Aula Microtúbulos

Prévia do material em texto

Citoesqueleto
Professor: Rodrigo Neto-Ferreira
Em células eucarióticas o citosol é cruzado por todos os lados por filamentos longos e delgados de proteínas;
Sistema de filamentos = Citoesqueleto.
Conjunto de fibras proteicas existentes no citoplasma, responsáveis pela motilidade celular e forma da célula.
Citoesqueleto 
Filamentos de actina (finos): presente em todas as células eucarióticas, porém mais numerosos em células musculares (forças contrácteis).
Microtúbulos (espessos): organizados em feixes durante a divisão celular, onde ajudam a puxar os cromossomos duplicados em direção oposta.
Filamentos intermediários (intermédios): reforçam a célula sob o ponto de vista mecânico, controla sua morfologia e guia seus movimentos.
Sistema de Filamentos
Microtúbulos 
São cilindros ocos de 25 nm de diâmetro e cujo o comprimento pode alcançar mais de 20µm.
Em uma célula animal os microtúbulos crescem a partir do centrossomo.
Estendendo-se para a periferia, eles criam um sistema de Trilhos no interior da célula sobre as quais as vesículas, organelas e outros componentes celulares podem locomover-se. 
Microtúbulos 
São importantes pela determinação da posição dentro da célula, das organelas e pelo direcionamento do transporte intracelular.
Os microtúbulos podem formar também estruturas permanentes (cílios e flagelos).
 
Transporte intracelular: possuem determinadas ptns que transportam diversas estruturas.
Morfogênese: orientação e distribuição dos microtúbulos está relacionada com a aquisição de forma durante a diferenciação celular.
Construção do fuso mitótico: as fibras do fuso são constituídas por microtúbulos (livres e cinetocoriais), a separação das cromátides está relacionada com despolimerização dos microtúbulos.
Motilidade: cílios e flagelos.
Funções dos microtúbulos
São formados por dímeros de Tubulina α e β os quais se polimerizam na presença do GTP nos Protofilamentos.
13 protofilamentos formam um cilindro ou um microtúbulo.
Os microtúbulos possuem uma distinta polaridade: 
		extremidade + plus (polimerização)
		extremidade – minus (despolimerização)
Formação dos microtúbulos
Os microtúbulos sofrem fases alternadas de crescimento Lento e despolimerização Rápida um processo conhecido como INSTABILIDADE DINÂMICA.
A polaridade é essencial para a dinâmica do crescimento dos microtúbulos.
As subunidades α e β ficam organizados em fileiras longitudinais.
13 protofilamentos = microtúbulo.
Cada protofilamento tem uma polaridade estrutural definida: 
β tubulina = exposta extremidade (+)
α tubulina = exposta extremidade (-)
PROTOFILAMENTOS
Fase de polimerização (subunidades de tubulina GTP são adicionadas a extremidade plus – e uma capuz de GTP é formado para facilitar o crescimento).
Liberação do fosfato hidrolisado;
Fase de despolimerização (subunidades de tubulina GDP, são liberadas na extremidade minus).
INSTABILIDADE DINÂMICA
Catástofre – é a frequência de transição da polimerização até a despolimerização;
Resgate – frequência de transição da despolimerização até a polimerização;
Frequência de transição
Confere aos microtúbulos certos graus de estabilidade;
São conhecidas como MAPs;
Classificadas em dois grupos: 
MAPs clássicas ( MAP1A / MAP1B / e Tau)
MAPS não clássicas (Lis 1)
Proteínas associadas aos microtúbulos 
Aparelho mitótico:
Centro mitótico – microtúbulos radiais
			 centro de organização dos microtúbulos 
			 centríolos.
Fuso mitótico – 
			 microtúbulos do cinetocóro
			 microtúbulos polares
Centrossomo: centro organizador dos microtúbulos
Cílios: presente na superfície de muitos tipos de células eucarióticas.
Cílio isolado contém uma região central formada por microtúbulos estáveis dispostos em feixe, que crescem, no citoplasma, a partir de um corpo basal (centro organizador do cílio).
Sua função primária é movimentar fluido sobre a superfície da célula.
Cada cílio move-se com um movimento de chicote.
Microtúbulos nos cílios e flagelos
Semelhantes aos cílios em sua estrutura interna;
São mais longos que os cílios;
Designados para movimentar a célula inteira;
Os microtúbulos dos cílios e flagelos são diferentes dos microtúbulos citoplasmáticos;
Flagelos
Estrutura fundamental dos cílios e flagelos é dada por uma disposição ordenada de microtúbulos denominada Axonema;
Motilidade 
Consiste de nove pares de microtúbulos periféricos ao redor de um par central de microtúbulos (09 + 02);
AXONEMA
Cada dupla periférica consiste de um microtúbulo completo (túbulo A) com 13 protofilamentos;
O túbulo B compartilha parede com o túbulo A, este túbulo B é incompleto (possui 10 a 11 protofilamentos); 
Axonema 
TECTINA
A partir do túbulo A se estendem os Filamentos Radiais que se inserem na bainha interna amorfa que circunda o par central de microtúbulos;
As duplas periféricas adjacentes estão conectadas pela ptn Nexina;
Tectinas – semelhantes aos filamentos intermediários e fornecem força mecância ao axonema.
Lateral aos túbulos A estão os braços de proteína: o braço interno e externo de Dineína;
Axonema 
O axonema é cercado pela membrana ciliar externa que é uma dependência da membrana plasmática com o qual tem continuação;
No movimento ciliar o deslizamento de pares de microtúbulos deve-se à ação da dineína; 
Os microtúbulos participam no tráfego de materiais vesiculares e não vesiculares,ou cargas.
Proteínas motoras moleculares promovem o transporte de cargas a longa distância. 
		Quinesina (extremidade +)
		Dineína citoplasmática (extremidade -)
Transporte de cargas
Transporte Axonemal
Transporte Axonal
Transporte intramanchete
Sistema de transporte
Essencial para a liberação de dímeros de tubulina e outras moléculas para extremidade (+) dos microtúbulos dos cílios e flagelos.
Transporte intraflagelar
Transporte intraciliar
Transporte axonemal
Importante para o tráfego de vesículas contendo neurotransmissores para sinapses neuronais.
Transporte Axonal 
Transporte intramanchete
Ao longo dos microtúbulos de uma estrutura microtubular transitória – a manchete – organizada durante o alongamento da cabeça das espermátides. 
Discinesia ciliar primária – síndrome dos cílios imóveis – síndrome de Kartagener ;
Síndrome de Bardet- Biedl (BBS)
Lisencefalia 
Doença de Alzheimer;
Patologias relacionadas 
Anormalidades estruturais do axonema;
Dineína ausente ou defeituosa;
Impedindo assim o movimento dos cílios do trato respiratório;
Impede ou reduz a movimentação dos flagelos – sptz (causando esterelidade); 
Discinesia ciliar primária 
Distúrbio dos corpúsculos basais e dos cílios – resultante de microtúbulos defeituosos;
Defeitos no transporte intraciliar ou intraflagelar;
Síndrome de Bardet- Biedl (BBS)
Também conhecida como “agiria”;
Mutações no gene que codifica proteínas associada a microtúbulos – LIS 1;
Essas proteínas formam complexos com a dineína - afetando o centrossomo na divisão nuclear.
Lisencefalia 
Doença de Alzheimer