Aula 3 Citosol e citoesqueleto Celular

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FACISA – Faculdade de Ciências Sociais Aplicadas
Curso: Enfermagem – 1º Semestre
Disciplina: Biologia Celular e Molecular
Profº: Msc. Nathália dos Santos Lima
O Citosol
 A célula eucarionte enconta-se dividida em vários compartimentos,
dentre os quais destaca-se o núcleo;
 Tudo aquilo que não corresponde ao núcleo é denominado –
CITOPLASMA;
 O citoplasma pode ser dividido em dois espaços: o citosol, e o situado
no interior das organelas;
 CITOSOL – Verdadeiro meio interno da célula;
 O citosol, apresenta em média 50% do volume do citoplasma. pH 7,2
Componentes do Citosol
 Elementos do Citoesqueleto – centrossoma com centríolos;
 Grande número de enzimas;
 Moléculas que conduzem sinais dentro das células; Moléculas que conduzem sinais dentro das células;
 Componentes que dirigem a síntese de proteínas celulares e
extracelulares – Ribossomos, mRNAs e tRNAs;
 Proteossomos;
 Chaperonas;
 Inclusões.
Inclusões citoplasmáticas
 As macromoléculas quando se acumulam em grande quantidade no
citoplasma, formam estruturas chamadas inclusões;
 Ex: grânulos de glicogênio no citosol de hepatócitos (glicossomos).
 Muitos tipos de células contém gotículas de lipídios no citosol, que Muitos tipos de células contém gotículas de lipídios no citosol, que
também constituem reservas de energia;
 Ex: células mamárias em atividade.
 Em alguns tipos celulares o citosol contém pigmentos.
 Ex: lipofuscina, composto de fosfolipídeos associados a proteínas –
 Cel nervosas e cardíacas (pigmento de desgaste).
Síntese de Proteínas no citosol
 Todas as proteínas que são sintetizadas nos ribossomos (exceto umas
poucas sintetizadas nas mitocôndrias), são fabricadas no citosol, e deste
são encaminhadas para os diferentes compartimentos celulares;
 O transito de proteínas para os locais específicos é determinada pelos
chamados peptídeos de sinal e sinais de ancoragem (garante a chegada
da proteína ao seu local específico);
Síntese de Proteínas no citosol
 Peptídeo Sinal - Conforme seja o destino da proteína originado no
ribossoma, estes segmentos protéicos de localizam na extremidade
amino ou na carboxila da cadeia protéica
Chaperonas e dobramento de proteínas
 Chaperonas – Auxiliam no dobramento das proteínas, evitando que
este seja imaturo ou que não saia de maneira correta.
 Existem 3 famílias de Chaperonas : hsp60, hsp70 e hsp90 (heat shock
protein) – Aumentam em células submetidas a choques e calor;
 O mecanismo de funcionamento dependem de ATP, e logo que
desempenham a sua função, estas voltam ao citosol e podem ser
reutilizadas.
Proteossomos e degradação de proteínas
 Proteossomo – Exerce função oposta à dos ribossomos;
 Quando uma proteína citosólica deve desaparecer, ela é degradada por 
um complexo enzimático chamado de proteossomo;
 Para entrar no proteossomo, a proteína deve ser “marcada” pela 
ubiquitina (Peptídeo citosólico);
 Após serem degradadas, são gerados oligopeptídeos de vida curta, os 
quais saem para o citosol pela extremidade oposta do proteossomo;
 Consomem energia (ATP) e terminada a degradação as ubiquitinas e o 
proteossomo são liberados e podem ser reutilizados.
Complexo Ubiquitina- Proteossomo
Complexo Ubiquitinas + proteínas
Ligase
Repetido várias vezes
Citoesqueleto
Celular
Citoesqueleto
 Armação protéica filamentosa imersa no citosol;
 Define a forma e organiza a estrutura interna da célula;
 Possibilita o deslocamento de materiais no interior da célula;
 O citoesqueleto é constituído por três classes de filamentos: O citoesqueleto é constituído por três classes de filamentos:
Microfilamentos de actina(formados pela proteína denominada
actina, relacionados ao movimento celular);
Microtúbulos(formados pela proteína denominada tubulina,
relacionados ao movimento e manutenção da forma celular);
Filamentos intermediários(constituídos pela proteína queratina,
relacionados à manutenção da forma da célula).
