Citoesqueleto: Estrutura e Funções

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Universidade Feevale - Instituto de Ciências da Saúde 
Disciplina: Biologia Celular 
Professora: Andréia Sopelsa 
 
 CITOESQUELETO 
Estrutura, função, movimento celular e comunicação celular 
 
 
Conceito: é uma rede tridimensional de filamentos protéicos, presente no citoplasma das células 
animais e vegetais. 
 
Funções: - é responsável pela manutenção da morfologia celular; 
 - possibilita os movimentos das organelas e vesículas no interior do citoplasma; 
 - participa ativamente do movimento celular, junto com as proteínas motoras. 
 
Componentes: - microfilamentos 
 - filamentos intermediários 
 - microtúbulos 
 
 
Microfilamentos 
 
Constituição: são filamentos delgados formados pela proteína actina. Estão mais concentrados na 
periferia da célula e contribuem para a sua forma. 
 
Espessura: 6nm 
 
Funções: - proporcionar suporte mecânico; 
 - auxiliar na movimentação e na divisão celular, além da contração muscular; 
 - ancorar o citoesqueleto às proteínas integrais, na membrana plasmática; 
- fornecer sustentação às microvilosidades (projeções da membrana, abundantes na 
superfície das células do intestino delgado/ absorção de nutrientes). 
 
A actina é capaz de desenvolver muitas funções, através de sua associação com diferentes 
proteínas de ligação. A mais conhecida destas proteínas é a miosina (durante a contração muscular, 
ocorre o deslizamento dos filamentos de actina sobre os filamentos de miosina). 
 
Os microfilamentos ou filamentos de actina formam feixes de comprimentos variáveis, 
dependendo da função que exercem em células não-musculares. Estes feixes formam 3 tipos de 
associações: 
 
1. Feixes contráteis: os filamentos de actina estão arrumados frouxamente, paralelos um ao outro. 
Normalmente estão associados com a miosina. 
 
São responsáveis pelo movimento das organelas e vesículas no interior da célula e de 
atividades celulares como a endocitose e a exocitose, assim como a extensão de filopódios 
(protrusões) e a migração celular. Também são responsáveis pela formação dos sulcos de clivagem 
(anéis de contração), durante a mitose (divisão celular). 
 
 
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2. Redes semelhantes a gel: rede frouxamente organizada de filamentos de actina, juntamente com 
a proteína filamina, resultando em uma alta viscosidade no citosol. 
 
Durante a formação dos filopódios, para a movimentação da célula, o citosol fica com uma 
consistência ainda mais gelatinosa, pois a proteína gelsolina quebra temporariamente os filamentos 
de actina, o que permite uma maior fluidez, facilitando o deslocamento celular. 
 
3. Feixes paralelos: são formados por filamentos de actina associados à proteína vilina. Os feixes 
paralelos são encontrados no interior das microvilosidades (estruturas imóveis). 
 
Polimerização e Despolimerização 
 
Os microfilamentos e os microtúbulos são estruturas que freqüentemente modificam seu 
comportamento, pois podem crescer e, depois tornam-se menores. 
Estes componentes do citoesqueleto possuem uma extremidade de crescimento rápido 
(mais) e uma extremidade de crescimento lento (menos). 
 
 A partir da extremidade mais, ocorre a polimerização (crescimento) dos microfilamentos e 
microtúbulos. 
 
 Na extremidade menos, ocorre a despolimerização (redução) destes filamentos do citoesqueleto. 
 
 
Filamentos intermediários 
 
Constituição: são filamentos mais espessos e semelhantes a uma corda e são formados por 
proteínas em forma de haste, que ficam fortemente unidas. 
 
Espessura: 10nm 
 
Função: proporcionar uma base estrutural para a célula. Sua grande força de tensão é importante 
para proteger as células do estresse. 
 
As categorias de filamentos intermediários incluem as proteínas: queratina (unhas, pêlos, 
cabelos), desmina e a vimentina, entre outras. 
 
 
Microtúbulos 
 
Constituição: são estruturas cilíndricas, longas e ocas. Os microtúbulos são formados pelas 
proteínas α-tubulina e β-tubulina. 
 
Espessura: 25nm 
 
Funções: - proporcionar rigidez e manter a forma da célula; 
 - regular o movimento intracelular das organelas e vesículas; 
 - permitir o movimento de cílios e flagelos; 
 - formar o fuso mitótico durante a divisão celular (mitose/ meiose). 
 
