CITOESQUELETO AULA CRIS Modo de Compatibilidade (1)

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06/05/2014
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CITOESQUELETO OBJETIVOS•Citar os principais componentes do citoesqueleto
•Reconhecer a importância para a integridade estrutural
das células
•Explicar as características estruturais e as
propriedades funcionais dos três principais
componentes do citoesqueleto.
•Explicar a ação das drogas citostáticas sobre
determinados componentes do citoesqueleto.
CONCEITO
Rede complexa de filamentos protéicos
Estrutura Dinâmica
Reorganiza-se continuamente
Composto basicamente por três
filamentos e proteínas acessórias
Organização interna dos componentes da célula
eucariótica
- Resistência a tração e suporte mecânico
- Sustentação do grande volume celular
- Responsável pela forma da célula
FUNÇÕES DO CITOESQUELETO
- Promove movimentos celulares coordenados
Movimentos intracelulares
→ Transporte de organelas
→ Segregação dos cromossomas nas células filhas
→ Separação das células animais na divisão celular
Movimento celular
- Participa dos mecanismos de adesão
FUNÇÕES DO CITOESQUELETO
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CONSTITUIÇÃO
FILAMENTOS
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS FILAMENTOS DE ACTINAMICROTÚBULOS
- Cordas , 10 nm
- Lâmina nuclear
- Tensão mecânica
- Junções célula-célula
- Cilíndros ocos - tubulina
- 25 nm - Longos e retos
- Apresentam centro organizador –
centrossoma
- Movimento de organelas
- Microfilamentos, 7 nm
- Flexíveis, Feixes lineares
- Córtex – abaixo da membrana 
plasmática
- Contração e pseudópodes
CONSTITUIÇÃO
PROTEINAS ACESSORIAS
1.PROTEINAS REGULADORAS - Controlam o
aparecimento, alongamento e encurtamento e o
desaparecimento dos filamentos.
2. PROTEINAS LIGADORAS – Conectam os filamentos
entre si e com outros componentes celulares
3. PROTEINAS MOTORAS – Transportam macromoléculas
e organelas de um ponto para outro do citoplasma.
Deslizar em direções opostas filamentos. Contração,
motolidade.
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS
São os mais resistentes, duráveis
 e resistentes à tração
Capacitar as células a suportar tensão mecânica
gerada quando as células sofrem estiramento
Rede por todo o citoplasma, estendendo-se por toda a
célula e periferia
Cabos formados por fios longos – proteínas fibrosas
de cadeia longa com extremidades carboxi-terminal e
amino-terminal globular, e um domínio central em forma
de bastão (-hélice)
Distendendo uma camada de 
células com filamentos 
intermediários
Distendendo uma camada de 
células sem filamentos 
intermediários
AS CÉLULAS PERMANECEM INTACTAS E UNIDAS AS CÉLULAS SE ROMPEM
OS FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS REFORÇAM AS CÉLULAS ANIMAIS
Região em -hélice
Dímero torcido
Tetrâmero escalonado de dois dímeros torcidos
Conjunto de dois tetrâmero empacotados
Oito tetrâmero torcidos formando uma corda
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FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS
Ligado a carioteca forma uma estrutura compacta
chamada lâmina nuclear
Ancorados as membranas plasmáticas, formando as
junções célula-célula
Presentes em células nervosas, musculares e
epiteliais (sujeitas a estresses mecânicos)
OS FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS REVESTINDO A MEMBRANA NUCLEAR
CITOSOL
Envelope nuclear
poro 
nuclear
lâmina
nuclear
cromatina
NÚCLEO
Lâminas - Proteína dos filamentos intermediários que reforçam 
a superfície interna da carioteca, formando a lâmina nuclear
FILAMENTO INTERMEDIÁRIO
CITOPLASMÁTICO NUCLEAR
queratinas Vimentina e vim. relacionados neurofilamentos Lâmina nuclear
Nos epitélios No tecido conjuntivo, 
células musculares e 
neuroglias
Nas células 
nervosas
Em todas as 
células 
nucleadas
AS PRINCIPAIS CATEGORIAS DE FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS CLASSIFICAÇÃO FILAMENTOS INTERMEDIARIOS
a) filamentos de queratina
células epiteliais, cabelos e unhas unem as células epiteliais