Filamentos do Citoesqueleto
Filamentos Intermediários
 Possuem um diâmetro menor que os microtúbulos e maior que o
filamentos de actina (8 a 12 nm);
 A distribuição química, morfologia e a distribuição nas diferentes
classes de células é heterogênia, por isso, são agrupados em 6 tipos:classes de células é heterogênia, por isso, são agrupados em 6 tipos:
 Laminofilamentos;
 Filamentos de Queratina;
 Filamentos de Vimentina;
 Filamentos de Desmina;
 Filmentos Gliais;
 Neurofilamentos;
Filamentos Intermediários - Estrutura
 Organização Estrutural: polímeros lineares cujos monômeros são
proteínas que apresentam uma estrutura fibrosa organizada em α
hélice;
Filamentos Intermediários
Diferentes tipos de filamentos 
intermediários
 Laminofilamentos – Na superfície interna do envoltório nuclear existe
uma fina malha de filamentos intermediários, conhecida como lâmina
nuclear;
 São os únicos que não se localizam no citosol;
 A lâmina nuclear ocorre em todos os tipos de células e é a responsável A lâmina nuclear ocorre em todos os tipos de células e é a responsável
pela forma e resistência do envoltório nuclear;
Diferentes tipos de filamentos 
intermediários
 Filamentos de queratina ou tonofilamentos: encontra-se nas células
epiteliais, nas mucosas e nas glândulas;
 Os monômeros dos filamentos de queratina são constituídos por Os monômeros dos filamentos de queratina são constituídos por
citoqueratinas (30 tipos diferentes, classe I – ácidas e II - básicas);
 Os diferentes tipos de células epiteliais, contém diferentes tipos de
queratina, pois, cada uma delas sintetiza tipos diferentes de
citoqueratinas;
 A proteína filagrina une os filamentos de queratina nos locais onde se
entrecruzam.
Diferentes tipos de filamentos 
intermediários
 Filamento de Vimentina – Apresenta aspecto ondulado e são comuns em
células embrionárias.
 No organismo já desenvolvido, localizam-se em células endoteliais e
sanguíneas, por exemplo;
 A proteína de ligação plactina, une os filamentos de vimentina nos locais
onde eles se entrecruzam .
 Filamentos de Desmina – Encontram-se no citoplasma de todas as células
musculares lisas, onde se associam aos filamentos de actina;
 Células esqueléticas – Se associam lateralmente as miofribilas;
 Nas células cardíacas - Se associam aos desmossomos dos discos intercalares
(complexos juncionais).
Diferentes tipos de filamentos 
intermediários
 Neurofilamentos – Principais elementos estruturais dos dendritos,
axônios e corpos dos neurônios;
 No axônio eles conferem ao axoplasma a característica de um gel muito
resistente e altamente estruturado;
 Filamentos Gliais - Encontram-se no citosol dos astrócitos, e de
algumas células de Schwann (produtores de mielina no axônio).
