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CITOPLASMA E CITOESQUELETO Profa. Camilla Vila Nova É o espaço entre a membrana plasmática e a carioteca em células eucariontes. Em células procariontes compreende todo seu conteúdo. Nele encontra-se o citosol. Célula Procarionte Célula Eucarionte Biologia Celular Citoplasma AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Citosol AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Ectoplasma Endoplasma Carioteca Núcleo É uma massa líquida que contêm diversas substâncias, com grande quantidade de moléculas orgânicas e inorgânicas, chamado também de hialoplasma, citoplasma fundamental ou matriz citoplasmática. A porção mais periférica do citosol é o ectoplasma (gelatinosa) e a mais interna é o endoplasma (fluida). Água, proteínas, açúcares, sais minerais e outros compostos tornam o citoplasma uma espécie de gelatina, um coloide, que garante a circulação dos nutrientes (ciclose). A matriz extracelular é um conjunto de moléculas extracelulares secretadas por células de suporte que fornecem auxílio estrutural e bioquímico para as células circundantes. Imersos no citoplasma encontramos o citoesqueleto e as organelas citoplasmáticas. O citoesqueleto é responsável por: • Estabelecer a forma da célula eucarionte e permitir que esta se modifique; • Manter o posicionamento das organelas citoplasmáticas; • Permitir os movimentos celulares; • Participar da divisão celular. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Citoesqueleto Biologia Celular Movimentos celulares • Contração celular (músculo); • Citocinese (separação do citoplasma no final da divisão celular); • Movimento de microvilosidades; • Movimentos ameboides (pseudópodos); • Movimentos morfogenéticos (durante o desenvolvimento embrionário); • Movimento de organelas; • Movimento de cílios e flagelos; • Movimento dos cromossomos na divisão. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto A B Biologia Celular Movimentos celulares Microtúbulos na divisão celular Diapedese: saída dos neutrófilos do sangue para o tecido AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Movimentos celulares D Ameba emitindo pseudópodes Contração muscular. Todos os movimentos estão envolvidos com o citoesqueleto C AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Composição do citoesqueleto O Citoesqueleto é composto por: • Microfilamentos; • Filamentos Intermediários; • Microtúbulos; • Macromoléculas proteicas; Microfilamentos de actina 6 nm Filamentos intermediários 8 - 12nm Microtúbulos 25 nm AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Composição do citoesqueleto AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto As várias atividades do citoesqueleto dependem dos três diferentes tipos de filamentos proteicos: • Microfilamentos: são formados por actina; • Filamentos intermediários: formados por uma família de proteínas fibrosas, tais como vimentina, queratina, desmina, dentre outras; • Microtúbulos: são formados por tubulina; Microfilamentos Microtúbulos Intermediários Biologia Celular Composição do citoesqueleto Tipos de filamentos encontrados no citoesqueleto Microfilamento de actina Microtúbulos com anti Β-tubulina Filamentos de queratina AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Composição do citoesqueleto Proteínas motoras não filamentosas como a dineína e cinesina também fazem parte do citoesqueleto; Elas trabalham em conjunto com os microtúbulos e as miosinas (que atuam com as actinas), fazendo o deslocamento das organelas, estruturas etc. Também fazem parte da estrutura de cílios e flagelos. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto https://www.youtube.com/watch?v=z7paiArj9Gs Biologia Celular Microfilamentos ✓ São fibras alongadas com cerca de 10nm de diâmetro, formadas por diferentes proteínas e encontrados em grande quantidade no núcleo. Constituem junções celulares no tecido epitelial e podem formar uma rede que se distribui pelo citoplasma, dando resistência mecânica à célula ✓ São responsáveis pelas movimentações membranares de processos de migração celular e endocitose e participam da estruturação das microvilosidades. Ainda, são parte da determinação da morfologia e da divisão celular AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Microfilamentos Participam da composição dos sarcômeros, estruturas responsáveis pela contração muscular. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto https://www.youtube.com/watch?v=C4fmTtO1bbo Biologia Celular Microfilamentos Actina (seta) dando sustentação às microvilosidades da célula do intestino. Microscopia eletrônica. Actina em vermelho e microtúbulos em verde. Imunofluorescência. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Microfilamentos Participam de movimentos envolvendo a superfície celular, como rastejar, fagocitar e movimentos de vilosidades. