Citoesqueleto - aula 1

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Aula 1 
 Citoesqueleto Larissa do Amaral, turma 265 
É uma rede de filamentos proteicos que se 
propagam pelo citoplasma da célula eucariótica. 
 
Imagem 1 
Mostra uma célula fixada com microtúbulos destacados em 
verde, com distribuição radial, partindo de próximo ao núcleo. 
Em vermelho, podemos ver os filamentos intermediários. 
 
Composição 
Os três principais elementos presentes no 
citoesqueleto são os microtúbulos, filamentos 
intermediários e filamentos de actina. 
 
Microtúbulos 
 
São longos, ocos e rígidos, formados por dímeros de 
tubulina (α-tubulina e β-tubulina) organizados em 13 
protofilamentos que formam a parede do cilindro. 
Eles se originam-se de uma região próxima ao núcleo 
chamada de Centro Organizador de Microtúbulos 
(MTOC), com o centrossomo sendo a estrutura 
principal. 
Funções: 
 Fornecem suporte estrutural à célula. 
 Atuam no transporte intracelular de vesículas e 
organelas. 
 Participam na formação do fuso mitótico 
durante a divisão celular. 
 Formam a base estrutural de cílios e flagelos, 
permitindo o movimento celular. 
 
Filamentos de Actina (Microfilamentos) 
 
São os elementos mais finos do citoesqueleto, 
formados por monômeros de actina que se polimerizam 
em polímeros helicoidais de duas cadeias. Os 
filamentos concentram-se abaixo da membrana 
plasmática, formando o córtex celular. 
Funções: 
 Proporcionam sustentação à membrana 
plasmática. 
 Participam na motilidade celular e na fagocitose de 
microrganismos. 
 Envolvem-se na formação de estruturas como 
microvilosidades e lamelipódios. 
Características: Flexíveis, formando feixes lineares, 
redes bidimensionais e géis tridimensionais. 
 
Filamentos Intermediários 
 
Possuem tamanho intermediário entre microfilamentos 
e microtúbulos. São formados por proteínas fibrosas e 
alongadas, ao invés de proteínas globulares. 
Estendem-se do núcleo à periferia da célula, com uma 
concentração significativa abaixo do envelope nuclear, 
formando a lâmina nuclear. 
Funções: 
 Proporcionam resistência mecânica e ajudam a 
manter a integridade estrutural das células. 
 São especialmente abundantes em células 
sujeitas a tensão mecânica, como células epiteliais, 
neurônios e células musculares. 
 Não participam do movimento celular. 
Características: Apolares, constituídos por uma 
família heterogênea de proteínas (como queratinas, 
vimentina, desmina). 
 
 
Imagem 2 
Os filamentos intermediários, mostrados na coloração verde, 
se estendem por toda a célula. Há uma concentração 
significativa desses filamentos abaixo do envelope nuclear, 
onde formam a lâmina nuclear, proporcionando suporte 
estrutural à carioteca. 
 
Formação dos Filamentos Intermediários 
 
Estruturas poliméricas formadas pela associação 
organizada de proteínas fibrosas, com uma organização 
antiparalela dos dímeros ao longo dos protofilamentos 
e uma posterior associação lateral entre 
protofilamentos para formar o filamento intermediário 
completo. 
 
 
Imagem 3 
 
 Associação de Monômeros: Inicialmente, duas 
proteínas monoméricas se associam para 
formar um dímero. Esses dímeros são 
estruturalmente alongados e fibrosos. 
 Formação de Tetrameros: Os dímeros 
subsequentemente se associam em uma 
orientação antiparalela para formar tetrameros. 
Aqui, dois dímeros se alinham lado a lado, com 
suas extremidades opostas conectadas. 
 Formação de Protofilamentos: Os tetrameros 
de proteínas se organizam em protofilamentos. 
A organização dos tetrameros geralmente 
ocorre de forma paralela, com os monômeros 
adjacentes ao longo do protofilamento 
orientados na mesma direção. 
 Associação Lateral: Vários protofilamentos se 
associam lateralmente para formar o filamento 
intermediário completo. Essa associação lateral 
entre os protofilamentos confere ao filamento 
intermediário sua estrutura de cordão. 
 Resistência Mecânica: A organização em 
protofilamentos e a associação lateral 
proporcionam uma estrutura altamente 
resistente mecanicamente, adequada para 
suportar tensões e estresses celulares. 
Categorias de filamentos intermediários 
Os filamentos intermediários podem ser divididos em 
duas categorias principais com base na sua localização 
dentro da célula. 
 
