Citoesqueleto: estrutura, composição química e aspectos funcionais

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Citoesqueleto: estrutura, composição química e aspectos
 funcionais
Aula 6: Teórica 
Considerações gerais
Como deve ser o comportamento das células?
1. Devem estar organizadas no espaço;
2. Devem apresentar uma correta conformação, serem robustas fisicamente e estarem adequadamente estruturadas internamente;
3. Muitas devem ser capazes de modificar sua forma; 
4. Muitas devem ser capazes de se mover de um lugar a outro; 
5. Diante de processos de crescimento celular, divisão celular e qualquer mudança no ambiente: 
Toda célula deve ser capaz de reorganizar seus componentes internos, permitindo o deslocamento de suas organelas e vesículas.
Citoesqueleto
“Esqueleto das células”
É formado por um extraordinário sistema de filamentos
e macromoléculas protéicas diversas
Fundamentais para a organização espacial das células
Esses elementos estruturais constituem um conjunto dinâmico
que assume aspectos diferentes, de acordo com o tipo celular
e com as necessidades da célula
Tipos de filamentos que compõem o citoesqueleto
Filamentos de actina ou microfilamentos
Microtúbulos
Filamentos intermediários
Filamentos de actina ou microfilamentos
Todas as células eucariontes possuem a proteína chamada ACTINA
Essa proteína actina é encontrada de duas formas:
Actina G
Forma globular ou monomérica
Actina F
Forma filamentosa
Monômero (actina G)
Filamento (actina F)
Os monômeros globosos (actina G) se polimerizam formando uma
estrutura quaternária fibrosa (actina F)
Os filamentos de actina apresentam-se sob a forma de estruturas flexíveis e 
são finos com diâmetro entre 5 a 9 nm
Os filamentos de actina são divididos em dois grupos:
Transcelulares
Cruzam o citoplasma em todas as direções,
formando feixes e redes.
Corticais
Rede de filamentos que se localizam abaixo da
membrana plasmática formando o córtex celular.
Esse córtex celular reforça a membrana plasmática
e participa dos movimentos celulares, como os 
movimentos amebóides e a emissão de pseudópodes
na fagocitose.
Funções dos filamentos de actina nas células:
Mobilidade celular;
Citocinese (divisão do citoplasma);
Microvilosidades (projeções citoplasmáticas na superfície celular, envolta por membrana plasmática); 
Contração das células musculares.
Microtúbulos
São estruturas cilíndricas ocas, delgadas e longas com 24 nm de diâmetro.
Cada microtúbulo é formado por proteínas chamadas de TUBULINA
A tubulina é formada por duas proteínas globulares denominadas de -tubulina e -tubulina, que são ligadas por ligações não-covalentes. 
O arranjo das moléculas de tubulina cria 13 protofilamentos, que vão formar
a parede do microtúbulo
Os microtúbulos estão em constante reorganização
Cresce em uma das extremidades pela
 polimerização dos dímeros de tubulina 
(extremidade mais (+))
Decresce na outra extremidades pela
 despolimerização dos dímeros de tubulina 
(extremidade menos (-))
Essa polimerização é regulada pela concentração de 
íons Ca2+ e por proteínas associadas aos microtúbulos
Funções dos microtúbulos nas células:
Participam da movimentação dos cílios e flagelos (prolongamentos flexíveis da membrana celular);
Participam da divisão celular;
Estão envolvidos no transporte intracelular de partículas e organelas.
Filamentos intermediários
São filamentos em forma de cordão com diâmetro em torno de 10nm.
Esses filamentos não são constituídos por monômeros e são mais estáveis
 do que os microtúbulos e os filamentos de actina
Uma vez formados permanecem por longo tempo no citoplasma
Os filamentos intermediários são mais abundantes
 em células que sofrem estresses mecânicos, 
proporcionando resistência física a células e tecidos
Atenção: esses filamentos não têm participação direta na contração celular,
nem nos movimentos de organelas, ou seja, são primordialmente 
ELEMENTOS ESTRUTURAIS
Nas células da epiderme esses filamentos se prendem a especializações da membrana plasmática, desmossomos, 
que unem as células umas às outras
Proteínas fibrosas que compõem os filamentos intermediários e sua localização
1.Queratinas 
células epiteliais e estruturas como unhas, pêlos e chifres
2. Proteínas dos 
neurofilamentos 
Corpo celular e prolongamentos dos neurônios 
(principalmente axônios)
Neurofilamentos do axônio
Corte transversal do axônio
3. Proteína ácida
fibrilar da Glia
células do tecido nervoso (astrócitos e células de Schwanm)
4. Desmina 
células musculares lisas, esqueléticas e do miocárdio
5.Vimentina
células originadas do mesênquima embrionário
6. Laminas A, B e C 
Encontrada no núcleo celular formam a lâmina nuclear, uma
estrutura em grade que reforça internamente o envoltório nuclear
Proteínas motoras
São responsáveis pelos deslocamentos intracelulares de organelas e outras partículas
Dineínas e cinesinas
Causam deslocamentos em associação com
 os microtúbulos
São divididas em dois grupos:
Miosinas
Podem formar filamentos e atuam em associação 
com os filamentos de actina
Movimento celular
Considerações gerais
Quem são os responsáveis pela maioria dos movimentos celulares?
Os filamentos de actina
Os microtúbulos
Proteínas motoras (dineínas e cinesinas, miosina) 
Como acontece a maioria dos movimentos celulares?
Através do deslizamento de estruturas umas sobre as outras. Tipos:
A) Deslizamento de fibrilas de actina sobre fibrilas de miosina 
B) Deslizamento de dineínas e cinesinas sobre os microtúbulos 
Mecanismo de movimentação celular mais difundido
Movimentos dos cílios e flagelos e transporte intracelular
CONTRAÇÃO MUSCULAR
As células musculares estriadas são especializadas e apresentam uma estrutura altamente diferenciada para produzir movimento
Essas células possuem forma cilíndrica alongada e assim 
são chamadas de FIBRAS MUSCULARES 
Cada fibra muscular contém um feixe intracitoplasmático de delgadas estruturas cilíndricas chamadas de MIOFIBRILAS
Cada MIOFIBRILA é formada por unidades que se repetem
chamadas de SARCÔMEROS
Cada sarcômero é limitado por duas estrias Z (discos Z), estruturas que contêm desmina
Cada sarcômero é formado por uma banda A (escura) e dois segmentos da 
semibanda I (clara) 
Os filamentos finos dos sarcômeros são formados pelas proteínas
ACTINA, TROPOMIOSINA E TROPONINA
Os filamentos grossos dos sarcômeros são formados por feixes de 
moléculas de MIOSINA 
Cada molécula de miosina é formada por dois
 longos polipeptídeos enrolados que têm a forma
 de um bastão longo com duas cabeças globulares
 em uma das suas extremidades