2 Filamentos Intermediários

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Filamentos Intermediários 
 Os filamentos intermediários ( FI ) são fibras proteicas duras e resistentes encontradas no citoplas-
ma da maioria, mas NÃO todas as células animais. 
 São denominadas intermediárias porque seu diâmetro aparente (8 a 10 nm) está entre os finos fi-
lamentos de actina e os grossos de miosina das células musculares (são intermediários entre a actina e os 
microtúbulos). 
 Na maioria das células animais, o núcleo é rodeado por uma extensa rede de FI que se estende para 
a periferia da célula onde interage com a membrana plasmática. 
 Além disso existe, abaixo do envelope nuclear, uma estrutura compactamente entrelaçada de FI – a 
lâmina nuclear. 
FI – Polímeros de Proteínas Fibrosas 
 Os monômeros de muitas proteínas que formam os FI são moléculas fibrosas e alongadas que pos-
suem uma cabeça amino-terminal globular, uma cauda carboxi-terminal globular e um domínio-bastão. 
 O domínio-bastão central, com aproximadamente 310 aminoácidos, consiste de uma região em α-
hélice contendo repetições em tandem de uma sequencia de 7 aminoácidos formando regiões contendo o 
que se chama de repetição-hepta. 
 
 Estas regiões (também chamada de motivo) permitem a formação de estruturas diméricas torcidas 
entre duas α-hélices paralelas. 
 
 Dois dos dímeros enrolados se associam de maneira antiparalela, formando uma subunidade te-
tramérica, através de ligações não covalentes 
 O arranjo antiparalelo dos dímeros implica em que o tetrâmero e, portanto, o FI que ele forma seja 
uma estrutura NÃO polarizada. 
 Esta característica distingue os FI dos MT e dos filamentos de actina que são polarizados e cujas 
funções dependem desta polaridade. 
 Os tetrâmeros são adicionados a um filamento em alongamento através de uma simples reação de 
ligação na qual se alinham ao longo do eixo do filamento e se enrolam a ele num padrão helicoidal. 
 Mesmo levando-se em consideração a diversidade em tamanho e seqüência de aminoácidos, os 
vários FI possuem uma mesma organização estrutural básica. 
O domínio-bastão central estruturalmente é muito semelhante em todas as proteínas, porém, os 
domínios globulares da cabeça e da cauda, variam muito em tamanho e seqüência de aminoácidos. 
 O domínio bastão em α-hélice desempenha papel fundamental na associação dos FI, enquanto que, 
os terminais globulares carboxi e amino, provavelmente determinam as funções específicas dos diferentes 
FI. 
Classes de Filamentos Intermediários 
 Os FI citoplasmáticos das células de vertebrados podem ser agrupados em 3 classes: (1) filamentos 
de queratina; (2) Vimentina e filamentos relacionados a ela; (3) neurofilamentos. 
 
Principais Tipos de proteínas de F I nas células de Vertebrados 
Tipos de F I Polipeptídeos Componetes Localização Celular 
Lâminas Nucleares Lâminas A,B e C(60.000 – 75.000) Lâmina Nuclear das Células Eucariontes 
Vimentina e Proteínas rela-
cionadas com a vimentina 
Vimentina(54.000) 
Muitas células de origem mesenquimal, são 
expressas transitoriamente durante o desenvol-
vimento. 
Desmina(53.000) Músculos 
Proteína Ácida fibrilar glial (50.000) 
Células gliais ( astrócitos e células de 
Schwann) 
Periferina(66.000) Neurônios 
Queratinas 
Tipo I (ácidas)(40.000 – 70.000) Células epiteliais e seus derivados (cabelos e 
unhas) Tipo II (neutras/básicas)(40.000 – 70.000) 
Filamentos intermediários 
neuronais 
Proteinas de Neurofilamentos 
NF-L, NF-M e NF-H(60.000 – 130.000) 
α- internexina(66.000) 
Nestina(200.000) 
 
Neurônios 
 
Adaptado de Alberts et al. 1999 – Biologia Molecular da Célula e Cooper, 1977 – The Cell 
 
Os FI contêm aproximadamente 08 protofilamentos; sua associação requer interações entre tipos 
específicos de filamentos protéicos intermediários. Alguns exemplos: 
1. Filamentos de Queratina – associam-se em heterodímeros contendo um polipeptídeo Tipo I e ou-
tro Tipo II. 
2. Filamentos de Vimentina – esses filamentos contêm apenas um simples polipeptídeo (ex: Vimen-
tina) ou consistem de dois diferentes tipos de proteínas relacionadas com a Vimentina (ex: Vimen-
tina mais Desmina). 
 
Importante: Os filamentos de Vimentina NÃO formam copolímeros com os filamentos de Queratina. 
 
