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SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR Aula 08: Citoplasma e Citoesqueleto AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular O citoplasma compreende o espaço entre a membrana plasmática e a carioteca em células eucariotas. Em células procariontes compreende todo seu conteúdo. Célula Procarionte Flagelo Citoplasma Ribossomos Mesossomo Parede celular Cápsula DNA (nucleóide) Membrana plasmática Célula Eucarionte Citoplasma 2 Biologia Celular Faz parte do citoplasma uma solução aquosa contendo uma grande quantidade de moléculas orgânicas e inorgânicas, chamado de hialoplasma ou citoplasma fundamental. O hialoplasma é considerado um coloide. Imersos no citoplasma encontramos o citoesqueleto e as organelas citoplasmáticas. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto Hialoplasma 3 Biologia Celular O citoplasma compreende o espaço entre a membrana plasmática e a carioteca em células eucariotas. Em células procariontes compreende todo seu conteúdo. Microtúbulos visualizados com anti-β-tubulina. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto Citoesqueleto 4 Biologia Celular Funções do citoesqueleto O citoesqueleto é responsável por: Estabelecer a forma da célula e permitir que esta se modifique; Manter o posicionamento das organelas citoplasmáticas; Permitir os movimentos celulares; Participar da divisão celular. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 5 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 08: Citoplasma e Citoesqueleto 6 A B Biologia Celular Movimentos celulares Microtúbulos na divisão celular Diapedese: saída dos neutrófilos do sangue para o tecido AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 7 Biologia Celular Movimentos celulares D Ameba Nuclearia emitindo pseudópodes Contração muscular. Todos os movimentos estão envolvidos com o citoesqueleto C AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 8 Biologia Celular Composição do citoesqueleto O Citoesqueleto é composto por: Microfilamentos; Filamentos Intermediários; Microtúbulos; Macromoléculas proteicas. Filamentos de actina 8 nm Filamentos intermediários 8 - 12nm Microtúbulos 25 nm AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 9 Microfilamentos Microtúbulos Intermediários Biologia Celular Composição do citoesqueleto Tipos de filamentos encontrados no citoesqueleto Microtúbulos com anti Β-tubulina Filamentos de queratina Microfilamento de actina AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 10 Biologia Celular Composição do citoesqueleto As várias atividades do citoesqueleto dependem dos três diferentes tipos de filamentos proteicos: Microtúbulos: são formados por tubulina; Microfilamentos: são formados por actina; Filamentos intermediários: formados por uma família de proteínas fibrosas, tais como vimentina, queratina, desmina etc. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 11 Biologia Celular Composição do citoesqueleto Actina (seta) dando sustentação às microvilosidades da célula do intestino. Microscopia eletrônica. Actina em vermelho e microtúbulos em verde. Imunofluorescência. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 12 AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto Biologia Celular Actina (seta) dando sustentação às microvilosidades da célula do intestino. Microscopia eletrônica. Actina em vermelho e microtúbulos em verde. Imunofluorescência. Composição do citoesqueleto Clique aqui para assistir os Pseudópodes. 13 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. Clique aqui para assistir o Tráfego de vesículas. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 14 Biologia Celular Microtúbulos Os microtúbulos são tubos ocos e longos, muito finos, de aproximadamente 24nm; São formados por dímeros proteicos constituídos por duas cadeias polipeptídicas alfa e beta tubulina, dispostos em hélice; A proteína alfa-tubulina está exposta em uma extremidade, e a proteína beta-tubulina, na outra extremidade. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 15 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 08: Citoplasma e Citoesqueleto 16 Biologia Celular Instabilidade dos microtúbulos AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto São alvos de drogas usadas 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. 17 Biologia Celular Instabilidade dos microtúbulos AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto Os microtúbulos são importantes porque participam: Da estrutura e movimentação de cílios e flagelos; Do transporte intracelular de partículas; Do deslocamentos dos cromossomos na mitose; Do estabelecimento e manutenção da forma da célula. 