ligando-se aos desmossomos e hemidesmossomos
b) vimentinas
células de origem mesodérmicas como fibroblastos, células
endoteliais e leucócitos
c) desmina
ligações entre miofibrilas adjacentes nas células musculares
d) proteína ácida fibrilar glial
formam os filamentos gliais nos astrócitos do SNC
e) Laminofilamentos
Compõem a lâmina nuclear
Doença epidermólise bulbosa simplex
Mutações nos genes da queratina, causando má formação dos 
filamentos de queratina na epiderme
Microtúbulos
 São tubos longos
 formados por tubulinas, proteínas que podem
desagregar-se e se reagregar em outro local
 cilindro com secção transversal com 13 subunidades
(tubulina)
Coordenam a localização intracelular de organelas e
outros componentes celulares
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Microtúbulos
TUBULINA HETERODÍMERO FORMADO POR DOIS:
POLIPEPTÍDIOS α TUBULINA
β TUBULINA
lúmen protofilamento
Molécula de tubulina
Extremidade mais
Extremidade menos
microtúbulo
ESTRUTURA DE UM MICROTÚBULO
TRÊS LOCALIZAÇÕES DE MICROTÚBULOS NAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS
CÉLULA INTERFÁSICA
CÉLULA EM DIVISÃO CÉLULA CILIADA
centrossoma
Corpúsculo basal
Pólos do fuso mitótico
cílio
A HIDRÓLISE DE GTP CONTROLA O CRESCIMENTOS DOS MICROTÚBULOS
Moléculas de tubulina l igadas a GTP
Moléculas de tubulina GTP adicionadas à extremidade do microtúbulo
A adição ocorre mais rapidamente do que a hidrólise de GTP
MICROTÚBULOS EM CRESCIMENTO
Quepe de GTP
Pró fi lamentos contendo tubulina GDP são instáveis e se soltam da parede do 
microtúbulo
tubul ina GDP é liberada 
no ci tosol 
MICROTÚBULOS EM RETRAÇÃO
Moléculas de tubulina 
l igada ao GDP
•Cilindro formado por nove grupos de três microtúbulos
•Em número de dois
•Divisão celular e formação de cílios e flagelos (corpúsculo basal).
•CENTRÍOLOS
POLIMERIZAÇÃO DA TUBULINA NO CENTROSSOMO
Sítios de nucleação
(anéis de -tubulina)
Par de centríolos
Microtúlulos crescendo a partir de sítios de nucleação
no centrossomo
-Centrossomo - Pequena estrutura situada próxima ao núcleo da célula 
•Sítio primário de nucleação dos microtúbulos nas células animais
•A extremidade menos fica no centrossomo e a extremidade mais cresce em
direção a periferia da célula
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São lábeis e sensíveis a 
drogas antimitóticas 
específicas:
taxol
Colchicina
IMPEDE A POLIMERIZAÇÃO 
ESTABILIZA O MICROTÚBULO 
CÍLIOS E FLAGELOS 
Formados a partir do corpúsculo basal
Apresentam nove pares de microtúbulos periféricos
e um par central.
Encontram-se envoltos pela membrana plasmática.
Possuem microtúbulos estáveis movidos pela dineína.
A DISPOSIÇÃO DOS MICROTÚBULOS EM UM CÍLIO OU FLAGELO
Braço externo da 
dineína
Braço interno da 
dineína
Microtúbulo central
Microtúbos externos duplos
Membrana plasmática
Mutações nos genes da dineína – síndrome de Kartagene
CÍLIOS
OS FLAGELOS
A – Espermatozóide de tunicado, 400 cintilações/s
B – A alga verde Clamyndomonas, nada com dois flagelos
O MOVIMENTO DA DINEÍNA CAUSA FLEXÃO DOS FLAGELOS
MICROTÚBULOS 
DUPLOS ISOLADOS
DINEÍNA PRODUZ DESLIZAMENTO DO 
MICROTÚBULO
DINEÍNA CAUSA FLEXÃO DO 
MICROTÚBULO
FLAGELO 
NORMAL
flexão
Proteínas 
de ligação
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A DISPOSIÇÃO DOS MICROTÚBULOS EM UM CÍLIO OU FLAGELO
Mutações nos genes da dineína ou outras proteínas acessórias 
– síndrome de Kartagener. Cílios e flagelos sem movimento. 
Bronquite crônica e esterilidade
PROTEÍNAS MOTORAS DOS MICROTÚBULOS
Ligam-se a eles e modificam suas propriedades.
Cadeias leves
Cadeias 
pesadas
quinesina
quinesina
dineína
dineína
microtúbulo
Extremidade “menos” Extremidade “mais”
Ajudam na criação de um citoplasma funcionalmente diferenciado
AS PROTEÍNAS MOTORAS QUE TRANSPORTAM CARGAS AO LONGO DOS 
MICROTÚBULOS 
QUINESINAS
DINEÍNAS
EXTREMIDADE 
“MAIS”
EXTREMIDADE 
“MENOS”
microtúbulos
Cabeça motora
cauda
carga
Cabeça motora
cauda
carga
FILAMENTOS DE ACTINA
•Presentes em todasas células eucarióticas
•São polímeros helicoidais de duas cadeias de actina G
(monômeros de proteína).
