Biologia Celular - Filamentos intermediarios

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Citoesqueleto II: Filamentos 
intermediários
Luana Borba
luanaborba@biof.ufrj.br
biocelxerem2016.2@gmail.com
Senha: biocelxerem
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
POLO DE XERÉM
DISCIPLINA: BIOLOGIA CELULAR
2016.2
Filamentos de actina (microfilamentos) diâmetro de 5-9 nm
Filamentos intermediários diâmetro de 10 nm
Microtúbulos diâmetro de 25 nm
+ proteínas motoras, reguladoras e adaptadoras
Componentes do citoesqueleto
Suporte e resistência 
mecânica
Posição das 
organelas e 
transporte 
intracelular
Forma da superfície celular e 
locomoção da célula
Componentes do citoesqueleto
Os filamentos intermediários desempenham um papel
estrutural importante, fornecendo suporte mecânico para as
células e os tecidos.
Os filamentos intermediários
Ao contrário dos filamentos
de actina e dos microtúbulos,
os filamentos intermediários
não estão envolvidos
diretamente com o movimento
da célula.
Os filamentos intermediários
- Ausente em plantas e protozoários.
- Presente em vertebrados, nematódeos e moluscos → Células
de maior tamanho
- Estão presentes no citoplasma da célula → rede
- São estruturas resistentes e “duráveis”.
Filamentos intermediários estão presentes apenas em células grandes
Filamentos intermediários são formados por diversas proteínas
Os filamentos
intermediários são
formados por diversas
proteínas, expressas em
diferentes tipos
celulares.
From: Intermediate Filaments. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Cooper GM. 
Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
Pelo menos 6 grandes grupos de proteínas formam filamentos intermediários
Mais de 50 diferentes proteínas que formam filamentos intermediários já foram
identificadas e classificadas em 6 grupos:
Desmossomo → junções célula-célula
filamentos de queratina
+
desmoplaquinas
+
caderinas
Filamentos de queratina ancoram as células epiteliais 
Filamentos de queratina ancoram as células epiteliais 
Hemidesmossomo → junções célula-
matriz
filamentos de queratina
+
plectinas
+
integrinas
Filamentos de queratina formam desmossomos
Afib = anchoring fibril; Afil = anchoring filament; Col-
dermal collagen fiber; IP = inner plaque; KF = keratin
filaments; LD = lamina densa; LL = lamina lucida;
SBDP = sub-basal dense plate
Filamentos de queratina formam hemidesmossomos
Queratinas também estão presentes nas fibras do cabelo, por exemplo.
From: Intermediate Filaments. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Cooper GM. 
Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
Pelo menos 6 grandes grupos de proteínas formam filamentos intermediários
Vimentina= vermelho
Actina = verde
Vimentina está presente em diferentes tipos celulares.
Os filamentos de vimentina ajudam a sustentar a membrana
plasmática e a definir a posição do núcleo e outras organelas.
Suporte mecânico
Citoarquitetura
Vimentina está presente em diferentes tipos celulares.
From: Intermediate Filaments. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Cooper GM. 
Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
Pelo menos 6 grandes grupos de proteínas formam filamentos intermediários
Desmina é muito expressa em células musculares, onde conecta-se
ao Disco Z e mantem sua integridade estrutural → não participa
diretamente da contração, apenas dá suporte à estrutura do
sarcômero.
Desmina ajuda a manter a estrutura do sarcômero
From: Intermediate Filaments. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Cooper GM. 
Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
Pelo menos 6 grandes grupos de proteínas formam filamentos intermediários
Proteína acídica glial fibrilar está presente em células da glia
From: Intermediate Filaments. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Cooper GM. 
Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
Pelo menos 6 grandes grupos de proteínas formam filamentos intermediários
Verde: periferina; vermelho: neurofilamento NF-L; azul: 
núcleo. 
Periferina está presente em alguns neurônios
From: Intermediate Filaments. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Cooper GM. 
Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
Pelo menos 6 grandes grupos de proteínas formam filamentos intermediários
Distribuem-se ao longo dos axônios
sustentação e transporte axonal
Podem atingir grande comprimento. 