3. Filamentos Intermediários Neuronais – a α-internexina pode associar-se, formando filamentos; 
entretanto, as três proteínas neurofilamentosas copolimerizam para formar os heterodímeros. 
4. Nestina - expressa precocemente durante o desenvolvimento do neurônio. 
 Os FI são geralmente mais estáveis do que os filamentos de Actina ou os MTs, não exibindo o com-
portamento dinâmico associado com outros elementos do citoesqueleto. 
 As proteínas filamentosas intermediárias frequentemente são modificadas por fosforilação, o que 
pode regular sua associação e desorganização dentro da célula. O exemplo mais característico é a fosforila-
ção da Lâmina Nuclear. 
Organização Intracelular dos Filamentos Intermediários 
 Os FI formam uma elaborada rede no citoplasma da maioria das células, estendendo-se de um anel 
ao redor do núcleo, em direção à MP. 
 Os filamentos de Queratina e Vimentina ligam-se ao envelope nuclear, aparentemente servindo 
para posicionar e ancorar o núcleo dentro da célula. A vimentina também se associa à MP, formando assim, 
uma ligação direta entre o núcleo e a MP. 
 Esta rede de FI provavelmente está associada aos MTs, pois, drogas que desorganizam os MTs cau-
sam, também, um colapsamento dos Filamentos de Vimentina ao redor do núcleo. 
 A família das queratinas é a que apresenta a maior diversidade entre suas subunidades; no epitélio 
humano existem mais de 20 diferentes queratinas, além de, pelo menos, mais 8 queratinas duras, específi-
cas de cabelos e unhas. 
 Uma única célula epitelial é capaz de sintetizar uma grande variedade de queratinas, todas elas po-
dendo copolimerizar formando um único sistema de filamentos. 
 Os tipos mais simples de epitélios, como o de um embrião jovem ou do fígado em adultos, possuem 
uma espécie de queratina tipo I e tipo II. 
 Outros epitélios, como o da língua, da bexiga ou glândulas sudoríparas, possuem 6 ou mais quera-
tinas. Na pele, a diversidade é ainda maior. 
 
 
ESTABILIDADE MECÂNICA ÀS CÉLULAS 
 Existe evidência de que a principal função dos FI citoplasmáticos é a de resistir à tensão mecânica. 
 
 
 A estrutura dos filamentos está adaptada para função mecânica. A disposição característica da vi-
mentina faz com que suportem forças de estiramento muito maiores do que as suportadas pelos MT ou 
filamentos de actina. 
 Na pele, os filamentos de queratina das camadas mais externas da epiderme estão ligadas covalen-
temente uns aos outros e a proteínas associadas e, a medida que as células morrem, as ligações cruzadas 
entre as queratinas persistem constituindo a parte principal da camada protetora do animal. 
 Os Filamentos de Queratina das células epiteliais estão fortemente ancorados à MP, por duas áreas 
especializadas: 
 
Importante – os filamentos de queratina ancorados em ambos os lados dos desmossomos servem como 
uma ligação mecânica entre células adjacentes em uma camada epitelial, fornecendo assim, estabilidade 
mecânica para todo o tecido. 
 
Desmina – conecta a associação individual da actina-miosina entre si, bem como, com a MP, desse modo 
ligando as ações dos elementos contráteis individuais. 
 
Neurofilamentos – são os maiores FI presentes nos neurônios adultos. Particularmente abundantes nos 
longos axônios dos neurônios motores, desempenham importante papel no suporte mecânico dessas finas 
extensões celulares. 
Lâmina Nuclear 
 A lâmina nuclear consiste de uma malha de FI que recobre a superfície interna da membrana nucle-
ar interna das células eucariontes. 
 Sua espessura é de 10 a 20 nm e é interrompida na região dos poros nucleares por onde as macro-
moléculas entram e saem do núcleo. 
 
 A lâmina nuclear é constituídapor lâminas, proteínas homólogas às outras dos FI, mas apresentam 
4 diferenças: 
1. Seu domínio-bastão central é um pouco maior; 
2. Possuem um sinal nuclear de transporte que as direciona do citosol, onde são sintetizadas, para o 
núcleo; 
3. Estão organizadas num padrão entrelaçado bidimensional que parece necessitar sua associação 
com outras proteínas; 
4. A malha que eles formam é extremamente dinâmica, de tal forma que se desestrutura no início 
da mitose e reestrutura no final. 
 
Por que existem tantos tipos diferentes de F I, se sua função é simplesmente proporcionar resistên-
cia tensional às células e tecidos? Qual é a função dos domínios da cabeça e da cauda dessas proteínas 
que mostram tão grande variação nas sequencias? 
 
 As diferentes necessidades funcionais devem estar sendo supridas pelas regiões variáveis das dife-
rentes proteínas que formam os F I que se projetam a partir da superfície desses filamentos e determinam 
a capacidade de associação entre si e com outros componentes da célula. 
 
 Portanto, as regiões variáveis dessas proteínas desempenham funções semelhantes às desempe-
nhadas pelas proteínas acessórias dos filamentos de actina e dos MT. A diferença está no fato de que, ao 
invés de formarem proteínas separadas, as regiões variáveis são parte integrante das subunidades dos F I. 
	FI – Polímeros de Proteínas Fibrosas
	Classes de Filamentos Intermediários
	Localização Celular
	Polipeptídeos Componetes
	Tipos de F I
	Organização Intracelular dos Filamentos Intermediários
	ESTABILIDADE MECÂNICA ÀS CÉLULAS
	Lâmina Nuclear