Citoesqueleto prof matheus

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CITOESQUELETO 
Mateus Rodrigues Pereira 
Biologia Celular 
 
 
• Células devem se organizar no espaço. 
• Interagir mecanicamente com o 
ambiente ao seu redor e com outras 
células. 
• Estarem adequadamente estruturadas 
internamente e serem fisicamente 
robustas. 
• Modificar sua forma ou ir para outros 
locais. 
• Organizar seus componentes internos 
(RE e GOLGI dependem de 
microtúbulos) após divisão celular. 
 
 
 
 
 
 
 CITOESQUELETO 
 
 
 
Conceito 
• Rede complexa de proteinas 
– Filamentosas (Microtúbulos e 
filamentos de actina) 
– Fibrosas (Filamentos 
intermediários) 
 
– Estes elementos 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 
outras estruturas 
citoplasmáticas; 
 
Funções Gerais 
• Funções Estruturais 
– Córtex celular, microvilosidades (filamentos de actina) 
– Resistência mecânica a estresses (filamentos intermediários) 
– Distribuição de organelas membranosas (RE e Golgi) 
(microtúbulos) 
– Filamentos intermediários e de actina -> junções celulares 
• Movimentos Celulares Gerais 
– Locomoção de células 
• Movimentos amebóides (actina – miosina) 
• Espermatozóides (flagelos) ; Paramecium sp (cílios) (microtúbulos) 
– Movimentos Intracelulares 
• Contração muscular (actina – miosina) 
• Mitose (microtúbulos) e Citocinese (anel contrátil) (actina e miosina) 
• Ciclose em Células vegetais (actina e miosna) 
• Transporte vesicular (microtúbulos) 
 
 
 
 
Constituição do Citoesqueleto 
 
 
Filamentos de Actina (Microfilamentos) 
 
 
 
 
 
 
 
Constituição do Citoesqueleto 
 
Microtúbulos 
 
 
 
 
 
 
 
 
Constituição do Citoesqueleto 
 
Filamentos Intermediários 
 
 
 
 
 
 
 
 
Constituição do Citoesqueleto 
Constituição do Citoesqueleto 
- Os filamentos intermediários são formados a 
partir de subunidades que são por si próprias 
fibrosas e longas. 
- Os filamentos de actina e os microtúbulos são 
compostos por subunidades globulares e 
compactas: subunidades de actina e 
subunidades de tubulina 
 
Cada tipo de filamento do citoesqueleto é construído a 
partir de subunidades protéicas menores 
 
Constituição do Citoesqueleto 
 Cada tipo de filamento do citoesqueleto é construído a partir de 
subunidades protéicas menores - Microtúbulos 
 
 
Constituição do Citoesqueleto 
 Cada tipo de filamento do citoesqueleto é construído a partir de 
subunidades protéicas menores 
 Microtúbulos 
 
- São formados por subunidades proteicas de tubulina. 
- A subunidade é um heterodímero formado por duas proteínas 
globulares (α-tubulina e β-tubulina) ligadas por ligações não 
covalentes. 
- Um microtúbulo é formado por 13 protofilamentos paralelos, 
cada um deles composto de moléculas alternadas de α-
tubulina e β-tubulina. 
 
 
Constituição do Citoesqueleto 
 Cada tipo de filamento do citoesqueleto é construído a partir de 
subunidades protéicas menores - Actina 
 
 
Constituição do Citoesqueleto 
 Cada tipo de filamento do citoesqueleto é construído a partir de 
subunidades protéicas menores 
Filamentos de Actina (ou Microfilamentos) 
 
 
- Actina filamentar (atina – F) é formada por unidades 
monoméricas de actina globular (actina – G). 
 
- Dois protofilamentos mantidos unidos por contatos laterais e 
que se enroscam um ao outro como duas fitas paralelas de 
uma hélice. 
 
 
 
Constituição do Citoesqueleto 
 Cada tipo de filamento do citoesqueleto é construído a partir de 
subunidades protéicas menores – Filamentos Intermediários 
 
 
Constituição do Citoesqueleto 
 Cada tipo de filamento do citoesqueleto é construído a partir de 
subunidades protéicas menores 
Filamentos Intermediários 
- Todas as células eucarióticas : possuem filamentos de actina e 
microtúbulos. 
- Filamentos intermediários presentes apenas nos metazoários, 
moluscos e nematódeos. 
- Presentes no citoplasma de células sujeitas a estresse 
mecânico. 
- São chamados assim, pois seu diâmetro de 8-10 nm é 
intermediário entre os microtúbulos, que são mais grossos, e 
o de actina, que são mais finos. 
- Formados por uma família de proteínas fibrosas e longas, tais 
como vimentina, queratina, desmina etc... 
- No núcleo: Forma a lâmina nuclear. 
 