Proteínas de neurofilamento:
- proteína de baixo peso molecular 
(NF-L), 
- proteína de peso molecular médio 
(NF-M) 
- proteína de alto peso molecular 
(NFH)
- α-internexina
Neurofilamentos são encontrados em neurônios
Verde: microtúbulo; vermelho: neurofilamento α-internexina; zul: 
núcleo. 
Neurofilamentos são importantes para o transporte pelo axônio
From: Intermediate Filaments. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Cooper GM. 
Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
Pelo menos 6 grandes grupos de proteínas formam filamentos intermediários
Laminas nucleares compoem o envelope nuclear.
Diferentemente das outras proteínas que formam
filamentos intermediários, as laminas formam uma rede
ortogonal.
Laminas nucleares são encontradas em todas as células do corpo
Associando-se com a cromatina. 
(B
ro
ers
et al 2
0
0
6
)
As laminas nucleares se distribuem pela face interna do núcleo
Laminas nucleares são formadas pelas laminas A, B e C
Laminas associam-se com a cromatina! 
From: Intermediate Filaments. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Cooper GM. 
Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
Pelo menos 6 grandes grupos de proteínas formam filamentos intermediários
Nestina é expressa durante as fases iniciais do desenvolvimento
Nestina é expressa durante a
neurogênese e durante o
desenvolvimento de células
musculares.
Nestina sozinha não é capaz
de formar filamentos →
associa-se com outras
proteínas (ex: vimentina).
Apesar de serem proteínas diferentes, todas as proteínas que
forma filamentos intermediários possuem em comum sua
organização estrutural.
A estrutura das proteínas que formam os filamentos são semelhantes
Formação do filamento intermediário
1
2
3
Formação do filamento intermediário
4
5
8 tetrâmeros → 1 filamento
filamento
protofilamento
Estrutura em forma de corda supertorcida, dobrável e resistente a quebra
Filamentos intermediários são mais estáveis do que filamentos de actina
e microtúbulos → não exibem o fenômeno de treadmiling ou
instabilidade dinâmica.
Proteínas que formam filamentos intermediários podem ser modificadas
por fosforilação e isso regula sua associação e disassociação.
A dinâmica dos filamentos intermediários é regulada por fosforilação
Exemplo: fosforilação das
laminas nucleares por CDKs
(cinases dependents de
ciclinas) durante o fim da
mitose desfaz o envelope
nulear.
Os filamentos intermediários
estão organizados em uma rede
elaborada, que se extende do
núcleo até a membrana
plasmática.
Queratina e vimentina ligam-
se ao envelope nuclear e
auxiliam no posicionamento e
ancoramento do núcleo dentro
da celula.
Diferentes proteínas se associam para formar uma complexa rede
Filamentos intermediários também se associam com outros
componentes do citoesqueleto, tais como filamentos de actina e
microtúbulos.
Os filamentos intermediários associam-se com outros componentes do citoesqueleto
Plectina (verde) interliga os filamentos intermediários (azul) a
microtúbulos (vermelho), filamentos de actina e a miosina II.
From: Intermediate Filaments
The Cell: A Molecular Approach.2nd edition.
Cooper GM. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
Animais transgênicos que não
expressam corretamente o gene
da queratina apresentam graves
alterações na pele
Mutações no gene da queratina tornam a pele mais sensível
Mutações no gene da queratina tornam a pele mais sensível
Na Epidermólise Bolhosa Simples, os indivíduos apresentam
mutações em genes da queratina → filamentos de queratina
não são capazes de se organizar corretamente → a pele torna-se
mais sensível ao estresse mecânico.
Se os filamentos de queratina não se formam corretamente, as junções também não.
A importância dos filamentos de queratina em hepatócitos
Filamentos de queratina parecem modular o transporte de glicose estimulado
por insulina → mutações estariam relacionadas a falhas na resposta a insulina.
Alterações em neurofilamentos
podem induzir disfunções em
neurônios motores, como acontece na
esclerose amiotrófica lateral.
Ocorre acúmulo de neurofilamentos
O acúmulo de filamentos intermediários também causa danos
Mais filamentos intermediários!
Capítulo 16 – O citoesqueleto.
Biologia Molecular da Célula, 2008.
Bibliografia