citoesqueleto-movimento celular

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Citoesqueleto e movimento celular 
Prof. Vinicius Farias Campos, 
BSc., MSc. 
fariascampos@gmail.com 
 
 
Abordagens... 
O que é e qual é a constituição 
do citoesqueleto 
Quais funções o citoesqueleto 
desempenha na célula 
Tipos de Filamentos do 
citoesqueleto 
Aplicações Biotecnológicas 
• - é uma rede complexa de filamentos de proteínas 
que se estendem por todo citoplasma; 
 
- forma um arcabouço interno para o grande volume 
do citoplasma, sustentando-o da mesma forma que 
uma estrutura metálica sustenta um prédio; 
 
- é uma estrutura altamente dinâmica que se 
reorganiza rápida e continuamente; 
 
• - presente em células eucarióticas 
O que é o citoesqueleto? 
• Composto por 3 tipos de filamentos protéicos 
1. Microfilamentos (filamentos de actina) 7 nm  
2. Filamentos Intermediários 10 nm  
3. Microtúbulos 25 nm  
 
• Esses 3 tipos interagem entre si conferido 
estabilidade e dinâmica no citoesqueleto. 
 
• Cada tipo de filamento é formado pela 
polimerização de monômeros específicos 
Composição 
 - Dar estrutura e forma a célula 
- permitir que a célula altere sua forma 
- permitir o movimento celular 
- fornece a maquinaria necessária para 
movimentos intracelulares 
- na divisão celular – segregação dos 
cromossomos 
- na interação célula-célula 
- na interação célula-matriz extracelular 
 
Funções do citoesqueleto 
Microtúbulos 
Microfilamentos Filamentos intermedios 
 2
5
 n
m
 
1
0
 n
m
 
 7
 n
m
 
25µm 25µm 
25µm 25nm 
25nm 25nm 
Microfilamentos 
• Principal proteína: Actina 
• Estrutura: Polímeros helicoidais, duas cadeias 
de actina (G-Actina + ATP + Mg e K = Polímero) 
• Estruturas flexíveis, com diâmetro de 5 a 9 nm, 
• Organizados na forma de feixes lineares, redes 
bidimensionais e géis tridimensionais. 
Microfilamentos 
• Filamentos de actina concentrados logo abaixo da 
membrana plasmática 
 
•Endocitose, pinocitose, migração celular, contração 
muscular 
 
• Sustenta as microvilosidades – superfície celular 
 
• Encontra-se nas junções celulares – manter células 
unidas 
 
• Associam-se com inúmeros complexos protéicos 
Microfilamentos em 
microvilosidades 
Microfilamentos em protusões 
temporárias 
Microfilamentos na contração 
muscular 
Microfilamentos na citocinese 
Anel contráctil de 
actina e miosina 
• São polímeros rígidos formados por 13 protofilamentos de tubulina a e 
b, em forma de filamentos longos e ocos, com 25 nm de diâmetro e são 
muito mais rígidos do que os filamentos de actina. 
Microtúbulos (MT) 
Polimerização 
• Tipos: a, beg 
• Altamente conservadas 
• Possuem aprox. 450 aa (50 kDa) 
• São originados por 5 genes de uma família 
que tem 5 isoformas. 
 
 
Tubulina 
• Nas células em interfase, partem do centrossoma, onde se 
encontram os centríolos e uma reserva de tubulina. 
 
• A polimerização dos dímeros de tubulina possibilita o 
alongamento do microtúbulo e a despolimerização seu 
encurtamento. 
 
• O sentido da polimerização da tubulina vai conferir uma 
polaridade ao microtúbulo: uma extremidade + (positiva) onde 
continua a polimerização e outra (-) negativa. 
Microtúbulos (MT) 
1. Microtubulos organizam o interior da célula 
2. A maioria das células diferenciadas são polarizadas 
Polarização 
1. Microtubulos são responsáveis pelo movimento de organelas, 
vesículas, proteínas 
Polarização 
Microtúbulos (MT) 
 shows the microtubules in longitudinal sample 
MET mostrando a distribuição de microtúbulos em células 
Microtúbulos (MT) 
•Transporte (vesículas, organelas, 
cromossomos, etc) 
• Formação do fuso mitótico 
• Arquitetura celular (junto com FI e 
Microfilamentos) 
• Movimento axonal 
• Movimento de vesículas e organelas 
• Movimento de cílios e Flagelos 
Funções dos Microtúbulos 
Cillia 
or Flagella 
- 
+ 
+ 
Mitotic spindle 
Dividing cell 
Migrating cell 
Spindle poles 
Neurones 
Basal body 
MICROTUBULOS 
(organising centres and polarity) 
MTOC 
Centrosome 
Centrioles 
+ 
+ 
+ 
+ 
• Possuem polaridade - É essa polaridade que 
possibilita proteínas motoras trafegarem vesículas, 
organelas ou complexos protéicos associados aos 
microtúbulos num ou noutro sentido. 
 
