Introdução de biomol e citoesqueleto

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Definição de célula: unidade estrutural, funcional e biológica de todos os organismos vivos. 
Toda célula provem de uma divisão de outra célula. 
As células conseguem reproduzir e passar a informação genética de uma geração 
para a próxima, metabolizar matérias e energia e podem evoluir. 
Composição da célula: 2% de fosfolipídios; 2% de polissacarídeos; 70% água; 6% 
RNA; 1% DNA e 15% de proteínas. 
Metabolismo: conjunto de transformações, num organismo vivo, pelas quais passam as 
substâncias que constituem: reações de síntese (anabolismo) e reações de desassimilação 
(catabolismo) que liberam energia. 
ATP: adenina ligada a uma ribose que é ligada a três fosfatos; carreador de energia. 
Fosforilação: acréscimo de um fosfato a ADP. 
Reação exergônica: reação que libera energia como resultado do processo químico. 
Reação endergônica: precisa de energia para acontecer, porém nos produtos há uma 
liberação de energia maior do que a energia fornecida nos reagentes. 
Reação acoplada: utilização da energia liberada por uma reação exergônica para a 
realização de uma reação endergônica, realizada pela utilização de compostos 
intermediários; diminui a quantidade de energia perdida. 
Energia livre: energia usada 
Energia livre de Gibbs: parte da energia total do sistema disponível para realizar trabalho 
útil, em temperatura e pressão constantes. 
Energia calórica: energia liberada. 
Citoesqueleto 
• Microtúbulos: formado por dois dímeros de tubulina: alfa e beta. 
 A beta tubulina é associada ao GTP, 
que apresenta capacidade de se 
hidrolisar virando GDP, e sempre se 
encaixa a alfa tubulina. 
Pro-filamento em formação é a 
associação entre o tubulina alfa e a 
tubulina beta. A ponta onde fica a tubulina 
alfa é chamada de ponta negativa e onde fica a beta, positiva. 
Polimerização: formação do 
microtúbulo de estrutura 
cilíndrica formada por vários 
dímeros. A parte positiva 
polimeriza, ou seja, recebe 
novos dímeros. Enquanto a 
parte negativa despolimeriza 
quando o GTP hidrolisa. 
A instabilidade dinâmica dos microtúbulos é o crescimento e encurtamento do mesmo 
de forma dinâmica, esse movimento deve-se a capacidade da tubulina de hidrolisar o GTP. 
A instabilidade dinâmica na mitose é maior. 
Maps: proteínas associadas à microtúbulos que ajudam na estabilização ou na 
desestabilização do microtúbulo. 
O microtúbulo surge do centrossomo, próximo ao núcleo, e a sua nucleação se inicia 
na gama tubulina. A parte negativa fica no centrossomo e a parte positiva na direção da 
periferia celular. 
Proteínas acessórias: proteínas reguladoras, ligadoras e motoras. 
Funções do microtúbulo: 
1. Morfologia da célula: organização das organelas que é influenciada pelos polos 
negativos e positivos. 
2. Transporte de organelas e vesículas com o auxílio de proteínas motoras: cinesina e 
dineína que são direcionadas para o polo positivo e negativo, respectivamente. As 
proteínas motoras são capazes de andar pelo microtúbulo hidrolisando o ATP para 
obterem energia para caminhar; sua estrutura é formada por um lado que se liga ao 
microtúbulo e uma que se liga a organela/vesícula que precisa ser carregada. 
3. Formação de cílios e flagelos com o auxílio da dineína, que leva a curvatura do flagelo. 
4. Fuso mitótico: liga-se ao cinitocoro na anáfase. 
 
• Filamento de actina: são polímeros helicoidais de duas cadeiras, que ficam na área 
periférica da célula chamado córtex, formada por proteínas monoméricas: G-actina, 
caso esteja em forma livre e se estiver polimerizada é chamada de F-actina. 
O monômero G-actina 
apresenta polos e uma ATP 
no seu interior. A 
polimerização ocorre de 
acordo com os polos, pode 
se adicionar G-actina em 
qualquer lado (direita ou 
esquerda), desde que os polos estejam corretos (positivo com negativo/negativo com 
positivo). Ao longo da polimerização a ATP se hidrolisa e torna-se ADP. Sem a ATP no 
interior da actina, há uma desnaturação mais rápida. 
Informa: pequena variação de uma molécula que pode resultar de modificações sutis na 
cadeia primária. 
A nucleação do filamento de actina se associa com pelo menos duas ARPs (proteínas 
associadas a actina) do tipo2 (voltada para o polo negativo) e do tipo3 
O polo positivo costuma apresentar os ATPs e o polo negativo, que é mais propício a 
despolimerizar, os ADPS. 
Concentração crítica: concentração mínima de G-actina para que os microfilamentos se 
formem. Se a concentração crítica for baixa demais há a despolimerização do filamento 
no polo positivo. 
A proteína timosina, que se liga ao monômero G-actina e fica localizada no polo 
positivo, impede a ligação de novos monômeros. Já a proteína profilina, localizada no polo 
negativo, estimula o ligamento da G-actina no filamento; após o ligamento ao filamento a 
profilina é liberada. Os monômeros de actina se ligam a profilina ou a timosina, nunca as 
duas ao mesmo tempo. Essas associações resultam na instabilidade dinâmica do 
filamento. 
O movimento ameboide (anel de contração formado por feixes de actina que deslizam 
em uns em relações aos outros diminuindo o diâmetro do anel), a contração muscular e 
o estrangulamento final que separa as duas células filhas após a divisão dependem da 
participação do filamento. 
No deslocamento para uma direção, as células emitem prolongamentos que podem ser: 
lobulares, lamelares ou filamentosos que são formados sob a membrana. 
O diferenciamento na estrutura do 
prolongamento é relacionado com 
as proteínas ligadas ao filamento. A 
alfa-actina³ resulta em um filamento 
paralelo todo na mesma direção; a 
filamina¹ em um filamento cruzado e 
a fimbrina² em um filamento paralelo 
em direções diferentes. 
 