Filamentos Intermediários
• Envoltório Nuclear
Laminofilamentos
• Neurônios
Neurofilamentos
Filamentos de Queratina
• Células Epiteliais
Filamentos de Queratina
• Células Musculares
Filamentos de Desmina
• Astrócitos
Filamentos Gliais
• Células embrionárias e endoteliais
Filamentos de Vimentina
Microtúbulos
 Cilindros delgados e alongados dispostos em hélice;
 Polímeros formados por unidades protéicas chamadas Tubulinas;
 Cada tubulina é um heterodímero de 110 a 120 Kda. Estas duas 
subunidades são proteínas globulares chamadas α-tubulina e β-tubulina;
Dímeros de tubulina
-tubulina
-tubulina
Longitudinal
Transversal
 A junção dos heterodímeros formam uma estrutura tubular cuja parede 
é formada por vários filamentos conhecidos como protofilamentos;
 Presentes em quase todas as células eucarióticas; possuem 
aproximadamente 25 nm;
Microtúbulos
 Devido a polaridade das tubulinas, o próprio microtúbulo torna-se
polarizado (uma extremidade α e outraβ);
 Os heterodímeros podem agregar-se (polarizar - MAIOR) ou
desagregar-se (despolarizar- MENOR) por ambas as extremidades;
 Um dos extremos do microtúbulo chama-se mais (+), e o outro, menos
(-); No extremo (+) eles se alongam e se encurtam mais rápido que no
extremo (-);
 São estruturas dinâmicas, que a todo tempo desenvolvem novos
microtúbulos, e ao mesmo tempo que alguns alongam-se outros
encurtam-se até desaparecer;
Formação e organização estrutural dos 
Microtúbulos
Microtúbulos
 De acordo com sua localização, os microtúbulos são classificados em:
 Citoplasmáticos – Presentes nas células em intérfase;
 Mitóticos – Fibras do fuso mitótico;
 Ciliares – Situados nos eixos dos cílios;
 Centriolares - Situados nos corpúsculos basais e nos centríolos
 As proteínas acessórias dos microtúbulos – Reguladoras, Ligadoras e
Motoras – Recebem o nome de MAP
Microtúbulos
citoplasmáticos Mitóticos
Centriolares
Microtúbulos Citoplasmáticos
 Os microtúbulos citoplasmáticos nascem em uma estrutura contínua
chamada centrossoma; de lá se estendem-se por tudo o citoplasma até
chegar à membrana plasmática, na qual se fixam;
 É composto por um par de centríolos e de uma substancia amorfa que o É composto por um par de centríolos e de uma substancia amorfa que o
circunda, chamada matriz centrossômica;
 O extremo (-) dos microtúbulos localizam-se no centrossoma, local em
que os processos de polimerização e despolimerização encontram-se
bloqueados, possivelmente por algum componente centrossômico ;
 Essa matriz contém uma rede de fibras muito fina e uma proteína
reguladora denominada γ-tubulina.
Microtúbulos Citoplasmáticos
Microtúbulos Citoplasmáticos
 Os microtúbulos citoplasmáticos constituem vias de transporte pelas
quais macromoléculas e organelas são mobilizadas de um ponto para
outro no citoplasma;
 Esta função é realizada com a associação de duas proteínas motoras: Esta função é realizada com a associação de duas proteínas motoras:
quinesina e dineína;
 Quando carregadas, com o material a transportar, a quinesina deslisa
para o extremo (+) e a dineína para o extremo (-);
 A energia consumida durante o transporte é fornecida pelo ATP (a cada
ATP hidrolisado a quinesina move-se aproximadamente 8 nm)
Quinesinas e Dineínas
Microtúbulos Mitóticos
 As células em mitose e meiose possuem dois centrossomas, em vez de
um, e os microtúbulos citoplasmáticos observados durante a intérfase
são substituídos pelos mitóticos, também chamados fibras do fuso
mitótico;
 A diferença entre os microtúbulos mitóticos e os citoplasmáticos, é que a
extremidade (-) não é bloqueada pela matriz centrossômica , de modoextremidade (-) não é bloqueada pela matriz centrossômica , de modo
que os microtúbulos podem polimerizar-se e despolimerizar-se também
por este extremo;
 Curiosidade: Algumas drogas são capazes de fazer com que as fibras do
fuso mitótico desapareçam, sendo utilizadas no tratamento contra o
câncer (vinblastina e vincristina)
