Estudo Dirigido - Citoesqueleto

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Citoesqueleto 
Estudo​ ​Dirigido​ ​-​ ​Biologia​ ​Celular,​ ​22​ ​Nov.​ ​2017 
 
Pedro​ ​H.​ ​Godoy​ ​S. 
 
 
 
Definição 
Conjunto de elementos que, em sintonia, são responsáveis pela integridade estrutural                     
das células e por uma ampla variedade de processos dinâmicos, como a aquisição da                           
 
forma, a movimentação celular e o transporte de organelas e de outras estruturas                         
citoplasmáticas. 
Componentes​ ​do​ ​Citoesqueleto 
Os principais constituintes do citoesqueleto, são: (1) filamentos de actina; (2)                     
microtúbulos​ ​e​ ​proteínas​ ​motoras;​ ​(3)​ ​filamentos​ ​intermediários. 
Composição​ ​química 
● Microtúbulos: São constituídos por duas cadeias polipeptídicas de estruturas                 
semelhantes,​ ​chamadas​ ​​tubulinas​ ​α​​ ​e​ ​​β​,​ ​que​ ​juntas​ ​formam​ ​os​ ​dímeros. 
 
 
● Filamento de Actina: São formados por duas cadeias de monômeros globulares de                       
proteína ​actina G​, que se polimerizam lembrando colares de pérolas enrolados,                     
formando​ ​uma​ ​estrutura​ ​quaternária​ ​fibrosa,​ ​​actina​ ​F​. 
 
● Filamentos Intermediários: São formados por diversas proteínas fibrosas:               
queratina​, ​vimentina​, ​proteína ácida fibrilar da glia​, ​desmina​, ​lamina e ​proteínas                     
dos​ ​neurofilamentos​. 
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Organização​ ​morfo-estrutural 
● Microtúbulos: Cilindros muito delgados e longos, com 24nm de diâmetros. Cada                     
microtúbulos é formado pela associação de dímeros proteicos dispostos em hélice.                     
O arranjo das moléculas de tubulina cria 13 protofilamentos, que constituem a                       
parede​ ​do​ ​microtúbulo. 
 