O filamento de actina ajuda na 
migração celular. A imagem ao lado 
mostra o deslocamento de uma célula 
sobre um substrato pela emissão de 
um lamelipódio. A rede de actina 
promove a projeção da membrana 
plasmática, que é definida pelo 
filamento, no sentido do movimento. 
A célula ancora essa projeção ao 
substrato por meio de estruturas de 
adesão, ao mesmo tempo em que a 
parte posterior da célula é contraída. 
Além da migração através de 
lamelipódio, há também a migração 
por filopódios, de formato fino e 
longe, que serve para "ver" se o local 
da migração é favorável para célula 
ou não. 
Quando a proteína citoplasmática 
gelsolina se liga a Ca²+ há a 
fragmentação do filamento de actina. 
 
O filamento de actina ajuda no processo 
de contração muscular. A cabeça da 
miosina (proteína motora ligada a actina 
que apresenta uma região chamada de 
domínio motor onde se hidrolisa o ATP 
em ADP) empurra os filamentos de 
actina (causado pela hidrolise do ATP), 
gerando a contração muscular. Em 
condições de relaxamento, este ponto 
de conexão entre os filamentos está 
ocupado por uma terceira proteína 
denominada tropomiosina, que envolve 
filamentos de actina. Assim, para uma 
contração ocorrer, a tropomiosina deve 
liberar o ponto de ligação entre a actina 
e a miosina. 
 
• Filamento intermediário: formado por proteína fibrilares que são formadas por 
tetrâmeros (justaposição de dímeros) que apresenta parte com NH2 e COOH. Não 
possui polos. Esse filamento é responsável pela resistência mecânica ao esticamento 
celular 
 
 
Forma uma rede no citoplasma, envolvendo o núcleo e se distribuindo para a periferia. 
Em tratamento com detergentes não iônicos e soluções concentradas de sais, o 
citoesqueleto é praticamente todo destruído, com exceção dos filamentos intermediários. 
Acredita-se que ao ligar um grupamento fosfato a extremidade NH2 da proteína formadorade um filamento, promova a desassocioação do mesmo. 
Cada célula apresenta um filamento intermediário específico. A queratina é o maior grupo 
dentre os tipos de proteínas. Quando a queratina apresenta uma mutação pode ocasionar 
em uma anomalia chamada epidermolisis bullosa, que é a produção de um filamento incapaz 
de suportar as tensões, o que leva ao rompimento causando a formação de bolhas. Outros 
tipos de mutação na queratina podem provocar doenças relacionadas ao epitélio da boca, do 
esôfago e da córnea. 
Outro filamento específico é o neurofilamento, eles se distribuem ao longo dos axônios, 
contribuindo tanto para a sustentação quanto para o transporte axonal. Há três proteínas 
formadoras de neurofilamento: NF-L de baixo peso molecular, NF-M de médio peso e a NF-
H de alto peso. Durante o crescimento da fibra nervosa novas subunidades são adicionadas 
aumentando seu comprimento. A proliferação excessiva de neurônios pode causar a 
esclerose amiotrófica, que dificulta e termina por impedir o transporte de neurotransmissores 
para a extremidade do axônio. 
Proteína acídica glial (GFAP): formadora dos filamentos intermediários das células do 
sistema nervoso que não são neurônios. Células responsáveis pela imunidade, nutrição e 
proteção mecânica dos neurônios. 
Proteína periferina: formadora dos filamentos no sistema nervoso periférico. 
Proteína vimentina: característica de células de origem mesenquimal. Cartilagem, tecido 
conjuntivo, ósseo, sanguíneo, epitélio que reveste os vasos sanguíneos e do endotélio. Os 
filamentos de vimentina ajudam a sustentar a membrana plasmática e a definir a posição do 
núcleo e outras organelas. 
Proteína plectina: forma pontes entre os filamentos de vimentina e os microtúbulos. 
Proteína desmina: encontrada em celulas musculares. 
Os filamentos intermediários podem ajudar no tratamento de câncer, pois essa parte da 
célula não perde característica da célula original, conseguindo assim, saber qual célula 
originou a célula cancerosa e podendo escolher o melhor tratamento. 
Lamina nuclear: rede de filamentos que reforça o envoltório nuclear e se despolimeriza a 
cada divisão celular, refazendo-se depois, assim como o próprio envoltório. A organização e 
desorganização da lamina nuclear são controladas por proteínas quinases que fosforilam as 
laminas, enfraquecendo as ligações entre elas e causando o colapso da lamina nuclear. O 
final da mitose leva a recomposição da lamina.