18 Biologia Celular Importância dos microtúbulos Eles também originam estruturas estáveis como os centríolos, cílios, flagelos e os corpúsculos basais. Estruturas estáveis formadas pormicrotúbulos Localização Centríolo Em todas as células animais Corpúsculo basal Na região de ancoragem e origem dos cílios Cílios Epitélio das tubas uterinas e das vias respiratórias Flagelo Espermatozoides AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 19 Biologia Celular Centríolos Os centríolos são formados de microtúbulos e estão nas células aos pares; Próximos ao núcleo e ao Complexo Golgiense (nos centrossomos ou centro celular); Os centrossomos são locais de materiais amorfos de onde se originam os microtúbulos que, as vezes, não contém centríolos. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 20 Biologia Celular Centríolos Os centríolos são cilindros de 150nm de diâmetro e 500nm de comprimento. Formam um ângulo reto um com o outro. Possuem 27 microtúbulos dispostos em nove feixes, cada um com três microtúbulos paralelos presos entre si. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 21 A figura mostra a metáfase da mitose (divisão celular). Biologia Celular Centríolos Uma das principais funções dos centríolos é orientar a divisão celular, pois eles originam uma estrutura denominada fuso acromático, onde se prendem os cromossomos. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 22 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 08: Citoplasma e Citoesqueleto 23 Biologia Celular Cílios e Flagelos Os cílios tem 0,25m 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. Ao redor do par central existem 9 pares, unidos por dineína. Os flagelos têm uma estrutura interna semelhante a dos cílios, porém são muito longos.m 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 demicrotúbulos. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 24 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. A epidermólise bolhosa, por exemplo, é uma doença em que mutações nos genes que originam queratina comprometem sua participação na estrutura das camadas mais superficiais da pele. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 25 Biologia Celular Filamentos intermediários Proteínas que constituem os filamentos intermediários Localização Queratinas Epitélio da pele, pelos, unhas e cornos Vimentina Fibroblastos, células dagliae musculares Lâminas nucleares Todas as células animais Neurofilamentos Neurônios AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 26 Biologia Celular Filamentos intermediários Ancoram-se, na membrana plasmática, às estruturas de adesão celular, como os desmossomos, importante para a adesão intercelular. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto Queratina Espaço extracelular Caderina proteína de adesão Queratina (filamento do citoesqueleto) Membrana plasmática Placas do desmossomo Queratina (filamento do citoesqueleto) 27 Extremidade negativa perde actina G Extremidade positiva ganha actina G Biologia Celular Microfilamentos São filamentos de actina, com aproximadamente 7nm de diâmetro. Estão associados às proteínas ligadoras de actina. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto Subunidade de actina G 28 C B A Biologia Celular Microfilamentos Participam da composição dos sarcômeros, estruturas responsáveis pela contração muscular. ATP + CA2+ + Mg2+ AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 29 C ATP + CA2+ + Mg2+ AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto B A Biologia Celular Microfilamentos Participam da composição dos sarcômeros, estruturas responsáveis pela contração muscular. Clique aqui para assistir o Sarcômero. 30 Biologia Celular Microfilamentos Participam de movimentos envolvendo a superfície celular, como rastejar, fagocitar e movimentos de vilosidades. Microvilosidade Feixes contráteis no citoplasma Protrusões de borda anterior de uma célula em movimento Anéis contráteis em uma célula em divisão Filamentos de actina em diferentes tipos celulares. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 31 Biologia Celular Exercício 1) (UFJF) O citoesqueleto é fundamental para o adequado funcionamento das células. Sobre o citoesqueleto, é incorreto afirmar que ele: a) Está envolvido no movimento dos espermatozoides. b) Participa do processo de contração muscular. c) Apresenta centríolos como um dos seus componentes. d) Tem como principais componentes diversos tipos de glicídios. e) Participa da adesão entre células. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 32 Biologia Celular Exercício 2) (PUCRS - 2010) Na pesquisa 1, um biólogo introduziu, no citoplasma de amebas, certa droga capaz de despolimerizar as proteínas do citoesqueleto. Em suas observações, ele notou que amebas desprovidas de citoesqueleto íntegro ficavam impedidas de realizar muitas funções, EXCETO. a) Locomoção. b) Divisão. c) Fagocitose. d) Exocitose e) Osmose. AULA 08: Citoplasma e Citoesqueleto 33 AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO. VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? Ler o capítulo 5 - Componentes Citoplasmáticos Responda o quiz e a atividade no ambiente SAVA.... Navegar pelos demais itens das trilhas de conhecimento do SAVA. 34 35
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