● Filamento de Actina: Eles apresentam espessura de 5 a 7 nm de diâmetro e                           
formam uma gama bastante ampla de estruturas diferentes, estando distribuídos                   
por​ ​todo​ ​o​ ​citoplasma​ ​e​ ​aparecendo,​ ​algumas​ ​vezes,​ ​também​ ​no​ ​núcleo. 
● Filamentos Intermediários: Todos os filamentos intermediários possuem a mesma                 
estrutura, sendo constituídos pela agregação de moléculas alongadas, cada uma                   
formada por três cadeias polipeptídicas enroladas em hélice; possuem um                   
diâmetro​ ​de​ ​8​ ​a​ ​10​ ​nm;​ ​geralmente​ ​se​ ​agrupam​ ​e​ ​formam​ ​feixes​ ​mais​ ​grossos. 
Função​ ​dos​ ​Microfilamentos​ ​de​ ​Actina 
Os filamentos de actina formam uma trama de filamentos delgados e flexíveis, dispersa                         
por todo o citoplasma. Porém, há uma concentração na periferia do citoplasma, onde eles                           
estão ligados entre si por várias proteínas, formando o ​córtex de actina​. Esse                         
citoesqueleto cortical atua em processos dinâmicos, como a expansão de prolongamentos                     
celulares, os movimentos associados aos processos de endocitose e exocitose e a adesão                         
celular​ ​a​ ​outras​ ​células​ ​ou​ ​à​ ​matriz​ ​extracelular. 
Centrossomo​ ​e​ ​sua​ ​constituição 
Centrossomos são constituídos de dois arranjos cilíndricos de microtúbulos, chamados                   
“centrioles,” e um complexo de proteínas que ajudam os microtúbulos adicionais a se                         
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formarem. Essas proteínas, permitem que os centrossomos comecem e terminem a                     
formação de microtúbulos. Isso os permite controlar a formação de fibras do fuso                         
mitótico e outras estruturas que possuem papéis importantes no desenvolvimento                   
celular. 
Axonema 
É​ ​a​ ​estrutura​ ​fundamental,​ ​responsável​ ​pela​ ​movimentação​ ​dos​ ​cílios​ ​e​ ​flagelos. 
Composição,​ ​função​ ​e​ ​localização​ ​dos​ ​cílios​ ​e​ ​flagelos 
Cílios, são estruturas com aspecto de pequenos pêlos com 0,25 µm de diâmetro,                         
constituído por um feixe de microtúbulos dispostos paralelamente e envoltos por                     
membrana; os flagelos são geralmente únicos, uma projeção da membrana plasmática                     
com 0,25 µm de diâmetro também, contendo, no seu interior, um feixe de microtúbulos.                           
Essas estruturas são responsáveis pelo movimento de uma variedade de células                     
eucarióticas. 
Os ​cílios são utilizados por células livres para se locomoverem pelo meio; em células                           
fixas, ele é utilizado para movimentar fluidos ou muco sobre a superfície células. Os                           
cílios das células epiteliais que revestem o trato respiratório humano têm a função de                           
conduzir o muco, juntamente com partículas de poeira, até a boca, onde ele é eliminado                             
ou deglutido. Alguns protozoários, como o paramécio, usam os cílios tanto para sua                         
locomoção​ ​como​ ​para​ ​coletar​ ​partículas​ ​de​ ​alimento. 
Já os ​flagelos​, são responsáveis pela locomoção dos espermatozóides e de uma variedade                         
de​ ​protozoários. 
Microtúbulos​ ​durante​ ​a​ ​divisão​ ​celular 
Quando a célula vai entrar em divisão, a rede microtubular sofre uma total                         
reorganização, toda a rede microtubular presente na célula em intérfase é desmontada, e                         
as tubulinas livres são reutilizadas para formar o fuso mitótico, que é responsável pela                           
separação das cromátides-irmãs. Essa reestruturação dos microtúbulos é dirigida pela                   
duplicação do centrossomo, formando dois centros organizadores de microtúbulos que,                   
durante​ ​a​ ​mitose,​ ​migram​ ​para​ ​pólos​ ​opostos​ ​do​ ​fuso​ ​mitótico. 
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Interação​ ​de​ ​quimioterápicos​ ​nos​ ​microtúbulos 
Os quimioterápicos do tipo Inibidores Mitóticos, podem paralisar a mitose na metáfase,                       
devido à sua ação sobre a proteína tubulina, formadora dos microtúbulos que                       
constituem o fuso espiralar, pelo qual migram os cromossomos. Deste modo, os                       
cromossomos, durante a metáfase, ficam impedidos de migrar, ocorrendo a interrupção                     
da divisão celular. Esta função tem sido útil na "sincronização" das células quando os                           
inibidores mitóticos são combinados com agentes específicos da fase S do ciclo. Devido                         
ao seu modo de ação específico, os inibidores mitóticos devem ser associados a outros                           
agentes para maior efetividade da quimioterapia. Neste grupo de drogas estão incluídos                       
os alcalóides da vinca rósea (vincristina, vimblastina e vindesina) e os derivados da                         
podofilotoxina​ ​(o​ ​VP-l6,​ ​etoposídeo;​ ​e​ ​o​ ​VM-26,​ ​teniposídeo). 
Filamentos​ ​intermediários 
O citoesqueleto formado pelos filamentos intermediários é relativamente inflexível e                   
resistente, contribuindo para a manutenção da forma e da integridade estrutural das                       
células. O papel mecânico dos filamentos intermediários é dar alta resistência e a                         
estabilidade.  
Localização dos filamentos intermediários e comparação com os demais elementos do                     
citoesqueleto 
Encontrados predominantemente no citoplasma, porém, no núcleo celular, há uma                   
estrutura proteica que constitui a lâmina nuclear, composta pelas proteínas laminas, que                       
pertencem​ ​a​ ​uma​ ​classe​ ​independente​ ​de​ ​filamentos. 
Os filamentos intermediários são mais estáveis que os microtúbulos e filamentos de                       
actina, e não são constituídos por monômeros de proteínasglobulares, e sim fibrosos, por                           
esse motivo, não tem participação direta na contração celular, nem nos movimentos de                         
organelas,​ ​sendo​ ​primordialmente​ ​elementos​ ​estruturais. 
Constituição​ ​da​ ​lâmina​ ​nuclear 
Existem três variedades da proteína lamina, denominadas A, B e C, que participam da                           
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constituição da ​lâmina nuclear​, uma estrutura em forma de rede que reforça a superfície                           
interna​ ​do​ ​envoltório​ ​nuclear. 
Proteínas​ ​motoras​ ​associadas​ ​aos​ ​microfilamentos​ ​de​ ​actina​ ​e​ ​aos​ ​microtúbulos 
O processo de deslocamento intracitoplasmático, ocorre graças à participação de vários                     
tipos de complexos protéicos específicos, chamados de proteínas motoras. Cada                   
complexo de proteína motora é constituído por dois tipos de componentes: os                       
componentes adaptadores​, que se prendem, de um lado, especificamente às várias                     
partículas a serem transportadas e, do outro lado, os segundos componentes, que são os                           
componentes motores​. Estes, por sua vez, na outra, aos microtúbulos ou aos filamentos                         
de actina, promovendo o deslizamento do complexo ​proteína motora + partícula ao longo                         
dos microtúbulos. Isso ocorre graças à energia derivada de ATP pela ATPase presente nos                           
componentes​ ​motores. 
Foram descritos dois tipos de componentes motores que promovem o deslocamento das                       
partículas sobre os microtúbulos. Um desses componentes consiste nas proteínas da                     
família da ​dineínas​, que transportam partículas na direção de extremidade mais, para                       
menos (+ para -). E as da família ​cinesinas​, que promovem o deslocamento no sentido                             
contrário (- para +). Outra família de proteínas motoras, é constituída pelas ​miosinas​, que                           
produzem movimento em associação com os filamentos de actina. A direção e a                         
velocidade do transporte intracelular de partículas dependem da diversidade das                   
proteínas​ ​motoras​ ​existentes​ ​nos​ ​vários​ ​tipos​ ​de​ ​células. 
 
 
 
 
 
 
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Referências 
● CARVALHO,​ ​Hernandes​ ​F.;​ ​PIMENTEL,​ ​Shirlei​ ​Maria​ ​Recco.​ ​A​ ​célula.​ ​3a.​ ​ed. 
Barueri​ ​[SP]:​ ​Manole,​ ​2013. 
● JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, José. Biologia Celular e Molecular. 9a. Ed. Rio de                         
Janeiro​ ​[RJ]:​ ​Guanabara​ ​Koogan​ ​Ltda.​ ​2012. 
● Centrosome Definition. Biology Dictionary. Disponível em:           
<https://biologydictionary.net/centrosome/>​ ​Acesso​ ​em:​ ​21​ ​nov.​ ​2017. 
● Quimioterapia. INCA. Disponível em:       
<http://www.inca.gov.br/conteudo_view.asp?id=101>​ ​Acesso​ ​em:​ ​22​ ​nov.​ ​2017. 
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