• DINEÍNA leva vesículas para o polo (-) 
• CINESINA para o polo (+). 
Microtúbulos 
MT proteínas motoras 
Transporte Pelos Microtúbulos 
• DINEÍNA leva 
vesículas para 
o polo (-) 
 
• CINESINA leva 
para o polo (+) 
MT proteínas motoras 
MT proteínas motoras 
1. Organelas movem-se pelos microtúbulos 
2. ER e Golgi são posicionado pelos microtúbulos 
3. Cria diferenças locais necessários para a função celular 
Tipos Estruturas Localização 
Flagelos 9+2 
Espermatozóides e em 
protozoários 
Cílios 9+2 
Células epiteliais do 
pulmão, deslocamento 
do óvulo 
Centríolo 3x9 
Todas as células animais; 
região organizadora de 
microtúbulos 
Corpúsculo 
basal 
3x9 
Ancoragem e origem dos 
cílios 
Microtúbulos Organizados 
- Estruturas responsáveis pela motilidade celular 
- Constituídos por pequenos apêndices, especialmente 
diferenciados, que variam em número e tamanho. 
- Se são escassos e longos recebem o nome de flagelos, 
- Se numerosos e curtos são denominados cílios 
 
Cilios –Células epiteliais do pulmão, deslocamento do óvulo, 
Flagelos – Espermatozóides e em protozoários 
Cílios e Flagelos 
Cílios 
Desenho mostrando as diferenças de movimentos entre o cílios e o flagelo 
Cílios e Flagelos 
Dineína gera movimento dos 
cilios e flagelos 
Cilio 
Micrografia 
eletrônica 
de secções 
transversal 
e vertical de 
um cílio 
(arranjo em 
9+2) 
corpúsculo basal 
- Estruturas cilíndricas, com 0,2 mm de largura e 0,4 mm de comprimento. 
- 9 grupos de três microtúbulos, fundidos em tripletes, formam a parede do 
centríolo e cada triplete se incline para dentro como as lâminas de uma turbina. 
Desenho esquemático do corpúsculo basal e Centríolo 
Centríolo 
Centríolo 
1. É formado de 
um par e 
dispostos em em 
um ângulo reto 
 
2. Formam o fuso 
mitótico para 
segregação dos 
cromossomos 
• 1) Tanto os microfilamentos como os microtúbulos são constituidos 
por proteínas globulares 
 
• 2) Em ambos casos, ~ 50% da proteína constituinte se encontra em 
forma solúvel os 50% restantes em forma de filamentos. 
 
• 3) Formam estruturas MUITO DINÂMICAS, com um intercambio rápido 
de subunidades entre o "pool" solúvel e filamentoso. 
 
• 4) Tanto os microfilamentos como os microtúbulos são estruturas 
"polarizadas” (extremos distintos). 
 
• 5) As estruturas formadas por microtúbulos e/ou microfilamentos, 
possuem a capacidade de transportar e gerar forças, sendo chamadas 
de citomusculatura 
 
Características comuns a 
microfilamentos e microtúbulos 
http://www.youtube.com/watch?v=uGK9CYetCvM&feature=fvwrel 
Vídeo 
• São polímeros constituídos de polipeptídios fibrosos. 
 
• Diâmetro entre 8 e 12 nm 
 
• Parte mais estável do Citoesqueleto 
 
• Participam: estrutura, estabilidade, sustentação, 
resistência, interação celular. 
Filamentos Intermediários 
• Grupos heterogêneos (+50) de proteínas de FI 
 
• Citoqueratina - células epiteliais, bexiga 
 
• Vimentina – Células de fibroblastos, leucócitos 
 
• Neurofilamentos das células nervosas 
 
• Lamina - forma a lâmina fibrosa que se estendesob o 
envelope nuclear 
Filamentos Intermediários 
2. Monômeros de FI 
2. Versatilidade FI 
2. Formação dos FI 
monômero 
 
Dimero 
enovelado 
 
 
Tetramero 
antiparalelo 
 
dois 
tetrameros 
 
 
8 
protofilamentos 
Como o citoesqueleto pode ser usado 
em biotecnologia? 
Alvo para drogas 
Alvo para 
detecção de 
câncer 
Ação de drogas no citoesqueleto 
• Cochicina, Colcemida e Nocadazol – inibem a 
polimerização de MT – inibindo a ligação nas 
extremidades + 
• Vincristina e a vimblastina se agregam aos MT e 
levam a despolimerização dos MT 
• Taxol - acelera a polimerização e estabiliza os 
microtúbulos, impedindo a despolimerização 
• Biópsias de tumores 
 
• Imunocitoquímica para identificar proteínas 
específicas dos filamentos intermediários 
 
• Identificação da origem do tumor 
 
• Auxílio no direcionamento do tratamento 
Identificação de tumores através 
do citoesqueleto 
Obrigado pela atenção!!! 
Vinicius Farias Campos 
fariascampos@gmail.com 
vcampos_ib@ufpel.edu.br