Citoesqueleto_17-01-2013

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Composição e função do 
citoesqueleto II 
PROTEÍNAS	
  ACESSÓRIAS	
  
PROTEÍNAS	
  MOTORAS	
  
  Diferentes proteínas se associam aos filamentos de 
actina e microtúbulos 
- Proteínas que se ligam a subunidades livres: 
subunidades	
  de	
  
ac8na	
  
filamento	
  de	
  
ac8na	
  
TIMOSINA	
   PROFILINA	
  
se	
  liga	
  a	
  subunidade	
  na	
  fenda	
  
de	
  ligação	
  ao	
  ATP	
  e	
  impede	
  a	
  
polimerização	
  
se	
  liga	
  a	
  subunidade	
  e	
  induz	
  a	
  
polimerização	
  
ESTATIMINA	
  
dímeros	
  de	
  αβ-­‐tubulina	
  se	
  liga	
  a	
  2	
  heterodímeros	
  de	
  tubulina	
  e	
  
impede	
  a	
  polimerização	
  
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
Fosforilação	
  inibe	
  a	
  ligação!	
  
Figure	
  16-­‐38	
  	
  Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
A	
  formina	
  apresenta	
  domínios	
  
para	
   a	
   ligação	
   de	
   várias	
  
moléculas	
  de	
  profilina,	
  o	
  que	
  
faz	
   aumentar	
   a	
   taxa	
   de	
  
crescimento	
   do	
   filamento	
   de	
  
acMna	
  em	
  nucleação.	
  
Fosforilação. 
Liga-se a inositol-fosfolipídeos. 
Ancoramento na face citoplasmática da MP. 
Também se liga a domínios ricos em prolina. 
Ajuda a localizar a profilina em regiões que 
necessitam de raípida polimerização de actina. 
- Proteínas que se associam ao longo dos filamentos: 
estabiliza	
  o	
  filamento	
  
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
- Proteínas que interagem com a extremidade dos filamentos: 
Cap	
  Z	
  	
  
extremidade	
  mais	
  
FATOR	
  DE	
  
CATÁSTROFE	
  	
  
(CINESINA-­‐13)	
  
ESTABILIZAÇÃO	
  
DESESTABILIZAÇÃO	
  
CRESCIMENTO	
  
ENCURTAMENTO	
  
TROPOMODULINA	
  
extremidade	
  menos	
  
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
Figure	
  16-­‐45b	
  	
  Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
A	
  cofilina	
  deforma	
  o	
  filamento	
  de	
  acMna,	
  enrolando-­‐o	
  ainda	
  
mais	
  e	
  reduzindo	
  a	
  distância	
  entre	
  as	
  duas	
  hélices	
  do	
  filamento	
  	
  
- Proteínas que quebram os filamentos: 
CATANINA	
  -­‐	
  	
  microtúbulos	
  
GELSOLINA	
  
microfilamentos	
  de	
  
ac8na	
  
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
Depende	
   de	
   altas	
  
concentrações	
   de	
  
Ca2+.	
  
TAXOL	
  -­‐	
  	
  microtúbulos	
  
Plec8na:	
  se	
  liga	
  a	
  diferentes	
  elementos	
  do	
  
citoesqueleto	
  
Figure 16-46 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Azul = filamentos intermediários; Vermelho = microtúbulos 
Figure	
  16-­‐48	
  	
  Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
- Proteínas de LIGAÇÃO AOS FILAMENTOS DE ACTINA: 
30 nm 
- Proteínas de interligação entre os filamentos: 
FIMBRINA	
   α-­‐ACTININA	
  
FILAMINA	
  
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
FIBRA	
  CONTRÁTIL	
  FEIXES	
  PARALELOS	
   REDE	
  EM	
  FORMA	
  
DE	
  GEL	
  3D	
  
(não-contráteis) (contráteis) 
(lamelipódios) 
FEIXES	
  CONTRÁTEIS	
   REDE	
  EM	
  FORMA	
  DE	
  GEL	
   FEIXES	
  PARALELOS	
  