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Filamentos de actina em diferentes tipos celulares. Biologia Celular Filamentos intermediários ✓ Ficam localizados entre os microfilamentos e os microtúbulos. Têm um papel importante na sustentação e na estruturação do envoltório nuclear, nas junções das células epiteliais e na resistência mecânica ✓ São formados a partir de uma grande e diversa família de proteínas ✓ Formam uma rede que envolve o núcleo e se distribui para a periferia da célula ✓ São mais resistentes que os outros integrantes do citoesqueleto AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS CITOPLASMÁTICO NUCLEAR LÂMINAS NUCLEARES Em todas as células nucleadas NEUROFILAMENTOS Nas células nervosas VIMENTINA E VIMENTINA RELACIONADOS No tecido conjuntivo, células musculares e neurogliais QUERATINAS Nos epitélios Biologia Celular Filamentos intermediários Os filamentos intermediários são mais abundantes em células que sofrem estresses mecânicos, proporcionando resistência física a células e tecidos. São extremamente úteis em animais que possuem corpo mole como os nematódeos e outros invertebrados que não possuem exoesqueleto. Tornam as células resistentes ao estresse mecânico como, por exemplo, no axônio de neurônios, em células musculares e células epiteliais. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto A epidermólise bolhosa, por exemplo, é uma doença que ocorre por mutações nos genes que originam a queratina, comprometendo a sua participação na estrutura das camadas mais superficiais da pele. Biologia Celular Filamentos intermediários Ancoram-se, na membrana plasmática, às estruturas de adesão celular, como os desmossomos. Importantes para a adesão intercelular. Queratina Espaçoextracelular Caderina proteína de adesão Queratina (filamento do citoesqueleto) Membrana plasmática Placas do desmossomo Queratina (filamento do citoesqueleto) AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Microtúbulos • Os microtúbulos são tubos ocos e longos, muito finos, de aproximadamente 24nm; • São formados por dímeros proteicos, dispostos em hélice; • A proteína alfa-tubulina está exposta em uma extremidade e a proteína beta-tubulina na outra extremidade. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Instabilidade dos microtúbulos Os microtúbulos estão em constante reorganização, crescem por uma das extremidades (+), por polimerização dos dímeros. Diminuem pela outra extremidade (-), despolimerização. • -tubulina: extremidade (+) • -tubulina: extremidade (-) Muitos dímeros de tubulina já ficam sintetizados no citoplasma, para serem usados na polimerização. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto https://www.youtube.com/watch?v=qW9_Sq2vSPc&t=297s Biologia Celular Instabilidade dos microtúbulos São alvos de fármacos usados no tratamento do câncer, que impedem a divisão celular: • Colchicina: se liga à tubulina e impede a polimerização. • Taxol: se liga ao microtúbulo e impede a despolimerização. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Importância dos microtúbulos Os microtúbulos são importantes porque participam:• Do transporte intracelular de partículas; • Do deslocamentos dos cromossomos na mitose; • Do estabelecimento e manutenção da forma da célula. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Importância dos microtúbulos Eles também originam estruturas estáveis, como os centríolos, corpúsculos basais, cílios e flagelos. Estruturas estáveis formadas por microtúbulos Localização Centríolos Em todas as células animais Corpúsculo basal Na região de ancoragem e origem dos cílios e flagelos Cílios Epitélio das tubas uterinas e das vias respiratórias Flagelos Espermatozoides AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto A figura mostra a movimentação dos cílios e dos flagelos. O cílio lembra um chicote e o flagelo é helicoidal. Biologia Celular Cílios e Flagelos São projeções das células, formados por microtúbulos e proteínas. Possuem função de movimentação. São formados por um arranjo específico dos microtúbulos recoberto pela membrana plasmática. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Cílios e Flagelos Os cílios tem 0,25 m de diâmetro; Região central formada por microtúbulos estáveis em forma de feixes que crescem no citoplasma a partir de um corpúsculo basal, que é o centro organizador do cílio. Dispõem-se de modo bastante organizado, formando um axonema, com 9 duplas de microtúbulos periféricos e mais dois centrais, unidos por dineína. Os flagelos têm uma estrutura interna semelhante a dos cílios, porém são muito longos. 7 8 Estrutura de um flagelo eucarionte 1 Axonema; 2 Membrana; 3 Transporte intraflagelar; 4 Corpúsculo basal; 5 e 7- Disposição dos microtúbulos; 6 e 8- Tripletes de microtúbulos. AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Cílios e Flagelos AULA 06: Citoplasma e Citoesqueleto https://www.youtube.com/watch?v=v0CJs4n-KGc Slide 1 Slide 2: Biologia Celular Citoplasma Slide 3: Citosol Slide 4: Citoesqueleto Slide 5: Movimentos celulares Slide 6: Movimentos celulares Slide 7: Movimentos celulares Slide 8: Composição do citoesqueleto Slide 9: Composição do citoesqueleto Slide 10: Biologia Celular Composição do citoesqueleto Slide 11: Biologia Celular Composição do citoesqueleto Slide 12: Microfilamentos Slide 13: Microfilamentos Slide 14: Biologia Celular Microfilamentos Slide 15: Biologia Celular Microfilamentos Slide 16: Filamentos intermediários Slide 17 Slide 18: Filamentos intermediários Slide 19: Filamentos intermediários Slide 20: Biologia Celular Microtúbulos Slide 21: Instabilidade dos microtúbulos Slide 22: Biologia Celular Instabilidade dos microtúbulos Slide 23: Importância dos microtúbulos Slide 24: Biologia Celular Importância dos microtúbulos Slide 25: Biologia Celular Cílios e Flagelos Slide 26: Cílios e Flagelos Slide 27: Cílios e Flagelos
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