Microtúbulos Ciliares
 Formam o eixo dos cílios e dos flagelos;
 Os cílios são extensões delgadas, que surgem da superfície de diversos
tipos celulares;
 Os de maior tamanho são chamados flagelos;
 Cada um é composto por um eixo citosólico, envolvido por um
prolongamento de membrana plasmática;
 Seguindo o eixo longitudinal do cílio, encontra-se uma armação
filamentosa chamada axonema;
Microtúbulos Ciliares
 Os cílios movem-se; Seus movimentos servem para arrastar fluidos e
partículas, para deslocar outras células ou para mobilizar as células
autonomamente (espermatozóides);
 O movimento ciliar é produzido pelo axonema;
Num corte transversal, os microtúbulos do axonema mostram uma Num corte transversal, os microtúbulos do axonema mostram uma
configuração especial conhecida como “9+2”;
 Na parte periférica desta estrutura, observam-se 9 pares de
microtúbulos, e na parte central mais 2;
 Um dos microtúbulos de cada par periférico é identificado como A (mais
próximo do centro - 13 protofilamentos) e outro como B (incompleto 10
ou 11);
Bainha Interna
Proteínas RadiaisEstrutura “9+2” dos 
microtúbulos Ciliares
Nexinas
Filamentos de Actina
 Os filamentos de actina ou microfilamentos possuem um diâmetro de
8 nm e são mais flexíveis que os microtúbulos;
 De acordo com sua distribuição na célula, os filamentos de actina
podem ser divididos em dois grupos:podem ser divididos em dois grupos:
 Transcelulares – Cruzam o citoplasma em todas as direções;
 Corticais – Situados abaixo da membrana plasmática – Componente
citosólico mais importante.
 Os filamentos de actina são formados por polímeros construídos pela
soma linear de monômeros cuja organização confere aos filamentos
uma configuração helicoidal característica.
Filamentos de Actina
 Filamentos de actina formam o esqueleto das microvilosidades e
participam da armação contrátil das células musculares;
 Como nos microtúbulos, possuem uma extremidade (+) e uma (-);
 Formação do Filamento de actina
 Cada filamento começa a se formar a partir de um núcleo de 3 monômeros
de actina G (globular) que se combinam entre si em qualquer ponto do
citosol onde seja necessário ;
 Para a polarização, é necessário que cada actina G contenha um ATP que se
hidroliza e forma ADP + Pi;
 Já que a formação desta estrutura tem um grade gasto energético, quando o
filamento alcança o tamanho desejado, várias proteínas reguladoras se
colocam em sua extremidade para estabilizá-lo. Ex: profilina
Actina G
Formação do Filamento de actina
 Devido ao deslizamento de fibrilas de actina sobre fibrilas de miosina;
 Cada miofibrila, apresenta alternadamente, faixas claras ou bandas I e
faixas escuras ou bandas A;
Filamentos de actina e contração 
Muscular
faixas escuras ou bandas A;
 Existem as linhas Z que são estrias eléton-densas. Essas linhas
delimitam o sarcômero;
 Um sarcômero é o componente básico do músculo estriado.
 Espaço entre duas linhas Z, sendo formado por duas bandas A e duas
bandas I
Filamentos de actina e contração 
Muscular
 O sarcômero é formado basicamente por dois tipos de filamentos:
 Actina – Filamentos finos, se polimerizam e formam uma cadeia dupla 
hélice;
 A essa cadeia se associam proteínas (troponina e tropomiosina). Cada 
monômero de actina tem um lócus que reage com a miosinamonômero de actina tem um lócus que reage com a miosina
T
C
I
Filamentos de actina e contração 
Muscular
 Miosina – Filamentos grossos (fibrilares) situados no centro do
sarcômero;
 Cada molécula de miosina é composta de um bastão longo e duas
cabeças globulares em uma extremidade. Essas moléculas se agrupam
formando um feixe no qual as cabeças fazem saliência;
 Cada um desses espessamentos (cabeças de miosina) contém uma
região que se combina de maneira reversível com a actina;
 A contração muscular ocorre graças 
ao deslizamento dos filamentos de 
actina sobre os de miosina dentro do 
sarcômero, com consequente
encurtamento da linha Z