem, em uma unidade, poucas interações entre proteínas e portanto, são instáveis. Já
múltiplos protofilamentos possuem muitas interações entre proteínas, tornando-se , dessa forma, estável. Alem
disso, quanto maior o numero de interações entre proteínas, mais resistente e dinâmica é a molécula e quanto
maior sua estabilidade, menos energia livre a molécula possui.
*as interações entre proteínas ocorrem por meio de ligações não covalentes.
-Constante de equilíbrio: As interações entre proteínas devem respeitar uma constante de equilíbrio (Keq). O
equilíbrio se da quando a taxa de associação (Ta) = taxa de dissociação (Td)
Como Ta= Kon.[R] e Td= Koff. [P], pode se afirmar que quanto maior a concentração de reagentes, maior a taxa (e
velocidade) de associação. E à medida que os reagentes são consumidos, a velocidade de associação diminui
enquanto a velocidade de dissociação aumenta.
*quanto maior a afinidade entre as moléculas, maior a Keq.
A concentração crítica é a concentração tão baixa, de forma que o equilíbrio seja atingido (Ta=Td) e, dessa forma,
NÃO haverá mais crescimento do polímero
*quanto mais interações moleculares, maior a Keq, menor a energia livre e, portanto, menor é a concentração
crítica, o que leva a um polímero grande.
-Taxa de nucleação: Pequenos oligômeros podem associar-se espontaneamente, mas, como são instáveis,
dissociam-se rapidamente. Para que ocorra a nucleação deve haver uma quantidade pré-associada de moléculas
de forma que a polimerização seja favorecida (ocorre rapidamente a partir daí. Alem disso, a célula possui
proteínas que catalisam a nucleação em locais específicos da célula. Dessa forma, a célula possui a vantagem de
CONTROLAR os mecanismos de polimerização.
-Extremidades (+) e (-): Alterações conformacionais nas subunidades resultam nas taxas de crescimento distintas
em cada uma das extremidades.
No momento em que o monômero/ heterodimero se liga a um polímero, ocorre hidrolise do ATP, tornando-se
ADP. Por isso, pode-se dizer que existem as dinâmicas trifosfatada (forma T) e difosfatada (forma D). Sendo que na
forma T (polímero grande), há mais energia, a Keq é maior e a Concentração crítica é menor, quando comparada a
forma D (polímero pequeno).
Enquanto na extremidade do polímero houver a capa de ATP ou GTP, ou seja, possuir uma forma T, o crescimento
será favorecido.
No entanto, se a incorporação de um novo monômero/heterodímero ao polímero levar mais tempo do que o
tempo necessário para hidrolise do ATP ou GTP, estabelecendo um equilíbrio termodinâmico na forma D e, assim,
haverá um desmanche do polímero (catástrofe) o que gera a instabilidade dinâmica em microtúbulos e na actina o
treadmilling,
� Microtúbulos: associação de alfa e beta tubulinas.
-O crescimento do polímero ocorre mais rapidamente na extremidade +
-A nucleação de microtúbulos ocorre no centrossomo (próximo ao núcleo), pois a extremidade - fica voltada ao
interior do centrossomo.
-Uma subunidade beta-tubulina, quando incorporada ao polímero, hidrolisa GTP em GDP. Essa hidrolise forma
um heterodímero alfa/beta-tubulina na forma D, sendo menos favorável à polimerização.
Kt > Kd Cct < Ccd
A instabilidade dinâmica é muito importante para o processo de divisão celular (cromossomos e proteínas
motoras auxiliam na montagem da fibra de fuso).
-Catástrofe: A importância da catástrofe está relacionada à ligação entre cinetócoro e microtubulos para formar as
fibras de fuso, pois essa ligação é feita através de tentativa e erro! (aqueles que derem errado devem sofrer
catástrofe).
Os microtúbulos e filamentos de actina são proteínas solúveis quando em unidade e fibrosas quando associadas e
isso os dá a vantagem de serem transportadas pelo citosol de forma eficiente após a catástrofe, já que elas são
prontamente solubilizadas.
Além disso, a separação de cromátides ocorre através da indução catastrófica.
microtúbulos Microfilamentos de actina
Assoc. de heterodímeros de alfa/beta tubulina Assoc. de monômeros de actina
Nucleotídeo: GTP/GDP Nucleotídeo: ATP/ADP
Nucleação ocorre no centrossomo Nucleação ocorre no ectoplasma
Assoc/dissoc. Ocorrem mais rapidamente na
extremidade +
Assoc/ dissoc. Ocorrem em ambas as
extremidades
-Actina: haverá associação na extremidade + da actina se a concentração de monômeros de alfa-actina na forma T
for maior que a Cct.