FIBRA	
  DE	
  ESTRESSE	
  
CÓRTEX	
  CELULAR	
  
FILOPÓDIO	
  
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
- Estas proteínas são essencias para a formação de diferentes 
arranjos de actina nas células: 
- Podemos citar alguns exemplos onde estas 
estruturas são essenciais para a função celular: 
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
- As células utilizam destas estruturas para se rastejarem em 
substratos sólidos: 
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
- Em lamelipódios e filopódios, o processo de nucleação é 
realizado pelos complexos ARP: 
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
Queratócitos 
FIBRAS	
  DE	
  ESTRESSE	
  
FILOPÓDIOS	
  
LAMELIPÓDIO	
  
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
  Se	
  ligam	
  aos	
  filamentos	
  polarizados;	
  
  Usam	
  a	
  energia	
  da	
  hidrólise	
  de	
  ATP	
  para	
  se	
  moverem	
  ao	
  longo	
  
do	
  filamento;	
  
  Os	
  ciclos	
  alternam	
  entre	
  um	
  estado	
  fortemente	
  ligado	
  ao	
  
filamento	
  e	
  outro	
  desligado	
  do	
  filamento;	
  
  É	
  um	
  ciclo	
  mecânico-­‐químico:	
  ligação	
  ao	
  filamento,	
  alteração	
  
conformacional,	
  desligamento,	
  relaxamento	
  e	
  re-­‐ligação	
  ao	
  
filamento;	
  
  Com	
  isso,	
  as	
  proteínas	
  ligadas	
  a	
  carga,	
  conseguem	
  se	
  mover	
  
ao	
  longo	
  do	
  filamento;	
  
  Miosina,	
  dineína	
  e	
  cinesina.	
  
  As PROTEÍNAS MOTORAS atuam como MOTORES 
MOLECULARES 
  MIOSINA: a primeira proteína motora identificada 
- MIOSINA II: microfilamentos de actina. Célula muscular esquelética 
Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
- Na célula muscular esquelética, a MIOSINA II forma um filamento 
bipolar: interações entre as caudas da miosina 
  Superfamília MIOSINA 
Figure	
  16-­‐57	
  	
  Molecular	
  Biology	
  of	
  the	
  Cell	
  (©	
  Garland	
  Science	
  2008)	
  
é	
  a	
  mais	
  primiMva	
  e	
  
abundante!	
  
MUSCULAR!	
  
transporte	
  de	
  
vesículas!	
  
- Ciclos de hidrólise de 
ATP acoplados a 
mudanças 
conformacionais que 
geram movimento ao 
longo dos filamentos: 
ligado 
(rigor mortis) 
desligado 
desloca 5 nm 
ligação fraca 
volta ao 
estado de 
rigor 
-­‐	
  MICROFILAMENTOS	
  	
  e	
  FILAMENTOS	
  
DE	
  MIOSINA	
  II	
  irão	
  formar	
  as	
  
MIOFIBRILAS,	
  cons8tuídas	
  por	
  
repe8das	
  unidades	
  contráteis	
  
denominadas	
  de	
  SARCÔMERO:	
  
célula muscular esquelética: célula multinucleada 
- Várias proteínas acessórias se associam aos sarcômeros: 
+ 
Alfa-actinina 
- O Ca2+ atuará regulando a atividade de 2 importantes proteínas: a 
TROPONINA e TROPOMIOSINA 
Ca2+ se liga a 
troponina, 
liberando o 
sítio de 
ligação da 
miosina na 
actina. 
- Nos microtúbulos atuarão as proteínas motoras 
CINESINAS e DINEÍNAS: 
(movimenta	
  em	
  direção	
  a	
  
extremidade	
  -­‐)	
  
(movimenta	
  em	
  direção	
  a	
  
extremidade	
  +)	
  
(movimenta	
  em	
  direção	
  a	
  
extremidade	
  -­‐)	
  
- COMO SE MOVIMENTAM 
AS CINESINAS: 
a movimentação se dá a cada 8 nm 
- As cinesinas tem papel importante na divisão celular: 
- COMO SE MOVIMENTAM AS 
DINEÍNAS: 
- As dineínas são essenciais para a estrutura 
de cílios e flagelos: 
- Com papel essencial no batimento de cílios e flagelos: