Citoesqueleto Parte 1 Resumo

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Citoesqueleto Parte 1 
 
Por Luan Matos de Menezes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 É necessária a presença de estruturas que sejam capazes de manter a célula 
organizada, realizarem o transporte de substâncias no interior da célula, confiram 
resistência a célula e se movimentar. Para tais funções existem os citoesqueletos. 
 Existem três tipos de filamentos básicos que compõem o citoesquelto. Esses são 
os filamentos de actina, microtubulos e filamentos intermediários. Porém, estes não 
são capazes de realizar suas funções sozinhas, dependendo também de proteínas 
acessórias e de proteínas motoras. Esses filamentos são dinâmicos e capazes de se 
reorganizar. Exemplo clássico na formação de psudopodes e filopodes, onde os 
filamentos de actina são quebrados e reconstruídos, ou na divisão celular, em que o 
citoesqueleto de microtúbulos é quebrado e reformado em fuso mitótico. 
Eventualmente, estruturas estáveis como cílios do aparelho auditivo, persistem até a 
morte do indivíduo. 
 Os três tipos de filamentos são formados de monômeros que podem estar livres 
ou associados aos filamentos. Além disso, podem sofrer interações laterais das 
proteínas assessorias. Esses monômeros estão associados por ligações NÃO 
COVALENTES! Isso permite com que essa associação e dissociação do citoesqueleto 
ocorra mais rapidamente. Os filamentos não são seqüenciais. Eles formam estruturas 
de protofilamentos, ou seja, um conjunto de filamentos que fazem interações laterais 
entre si. Essa estrutura garante mais resistência ao filamento. 
 Nucleação é o processo de formação de novos filamentos. É importante lembrar que 
concentração crítica se diz da concentração de unidades dissociando sobre as 
associadas. 
 
 
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 O microtubulo é uma estrutura cilíndrica, oca, composta por 13 filamentos em cada 
tubo e composto por dois monômeros especiais. Alfa tubulina e beta tubulina. A alfa 
tubulina é firmemente aderida ao seu GTP, não sendo este hidrolisável. Diferente da 
beta tubulina. Que tem seu domínio com GTP exposto. Os filamentos vão se ligar de 
forma intercalada entre alfa e beta tubulina, de forma que as ligaões laterais ocorram 
entre subunidades semelhantes. 
 
 
 
 Já os filamentos de actina são formados pelo monômero de actina somente. Eles 
seguem uma conformação que gera um formato de hélice na interação entre três 
filamentos. Ela Não é ligada a GTP e sim a ATP. 
 
 É extremamente importante entender que os filamentos têm uma extremidade mais e 
uma extremidade menos, que nada tem a ver com carga elétrica. Uma subunidade que 
esteja fosforilada (com ATP ou GTP) tende a estar fortemente aderida ao filamento, de 
forma que e mais provável que outra molécula livre se associe antes de haver 
dissociação, portanto tende a aumentar, esta é a extremidade mais. Na extremidade 
menos temos o inverso. A unidade não fosforilada tende a dissociar antes de uma 
unidade ova aderir, portanto temos diminuição. 
 
 Essa dinâmica da entrada e saída dos citoesqueletos é o que vai sustentar os dois 
processos dinâmicos do citoesqueleto. O treadmilling e a instabilidade dinâmica. 
 
 Esses dois processos são importantes, pois contribuem para a rápida dinâmica de 
adaptação dos citoesqueletos conforme haja necessidade para a célula. Tubulinas e 
miosinas são extremamente conservadas na evolução dos eucariotos de forma que 
leveduras menores têm subunidades muito similares a de mamíferos por exemplo. 
 
 
 
 Os filamentos intermediários não estão dispostos a essas instabilidades dinâmicas. Eles 
são formados na seguinte ordem. Uma proteína Alf hélice se junta com semelhante de 
mesma orientação (C terminal para N terminal, por exemplo) formando um dímero. 
Esse dímero se enrola com outro dímero de orientação oposta, formando tetrâmero. 
Esse tetrâmero junta com mais 8, formando um conjunto de 32. Essa é a idéia de 
formação de um filamento intermediário. 
 