 
 
Polimerização e despolimerização dos Microtúbulos e 
dos Filamentos de Actina 
 Microtúbulos (instabilidade Dinâmica) 
 
Polimerização e despolimerização dos Microtúbulos e 
dos Filamentos de Actina 
 Filamentos de Actina (Instabilidade Dinâmica) 
Extremidade (-) Extremidade (+) 
 
Polimerização e despolimerização dos Microtúbulos e 
dos Filamentos de Actina 
 Apesar de gastarem energia , os processos de Instabilidade 
Dinâmica são extremamente úteis para a célula 
Muitos polímeros biológicos (DNA, RNA e proteínas) 
são mantidos em união por ligações covalentes (fortes). 
Em contraste, a estrutura dos três tipos de “polímeros” do 
citoesqueleto é mantida por interações não covalentes 
(fracas) o que significa que sua associação e dissociação 
Podem ocorrer rapidamente, sem a necessidade de 
formação ou quebra de ligações covalentes. 
 
A célula é capaz de construir grandes estruturas pela 
associação de um grande número destas pequenas 
unidades repetitivas do mesmo modo que um prédio é 
feito a partir de tijolos. Pelo tamanho pequeno, as 
pequenas subunidades podem difundir-se rapidamente no 
citoplasma o que não seria muito fácil se o filamento inteiro 
tivesse que se locomover. 
 
Polimerização e despolimerização dos Microtúbulos e 
dos Filamentos de Actina 
 Apesar de gastarem energia , os processos de Instabilidade 
Dinâmica são extremamente úteis para a célula 
Instabilidade Dinâmica – Dinamismo – É a capacidade que os 
filamentos de actina e microtúbulos têm de, rapidamente, 
despolimerizar em um local e polimerizar novamente em outro 
local para atender às necessidades celulares. 
Como as células regulam seus filamentos 
do citoesqueleto 
Os microtúblos Irradiam a partir do centrossomo de 
células animais 
MTOC (Centro organizador de microtúbulos ou Centrossomo) 
Situado próximo ao núcleo 
Como as células regulam seus filamentos 
do citoesqueleto 
Situado próximo ao núcleo e ao aparelho de Golgi 
• O Centrossomo é o local de nucleação (formação) de 
microtúbulos na célula. 
• Cada centrossomo em cada célula possui um par de 
centríolos, e localiza próximo ao núcleo e ao 
aparelho de Golgi. 
• O centrossomo é constituído por um material amorfo 
mais o par de centríolos que consistem de nove 
pares de microtúbulos periféricos (27 microtúbulos). 
• A função do centrossomo é nuclear a formação de 
dos microtúbulos na célula e consequentemente 
orientar a divisão celular, pois tais microtúbulos 
originam uma estrutura denominada fuso mitótico, 
onde se prendem os cromossomos. 
 
Como as células regulam seus filamentos 
do citoesqueleto 
Os Filamentos de Actina são frequentemente 
nucleados na face citoplasmática da membrana 
plasmática 
Consequência: maior densidade de actina nesta região 
definindo o córtex celular. 
Como as células regulam seus filamentos 
do citoesqueleto 
Nucleação e formação da teia de actina pelo complexo ARP 
(proteínas relacionadas à actina – análogo do γ-TuRC) 
Córtex Celular 
Centrossomo 
Componentes Tamanho Proteína AtividadesMicrotúbulos ~25nm Tubulina Formação do fuso mitótico, 
transporte de vesículas e 
outras organelas, formação de 
cílios, flagelos, centríolos e 
corpúsculos basais. 
Microfilamentos 5-7 nm Actina Endocitose, migração celular, 
citocinese, contração muscular, 
participam das junções 
aderentes, adesão focal, 
microvilosidades. 
Filamentos 
intermediários 
7-10 nm Citosqueratina 
Vimentina 
Periferina 
Desmina 
Sustentação, desmossomos, 
hemidesmossomos. 
Citoesqueleto associado a proteínas MOTORAS 
• Proteínas motoras (ou motores moleculares) 
 são proteínas que sofrem mudanças 
conformacionais gerando força motriz sendo 
capazes de realizarem movimentos celulares 
internos e de alteração da forma da célula. 
Para a realização destas atividades, elas 
necessitam de energia vinda da quebra do 
ATP. 
Motores Moleculares 
Cinesinas – caminham para a extremidade (+) e dineínas para a extremidade (-) 
Motores Moleculares 
Cinesinas – caminham para a extremidade (+) e dineínas para a extremidade (-) 
Funções do Citoesqueleto 
• As funções do citoesqueleto dependem: 
 - Da montagem de desmontagem rápida e 
dinâmica (instabilidade dinâmica) dos polímeros 
do citoesqueleto. 
 