E haverá dissociação de monômeros D na extremidade – se a concentração de monômeros de alfa-actina na forma
D for menor que a Ccd.
O treadmilling ocorre quando a Tont = Toffd. Logo não haverá crescimento do polímero, mas sim seu
deslocamento.
� Proteinas acessórias aos microtúbulos:
● estatminas: associam-se a heterodimeros livres, impedindo a associação e gerando catástrofe. A
regulação é feita através da fosforilação da estatmina, pois a estatmina fosforilada não se liga a
heterodimeros. (Modificação covalente)
� Proteínas associadas a microtúbulos:
● MAP 2: estabiliza e resulta em microtúbulos mais estáveis e dinâmicos
● TAU: organizam feixes de microtúbulos
● gama-TURC: responsável pela nucleação de microtúbulos no centrossomo
*MAP 2 e TAU quando em processo patológico não se ligam aos microtúbulos, causa necrose e neurodegeneracao
(Alzheimer, Príon)
� Proteínas acessórias a actina:
I- Complexo arp: responsável pela nucleação da actina; associa-se ao filamento. O complexo arp se mantem ligado
com sua extremidade – ao filamento de actina, criando uma ramificação (permite formar rede).
II- forminas: realizam a nucleação através da captura de dois monômeros. Não gera ramificação.
III- Timosina: impede a associação de monômeros (tanto entrada quanto saída) nas extremidades + ou – da actina
e impede a hidrolise do ATP. A timosina se liga ao monômero que iria se ligar ao polímero.
IV- Profilina: aumenta a associação de monômeros na extremidade +, pois ela se liga na extremidade – não
permitindo associação na extremidade -. A profilina se liga ao monômero que iria se ligar à extremidade – do
polímero.
-Proteínas de capeamento: Associam-se à extremidade + do filamento impedindo a associação/dissociação de
novos monômeros (mais rápido).
-Proteínas motoras:
I- Cinesinas: associam-se a microtubulos normalmente, e promovem o deslocamento de organelas membranosas
II- Dineínas: associadas a microtubulos, estão relacionadas a movimentos de cílios e flagelos.
III- Miosina: associada a actina, é importante na contração muscular (exige muito ATP)
*cada “passo” dado pelas proteínas motoras gasta um ATP.
� Filamentos intermediários: conferem resistência mecânica, formados por queratinas, vimentina, desmina,
periferina na forma de associação de proteínas fibrosas. Há presença de junções celulares.
-Os desmossomos e hemidesmossomos estão relacionados aos filamentos intermediários e conferem adesão mais
fortes, quando comparados as junções de adesão (célula-célula ou célula-matriz), as quais estão relacionadas aos
filamentos de actina.
*As caderinas fazem a mediação da adesão célula-célula dependentes de Ca2+ e controlam a organização seletiva
das células (diferentes tipos em diferentes células). Enquanto isso, as cateninas mantem as caderinas ligadas ao
citoesqueleto de actina.
-Desmossomos, hemidesmossomos e filamentos intermediários: tipo de filamento. Intermediário é determinado
pelo tipo celular (tecido epitelial-queratina/tecido muscular cardíaco – desmina).
-O pênfigo é uma doença autoimune em que anticorpos anticaderinas rompem os desmossomos que mantem as
células epiteliais unidas,resultando na formação de bolhas na pele.
� Adesão:
● Selectinas: associadas a actina, promovem adesão célula-celula e permitem captura de linfócitos
circulantes para serem direcionados ao foco de lesão.
● Integrinas: associadas a filamentos intermediários, promovem adesão (célula-matriz) e essa adesão é
muito forte. Defeitos de integrinas são causadores de muitas doenças genéticas.
● Junções compactas: formam barreiras entre as células (claudinas e ocludinas)
As junções de oclusão estão relacionadas a integridade da barreira hemato-cefalica e a elevação da
permeabilidade intestinal na doença celíaca.
Se houver uma lesão, há reconhecimento dos padrões moleculares associados ao dano (DAMPs). Este
reconhecimento (Toll-like receptors) acarreta na expressão e secreção de citocinas, as quais aumenta, a expressão
de selectinas e integrinas, recrutando linfócitos para lesão. (VAMPs e PAMPs).