 
 Filamentos intermediários são os filamentos que mais resistência mecânica confere, 
porém não estão presentes em todas as células. Eles permitem que axônios se 
desenvolvam de forma tão longa no corpo, assim como são responsáveis pela formação 
da queratina das unhas, dos cabelos e da pele. Também formam comunicações 
celulares chamadas de desmossomos. Uma doença que acontece pela má formação 
desses filamentos é a epidermolise bolhosa simples. 
 
 Existem fármacos que são capazes de parar a síntese de citoesqueletos ou promover 
sua quebra, com isso, evitando divisão celular, sendo útil par a terapia do câncer. 
Lembrando que a colchicina é muito cancerígena e não é usada como fármaco. Abaixo 
está uma tabela com a relação destes fármacos. 
 
 
 Nas bactérias, o citoesqueleto será sintetizado por uma classe de proteínas chamada de 
FtsZ. 
 
 O crescimento de filamentos de citoesqueleto se da por um processo chamado 
nucleação! Os microtubulos são nucleados a partir dos centrossomos (região onde 
ficam os centrioos). Alí se forma o centro organizador de microtubulos. 
 
 Os microtubulos vão surgir de uma tubulina especial, a gama tubulina, que ira formar 
os anéis de gama tubulina que promoverão a formação dos microtubulos. 
 
 Os filamentos de actina freqüentemente são nucleados na membrana plasmática. Eles 
têm dois mecanismos para nucleação, através das proteínas ARP2 e ARP3, capazes de 
promover a nucleação dos fragmentos de actina e formar filamentos em forma de 
Rede. Já as forminas formam filamentos paralelos. Os filamentos costumam ficar 
próximos a membrana pois lá fica o córtex celular preenchido por actina. 
 
 Existe uma série de proteínas acessórias que são capazes de regular ou altera a 
dinâmica dos citoesqueletos. 
 
 Timosina é proteína capaz de se ligar a unidade slivres de actina e impedir sua 
associação ao filamento. Já a Profilina pode inativar esta proteína e promover ligação 
da unidade livre. A cofilina acelera o processo de dissociação na extremidade menos do 
filamento. Topomiosina estabiliza o filamento e impede a associação de outras 
proteínas. Proteínas de capeamento ou Capz, capeiam uma extremidade do filamento 
(geralmente a menos, assim você tem um aumento do filamento). A gelsolina quebra 
os filamentos e se liga a extremidade mais, o que pode promover ainda uma 
dissociação destes pequenos filamentos. Fimbrina se liga entre filamentos gerando uma 
estrutura estpavel e não contrátil (conformação paralelo). Sub unidades de uma 
molécula especial de actina, a alfa actina, gera feixes em rede que podem sofrer ação 
contrátil. Espectrina e filamina podem aderir o citoesqueleto de actina a membrana 
celular ou a organelas especiais. Existe um complexo erm que também ancora um único 
filamento a membrana celular. 
 
 Para microtubulos teremos as estatiminas, que se adere a subunidades do dímero alfa 
beta e impedem sua associação ao microtubulo. As TIPs, que se ligam a extremidade 
mais, não impedem seu crescimento, e são capazes de grudar o microtubulo a alguma 
estrutura. A Cinesina 13 é um fator de catástrofe que acelera este processo. A catanina 
gera fragmentação total do citoesquelto de microtubulos. As proteínas tau geram 
interação muito próximas de microtubulos em uma sugestiva conformação em rede, já 
as MAP-2, geram uma conformação mais frouxa de associação. As Plectinas ligam as 
microtubulos a filamentos intermediários, permitindo que eles fiquem mais compridos 
dentro de um axônio por exemplo.