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Média de vida: 10 minutos 
 
Estabilidade: é bastante variável. Os microtúbulos dos cílios são mais estáveis, enquanto que os 
microtúbulos do fuso mitótico possuem curta duração. 
 
Obs. Os centríolos são estruturas pequenas e cilíndricas, encontradas aos pares, localizadas no 
centrossoma, próximo ao núcleo da célula. São formados por 9 conjuntos de 3 microtúbulos 
arranjados em tomo de um eixo central. Durante a mitose, os centríolos são os responsáveis pela 
formação do fuso mitótico. 
 
Correlação clínica 
 
A colchicina é um antimitótico utilizado em estudos de Biologia Celular, para interromper a 
mitose (na metáfase) e para preparar cariótipos. 
Os antimitóticos também são utilizados na quimioterapia do câncer, para impedir a 
proliferação de células tumorais. Estas células proliferam mais do que as células normais e, por isso, 
são mais sensíveis aos antimitóticos. Porém, a quimioterapia tem seus inconvenientes, pois muitas 
células normais também proliferam ativamente, como é o caso das células formadoras do sangue 
(na medula óssea: interior dos ossos longos) e das células de revestimento do aparelho digestivo. 
 
� A colchicina se liga à tubulina (microtúbulos) e, quando isto ocorre, impede a adição de 
mais tubulina na extremidade mais, evitando o crescimento do microtúbulo. 
 
 
MOVIMENTO CELULAR 
 
Muitas células se deslocam rastejando sobre as superfícies, ao invés de utilizarem cílios ou 
flagelos. 
 
Ex. neutrófilos (tipo de leucócito) migram da corrente sangüínea para os tecidos, quando precisam 
engolfar e destruir bactérias. 
 
São conhecidos 3 processos inter-relacionados essenciais: 
 
1. A célula desenvolve protrusões na sua região frontal ou borda anterior; 
2. As protrusões aderem à superfície sobre a qual a célula está se deslocando; 
3. O restante da célula arrasta-se para a frente tracionando os pontos de ancoragem. 
 
Os três processos acima envolvem a polimerização da actina (microfilamentos). Algumas 
células (fibroblastos) emitem lamelipódios, finos e em forma laminar, outras células emitem 
filopódios, protrusões finas e rígidas, contendo feixes de filamentos de actina. Estas estruturas são 
móveis e exploratórias e se formam e se retraem com muita velocidade. 
 
Cílios e flagelos: possuem estrutura semelhante. São prolongamentos móveis que contém 
microtúbulos na sua parte central. Na base de cada cílio ou flagelo existe um corpúsculo basal, que 
dá sustentação. 
 
Ex. no organismo dos mamíferos muitas células epiteliais são ciliadas, enquanto que os flagelos são 
encontrados apenas nos espermatozóides. 
 
 
 
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Correlação clínica 
 
- Síndrome dos cílios ou flagelos imóveis: são mutações que afetam as proteínas destas estruturas, 
causando doenças (infertilidade masculina e infecções respiratórias crônicas). 
 
COMUNICAÇÃO CELULAR 
 
As superfícies das células epiteliais são unidas por vários tipos diferentes de especializações 
da membrana plasmática e do citoesqueleto. 
 
Essas junções celulares permitem que as células formem uma camada firme e contínua, 
evitando a desagregação e, possibilitam que elas se comuniquem e cooperem mutuamente para 
atender suas necessidades funcionais. 
 
As junções celulares podem ser de 3 tipos: 
 
� Junções oclusivas (ou zonula ocludens): formam umafaixa contínua que veda os espaços 
intercelulares, impedindo a passagem de moléculas. Ficam localizadas logo abaixo da superfície 
luminal do epitélio cilíndrico simples (ex. revestimento intestinal). 
 
� Junções de aderência: fixam firmemente as células que constituem o epitélio e atuam como 
sítios de fixação do citoesqueleto de cada célula. São de dois tipos: 
 
a. zonula adherens: localizam-se logo abaixo das junções oclusivas das células epiteliais 
 cilíndricas, formando uma faixa única e contínua e fornecendo um reforço estrutural. 
 
b. desmossomas: são junções de aderência em forma de pequenas regiões circulares ou 
pontos, se dispõem circunferencialmente em tomo das células cilíndricas. O número de 
desmossomas é maior nas células sujeitas à agressão mecânica. Ex. fricção. 
 
� Junções comunicantes (gap junctions): são áreas largas e circulares de contato intercelular, 
contendo poros, que permitem a passagem de pequenas moléculas entre as células adjacentes 
(íons, nutrientes, entre outras).