 - E da ação de proteínas motoras que se 
movem sobre estes polímeros. 
Funções do Citoesqueleto 
• Microtúbulos na formação do Fuso Mitótico 
Motores Moleculares 
Motores Moleculares 
Microtúbulos 
Divisão Celular 
 
Motores Moleculares 
Microtúbulos 
Divisão Celular 
 
Migração dos Cromossomos na 
divisão celular 
Microtúbulos 
Locomoção Celular – Constituição de cílios e flagelos 
 
Axonema – 9 pares de microtúbulos periféricos+ 2 centrais 
Microtúbulos 
Locomoção Celular – Constituição de cílios e flagelos 
 
Corpúsculo basal - Estrutura que existe na base 
dos cílios e dos flagelos, constituído por nove grupos 
de três microtúbulos, que se dispõem formando uma 
superfície cilíndrica. Dois dos túbulos de cada 
grupo (dupla) prolongam-se ao longo do cílio ou 
do flagelo para formar o axonema. 
Axonema 
Motores Moleculares 
Microtúbulos 
Locomoção Celular 
 
Motores Moleculares 
Microtúbulos 
Locomoção Celular 
 
Motores Moleculares 
Microtúbulos 
Transporte vesicular 
 
Microtúbulos 
Distribuição de organelas 
 As proteínas motoras associadas aos microtúbulos se associam com proteínas das 
organelas 
Microtúbulos 
Distribuição no neurônio e fibroblasto 
 
 
Os microtúbulos entram na constituição de várias estruturas: 
 
Centríolos, fuso mitótico, raios astrais de células em divisão, elementos longitudinais dos 
axônios, cílios e flagelos 
 
 
Existem contudo diferenças na sua estabilidade: 
 
-Os microtúbulos de cílios e flagelos são muito estáveis; 
-Os microtúbulos do fuso mitótico são lábeis e transitórios. 
 
O padrão de distribuição dos microtúbulos oscila ao longo do ciclo celular entre uma rede 
complexa durante a interfase e uma distribuição restrita ao fuso durante a mitose. 
 
Os microtúbulos apresentam polaridade: Extremidades [+] e [-] 
Estruturas estáveis formadas por 
microtúbulos 
Localização 
Centríolo Em todas as células animais 
Corpúsculo basal Na região de ancoragem e origem dos 
cílios 
Cílios Epitélio das tubas uterinas e das vias 
respiratórias 
Flagelo Espermatozóides 
Filamentos de Actina 
Micrvilosidades na célula epitelial do intestino. 
Microvilosidades servem para aumentar a superfície de contato 
da membrana plasmática com substâncias alimentares na luz 
do intestino 
Junções Celulares (Junções aderentes) 
Junções aderentes – tipo de junção 
Célula-célula cujas proteínas da 
Junção se ligam à ACTINA 
Filamentos de Actina 
Junções Celulares (Adesão focal) 
Filamentos de Actina 
Adesão focal – tipo de junção 
célula – Matriz extracelular e ligada 
internamente a Filamentos de actina. 
Contração Muscular 
 
 
 
 
 
 
 
Célula Muscular (fibra mucular) 
Miofibrila - componente da fibra muscular composta 
por unidades contráteis chamadas de sarcômeros. 
Filamentos de Actina 
Contração Muscular 
Sarcômeros – São unidades contráteis formados por actina, 
miosina e outras proteínas acessórias dispostas de maneira 
altamente organizadas e estáveis. 
 
 
Filamentos de Actina 
Miofibrila 
Contração Muscular 
Sarcômeros – São unidades contráteis formados por actina, 
miosina e outras proteínas acessórias dispostas de maneira 
altamente organizadas e estáveis. 
 
 
Filamentos de Actina 
Sarcômero 
Contração Muscular 
Sarcômeros – São unidades contráteis formados por actina, 
miosina e outras proteínas acessórias dispostas de maneira 
altamente organizadas e estáveis. 
 
 
Filamentos de Actina 
Filamentos de Actina 
Citocinese – Divisão do citoplasma após a segregação 
cromossômica 
Filamentos de Actina 
 
Filamentos de Actina (Locomoção Celular) 
 
- Movimentos amebóides – realizados por projeção da membrana 
plasmática através da polimerização dos filamentos de actina na 
região da emissão dos pseudópodes. 
 
- Adesões focais são responsáveis pela adesão da membrana ao 
substrato. 
 
- Miosina faz a contração puxando a célula para frente. 
 
- Exemplos (movimentos de protozoários – amebas; Movimento de 
neutrófilos nos tecidos após diapedese – através da emissão de 
pseudópodes ) 
 
Filamentos de Actina 
Filamentos de Actina 
Adesão focal – tipo de junção 
célula – Matriz extracelular e ligada 
internamente a Filamentos de actina. 
Filamentos de Actina 
ENDOCITOSE (FAGOCITOSE) 
Filamentos Intermediários 
Função: Resistência Mecânica 
Proteínas que constituem os 
filamentos intermediários 
Localização 
Queratinas (mais abundante) Pêlos, unhas, chifre, pele 
Vimentina fibroblastos 
Desmina Células musculares 
Neurofilamentos Neurônios 
Filamentos Intermediários 
Junções Celulares (Desmossomo – Tipo de junção entre 
células cujas proteínas da junção se ligam 
internamente aos filamentos intermediários) 
Junções Celulares (hemi-desmossomo – tipo de junção 
célula – matriz extra celular cujas proteínas da 
junção se ligam internamente aos filamentos 
intermediários) 
Filamentos Intermediários 
Filamentos Intermediários 
Epidermólise Bulbosa Simplex