Imagem 4 
 
Os filamentos intermediários nucleares estão 
localizados abaixo do envelope nuclear (carioteca) e 
são responsáveis por fornecer suporte estrutural a 
essa membrana nuclear. Esses filamentos são 
encontrados em todas as células animais e 
desempenham um papel crucial na manutenção da 
forma e na integridade do núcleo celular. 
Os filamentos intermediários citoplasmáticos se 
organizam em famílias e são distribuídos de forma 
específica entre diferentes tipos celulares. Por 
exemplo, a queratina é encontrada em células 
epiteliais, os neurofilamentos estão presentes em 
neurônios, e a vimentina é comum em células 
musculares. 
 
 
Na ausência desses filamentos, a célula se torna 
mais vulnerável à ruptura sob tensões mecânicas, 
como trações causadas pelo crescimento de tecidos 
adjacentes. Os filamentos intermediários, ao 
limitarem o estiramento da célula, preservam sua 
estrutura e integridade, impedindo que ela se rompa 
facilmente. Assim, essas estruturas são essenciais 
para a estabilidade e a resistência das células frente 
a forças mecânicas externas. 
 
 
 
Mutação no gene da queratina 
 
Mutação no gene da queratina pode levar a condições 
como a epidermólise bolhosa simples, onde há um 
defeito do gene da queratina e a não expressão 
queratinas. Quando há ausência ou defeito na 
queratina, isso pode resultar no enfraquecimento da 
camada epidermal da pele, levando à formação de 
bolhas e à fragilidade da pele. Na micrografia de uma 
pele afetada, pode-se observar rupturas na camada 
basal da epiderme, devido à falta de suporte 
estrutural proporcionado pelas queratinas normais. 
 
Uma doença resultante de defeitos em proteínas que 
fazem parte da estrutura da lâmina nuclear, como a 
laminina, é chamada Síndrome de Hutchinson-Gilford 
Progeria (HGPS). Esta condição ocorre quando há um 
defeito no gene LMNA, que codifica a proteína lamina, 
uma componente crucial da lâmina nuclear. Quando a 
lamina não é expressa ou não funciona 
adequadamente, a criança envelhece 
prematuramente, perdendo dentes e cabelos, 
apresentando pele enrugada e frequentemente 
enfrentando problemas cardiovasculares na 
adolescência. 
 
Embora o mecanismo exato ainda não seja 
completamente descrito, a ausência ou defeito da 
lamina provoca a perda de estrutura do envelope 
nuclear, levando a processos inadequados de divisão 
celular e, também deve estar relacionado a uma 
diminuição na capacidade de reparo dos tecidos. 
 
 
QUESTÕES CITOESQUELETO 
(F) Os filamentos de actina são os mais rígidos 
entre os três elementos do citoesqueleto. 
(V) Os microtúbulos são filamentos longos e ocos 
formados por dímeros de tubulina. 
(F) Os filamentos intermediários estão presentes 
em todas as células animais e são essenciais para 
resistir a tensões mecânicas. 
(V) Os filamentos de actina se concentram abaixo 
da membrana plasmática, formando o córtex 
celular que dá suporte estrutural à célula. 
(F) A ausência de filamentos intermediários pode 
aumentar a resistência à tensão mecânica das 
células. 
(F) A Síndrome de Hutchinson-Gilford Progeria é 
causada por mutações nos genes que codificam 
proteínas do citoesqueleto. 
(V) Os filamentos intermediários são formados por 
polímeros helicoidais de duas cadeias de 
monômeros de actina. 
(V) Os microtúbulos organizam e mantêm a forma 
das células eucarióticas, além de participar no 
transporte intracelular. 
(F) A queratina é uma proteína associada à 
resistência mecânica das células e é encontrada 
principalmente em células nervosas. 
(F) Os filamentos intermediários nucleares estão 
presentes em todas as células animais e ajudam 
a preservar a integridade do envelope nuclear.