Citoesqueleto: Estrutura e Funções

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CITOESQUELETO 
Citoesqueleto 
Citoesqueleto 
• A capacidade das células de organizar interiormente os 
seus componentes, adotar formas variadas e realizar 
movimentos coordenados. 
 
• Rede estrutural da célula 
– Define formato e organização geral 
do citoplasma 
 
• Responsável pelos movimentos celulares 
– Transporte interno de organelas 
– Transporte de cromossomos na mitose 
 
• Estrutura dinâmica 
– Organizado e desorganizado (divisão celular) 
PROTEINA FIBROSA TUBULINA ACTINA 
Três tipos de filamentos proteicos formam o 
citoesqueleto 
Filamentos Intermediários 
• São os elementos mais abundantes do citoesqueleto 
 
• São os elementos menos conhecidos 
 
• São descritas muitas isoformas de proteínas que são 
altamente específicas para cada tecido: 
– Queratina (Células epiteliais) 
– Vimentina (Células mesodérimicas) 
– Desmina (Células musculares) 
– Gliais (Células gliais) 
– Neurofilamentos (Células neurais) 
• Conferem a resistência mecânica às células 
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS 
Existem 3 classes 
de filamentos 
intermediários 
citoplasmáticos 
(aspecto corda) 
- Capacita as células a suportar tensão mecânica 
- Ancoram-se à membrana plasmática nos desmossomos 
 
 
 
 
 
 
 
- Formam rede por todo o citoplasma e circundam o núcleo 
(lâmina nuclear) 
- São estáveis e não participam dos movimentos celulares 
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS 
• Distendem- se por toda a célula, distribuindo o efeito de 
forças aplicadas 
• Localmente e tornando as células mais resistentes ao 
estresse mecânico 
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS 
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Filamentos intermediários 
– Queratina 
• Presente nas céls. epiteliais e derivados 
• Associados a hemidesmossomos e desmossomos 
(resistência mecânica). 
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• Tipos: 
• Vimentina 
– Céls embrionárias 
– Céls mesodérmicas (desenv.) 
• Fibroblastos 
• Células endoteliais 
• Leucócitos 
• Desmina 
– Citoplasma das células 
musculares e esqueléticas 
(cardíacas e lisas) 
– Desmossomos na m. cardíaca 
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS 
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• Neurofilamentos 
- Estruturais dos dendritos, axônios e corpos de neurônio 
- Axônio – emaranhado (consistência gel-resistência) 
 
• Laminofilamentos 
- Apoiada no envoltório-lâmina nuclear (rede) 
- Forma e resistência do envoltório nuclear 
 
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS 
CITOESQUELETO AO MICROSCÓPIO 
Filamentos intermediários – Citoqueratinas 
• Epidermólise bulhosa simples - Pênfigo 
Correlaçao Clínica: Filamentos 
intermediários 
• São estruturas cilíndricas ocas de diâmetro aproximado 
de 25nm que estão presentes em todo o citoplasma, ora 
como estruturas lábeis, ora formando organelas 
microtubulares - estáveis (cílios, flagelos, centríolos e 
corpúsculos basais) 
MICROTÚBULOS 
• Microtúbulos – Citoplasmáticos 
CITOESQUELETO AO MICROSCÓPIO 
Microtúbulos – Composição e estrutura molecular 
Os protofilamentos são formados 
pela polimerização do dímero(alfa-
beta tubulina) 
Extremidade “menos” e “mais 
Importante no crescimento e na retração do microtúbulo 
Centríolos e Centrossomo 
• O Centrossomo é o principal centro organizador de 
microtúbulos na célula 
 
• Os centrossomos localizam-se na maioria das células, 
próximo ao núcleo e apresenta muitas vezes um par de 
centríolos (célula animal) 
 
 
 
• Organelas microtubulares 
• Microtúbulos lábeis dispersos pelo citoplasma 
• Organelas microtubulares estáveis 
 
– Centríolos 
– Corpúsculos basais 
– Cílios 
– Flagelos 
Microtúbulos 
Cílios e Flagelos 
• Organização do fuso mitótico: responsável 
pela separação dos cromossomos homólogos 
 
• Centríolo e componentes do centrossomo 
são inicialmente duplicados 
 
• Os dois centrossomos são então localizados 
em cada um dos lados do núcleo 
 
• Na mitose ocorre despolimerização e 
retração geral dos microtúbulos 
Organização dos 
Microtúbulos por Mitose 
• Drogas que se ligam à tubulina, como a colchicina e a 
colcemida inibem a polimerização de microtúbulos 
 
• Inibem assim a divisão celular (mitose) 
 