•Possuem uma extremidade “menos” de crescimento
lento e uma “mais“ de crescimento rápido
•Muitas proteínas ligam-se à actina e modificam suas
propriedades
•Miosina – proteína motora dependente de actina
FILAMENTOS DE ACTINA
molécula de actina
Extremidade “menos”
Extremidade “mais” Extremidade “mais”
Extremidade “menos”
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•A actina associa-se com a miosina para formar
estruturas contráteis.
•Um córtex rico em actina reveste internamente a
membrana plasmática da maioria das células
eucarióticas.
•Suas funções são inibidas por drogas estabilizadoras e
desestabilizadoras do polímero.
•Ex: Citocalasinas e faloidinas
FILAMENTOS DE ACTINA FEIXES CELULARES DE FILAMENTOS DE ACTINA
A – Microvilosidades
B – Feixes contráteis citoplasmáticos
C – Protrusões em forma de lâmina (lamelipódios) e em forma de 
dedos (filopódios)
D – Anel contrátil durante a divisão celular
HIDRÓLISE DE ATP DURANTE A POLIMERIZAÇÃO DE ACTINA
actina com 
ADP ligado
actina com 
ATP ligado
FILAMENTOS DE ACTINA
A LOCOMOÇÃO CELULAR POR RASTEJAR SOBRE UMA SUPERFÍCIE
E CONTRAÇÃO CELULAR
-Amebas carnívoras rastejam continuamente na busca de comida;
-Neutrófilos (leucócitos), migram na corrente sangüínea,
englobando e destruindo bactérias;
- Citocinese
CITOCINESE
TRANSPORTE DE VESÍCULAS
MOVIMENTO AMEBÓIDE
MIOSINAS
cabeça cauda
Miosina I 
Molécula de miosina II
filamento de miosina II
Cabeça globular com 
atividade ATPásica
Cauda em bastão – específica e determina o 
componente celular a ser transportado
Cauda em bastão torcido
Duas cabeça globular 
com atividade ATPásica
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FUNÇÕES DA MIOSINA EM CÉLULAS EUCARIÓTICAS
A cauda curta da miosina I contém sítios de ligação para
componentes celulares e permite seu deslocamento em
relação aos Filamentos de actina
vesícula
Miosina I
Miosina II
Miosina I
Membrana plasmática
Deslocamento de um filamento em relação ao outro
Os filamentos de miosina II promovem o
deslizamentos de filamentos de actina uns sobre
os outros
CONTRAÇÃO MUSCULAR
SARCÔMERO
Modelo do filamento deslizante na contração muscular
LIGADO
DESLIGADO
ENGATILHADO
GERADOR DE FORÇA
LIGADO
MOVIMENTO DE POTÊNCIA
Filamento de actina
Extremidade maisExtremidade menos
Cabeça de miosina
Filamento grosso de 
miosina
HIDRÓLISE
CICLO DE MUDANÇAS PELO QUAL UMA MOLÉCULA 
DE MIOSINA CAMINHA AO LONGO DO FILAMENTO 
DE ACTINA 
Controle pela troponina da contração do músculo 
esquelético
actina
Complexo 
Troponina
tropomiosina
Tropomiosina bloqueando o sítio de 
ligação para miosina
actina
Miosina ligada ao sítio exposto por Ca 
2+ - mediado pelo movimento da 
tropomiosina
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Estímulo
Liberação de Cálcio intracelular
Mudança conformacional da troponina
Ligação da troponina a tropomiosina – que se desliga da actina
Actina
Permite a interação com as cabeças de miosina
CONTRAÇÃO
ESTRUTURAS RESPONSÁVEIS PELO MOVIMENTO
Filamentos de Actina / Miosina
Microtúbulos / proteínas motoras: Dineína e Cinesina
MOVIMENTOS COM ALTERAÇÃO NO FORMATO DA CÉLULA
Contração Muscular
Movimento Amebóide
Citocinese
MOVIMENTOS SEM ALTERAÇÃO NO FORMATO DA CÉLULA
Todos os transportes intracelulares de Materiais
MOVIMENTOS RESULTANTES DA INTERAÇÃO ACTINA / 
MIOSINA
Contração de células musculares e não musculares
Citocinese
Movimento amebóide
Ciclose
Transporte vesicular
MOVIMENTOS RESULTANTES DA INTERAÇÃO
MICROTÚBULO / PROTEÍNA MOTORA
Ciliar e flagelar
Separação de cromossomos na mitose
Transporte de vesículas e organelas