• Outras drogas que se ligam aos microtúbulos são 
também utilizadas no tratamento de câncer, como 
vincristina e vimblastina 
Microtúbulos, Drogas e Câncer 
• Em uma célula viva, o citoplasma está em constante 
movimento: Proteínas motoras 
Microtúbulos X Proteínas Motoras 
DINEINA QUINESINA 
– Ligam - se aos microtúbulos e com a energia derivada da 
hidrólise do ATP, deslocam - se ao longo dos filamentos, 
transportando organelas e/ou vesículas intracelulares. 
• Duas cabeças globulares (ligam- se ao ATP e 
interagem com os microtúbulos) 
• Cauda (interagem com um componente celular) 
Microtúbulos X Proteínas Motoras 
• Neurônios com metros de comprimento precisam ter 
moléculas transportadas para o axônio 
• Vesículas secretoras vindas do Golgi são transportadas 
ao longo dos microtúbulos aos axônios 
Transporte intracelular 
Citoesqueleto: Actina 
• Os microfilamentos são fibrilas citosólicas constituídas 
principalmente pela proteína actina e por outras proteínas 
que a ela se associam (dentre as quais a miosina se 
destaca, como proteína motora) 
Microfilamentos de Actina 
• Principais propriedades funcionais 
• Conferir a forma celular 
• Propiciar a locomoção celular 
• Auxiliar no transporte intracelular (proteínas motoras) 
• Auxiliar no posicionamento da macromoléculas 
• Promover a interações com receptores da membrana 
• Formar o anel contráctil na telófase 
Microfilamentos de Actina 
• Crescem por adição de monômeros de actina em 
ambas as extremidades, sendo mais rápida na 
extremidade “mais” 
Microfilamentos de Actina 
• A manutenção da forma polimerizada da actina depende 
da associação com outras proteínas acessórias, as 
quais interagem com os filamentos, modulando assim a 
função dos microfilamentos. 
Microfilamentos de Actina 
• A DMD caracteriza-se pela deficiência ou ausência de 
distrofina na superfície da membrana da cél. muscular, 
também chamada de Sarcolema, lesão e ruptura (gaps), 
sendo esta considerada a lesão inicial nas fibras 
musculares. Doença genética, ligada ao cromossomo X. 
Correlação Clínica: 
Distrofia de Duchenne 
• Microvilosidades intestinais 
• Estruturas de resposta a estímulo 
– Formadas por formação e retração de feixes de 
actina 
• Pseudópodos 
Projeções de Membrana 
• Responsáveis pelas 
microvilosidades das membranas 
Microvilosidades 
• Filamentos de actina estão 
associados a proteínas miosinas, 
responsável por movimentos 
celulares 
 
• A miosina é motor molecular 
– Converte ATP em energia 
mecânica 
– Gera força e movimento 
 
• Responsável pela contração 
muscular, divisão celular, 
movimentações celulares 
Actina, Miosina e Movimentos celulares 
• Especialização das células 
musculares 
• Músculo como modelo para o 
estudo do movimento em nível 
celular e molecular 
 
• Músculos 
– Estriado esquelético: movimentos 
voluntários 
– Estriado cardíaco: bombeia sangue 
do coração 
– Liso: movimentos involuntários do 
estômago, intestino, útero e vasos 
sanguíneos 
Contração Muscular 
• São feixes de fibras musculares 
• Citoplasma composto de miofibrilas 
– Filamento espessos de miosina 
– Filamentos finos de actina 
• Sarcômeros 
– Cadeia de unidades contráteis 
Músculo Esquelético 
• Mobilidade Celular 
– Movimentos lentos: fibroblasto projeta sua 
membrana, em forma de “dedos”, chamados 
filopódios,além dos lamelipódios. Não forma 
aderências, mas projeta-se para cima, formando 
ondulações, que se movem ao longo da superfície 
dorsal da célula. 
Actina - Funções 
• Mobilidade Celular 
– As plaquetas também mudam sua forma durante 
a reação de coagulação sanguínea, passando por 
complexos rearranjos, que mudam a forma da 
célula. 
Actina - Funções 
• Citocinece 
• Durante a mitose, a actina e a miosina II acumulam-se 
na linha equatorial da célula em divisão, formando um 
anel contrátil, circundando a célula. 
• À medida que ocorre a citocinese (divisão do 
citoplasma), o diâmetro do anel contrátil diminui. 
Actina – Funções 
• Não formam filamentos 
• Envolvidas em outros tipos de movimentos celulares 
– Transporte de vesículas e organelas 
– Fagocitose, emissão de pseudópodos 
• Caudas se ligam a organelas 
• Movimentação sob o esqueleto de actina 
Miosinas não-convencionais 
Durante suas leituras e estudos sobre citoesqueleto, 
pense a respeito da seguinte questão: 
 
 
Muitas vezes tumores de células epiteliais emitem 
metástases: O tumor sai de sua região de origem e 
espelha para outras partes do corpo. Quando 
encontramos metástases de um tumor é importante 
saber de qual tecido ele se originou, pois isso auxilia 
na escolha da melhor droga para tratar este tumor. 
Explique de que maneira o que você sabe sobre 
citoesqueleto para auxiliar neste diagnóstico. 
Pense sobre isso e responda.