Teste de Citoesqueleto - Medicina

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Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - USP
RCG0116 - Biologia Celular, Molecular, Tecidual e do Desenvolvimento
CITOESQUELETO
NOME:__________________________________________________________________________________
1- Com base no esquema abaixo, responda:
 1 2 3
Quais são os filamentos apontados em:
1:_Filamentos de actina
2:_Microtúbulos
3:_Filamentos intermediários
2- Relacione a resposta do exercício 1 com as seguintes afirmações:
( 1 ) responsável pela formação de lamelipódios
( 2 ) responsável pela formação de fusos mitóticos
( 2 ) responsável pela formação de cílios e flagelos
( 1) responsável pela formação de microvilosidades
( 1 ) responsável pela formação de estereocílios
( 3 ) associados aos desmossomos e hemidesmossomos
( 1 ) as subunidades solúveis que se associam para formar o polímero são monoméricas
( 2 ) as subunidades solúveis que se associam para formar o polímero são diméricas 
( 3 ) as subunidades solúveis que se associam para formar o polímero são tetrâmeros
( 1 ) formado por subunidades de actina globular (G-actina)
( 2 ) formados por dímeros de α e β tubulina
( 3 ) os monômeros são proteínas que contêm um domínio central de alfa-hélice estendida
( 3 ) formados por vimentina em células mesenquimais, tais como fibroblastos, osteoblastos, células endoteliais etc
( 3 ) formados por desmina em células musculares
( 3 ) formados laminas que constituem a lâmina nuclear em todas as células eucarióticas
( 3 ) formados por queratinas em todas as células epiteliais
( 3 ) formados por neurofilamentos em neurônios
( 3 ) formados por proteína fibrilar ácida em astrócitos e células de Schwann
( 3 ) mutações em genes que codificam proteínas dessa classe causam várias formas de doenças humanas, entre elas um grupo que se caracteriza por fragilidade tecidual a atritos ou outras formas de tensão mecânica.
( 3 ) a subunidade solúvel é simétrica, portanto o filamento resultante da polimerização não apresenta polaridade
( 2 ) a subunidade solúvel é um dímero assimétrico, portanto o filamento resultante é polarizado
( 1 ) a subunidade solúvel é um monômero assimétrico, portanto o filamento resultante é polarizado
( 2 ) a subunidade solúvel liga GTP
( 1 ) a subunidade solúvel liga ATP
3- Assinale como verdadeiro (V) ou falso (F) e corrija as afirmações falsas.
(F ) os filamentos de actina INTERMEDIÁRIOS são os principais responsáveis pela resistência mecânica dos tecidos, deste modo, impedindo a ruptura dos tecidos quando submetidos a tensões mecânicas
( F) a proteína miosina II, muscular e não muscular, desloca-se para a extremidade menos MAIS dos filamentos de actina
( V ) as miosinas, com exceção da miosina-VI, deslocam-se para a extremidade mais dos filamentos de actina
( V ) em intérfase os microtúbulos em geral apresentam uma organização radial a partir do centrossomo localizado na região perinuclear
( F ) a β-tubulina localiza-se na extremidade menos MAIS e a α-tubulina na extremidade mais MENOS dos microtúbulos
( F ) a polimerização de actina é importante para determinar a forma da célula, mas não serve como força para impulsionar extensão de estruturas celulares, como os filopódios, lamelipódios e pseudópodos
( F ) bactérias apossam-se dos mecanismos de nucleação dos filamentos de actina para se fixar MOVER no interior das células hospedeiras.
4- Os filamentos intermediários encontrados nas células epiteliais, tecido conjuntivo, células nervosas e células nucleadas são formados, respectivamente, por:
a) vimentina, neurofilamentos, queratina e laminas nuclear
b) queratina, fibronectina, neurofilamentos e laminas nuclear 
c) queratina, vimentina, neurofilamentos e laminas nucleares
d) queratina, vimentina, laminas nucleares e neurofilamentos
5- Moléculas envolvidas na polimerização e despolimerização dos filamentos de actina e microtubulos são:
a) ATP e GTP
b) ATP e NADH
c) NADH e GTP
d) GTP e FAD
6- Faloidina é uma toxina (heptapeptídeo cíclico) fatal, produzida pelo cogumelo chapéu da morte (Amanita Phalloides). Combinada à uma molécula fluorescente, esta toxina é muito usada em laboratório como marcador de um tipo específico de filamento. Qual seu mecanismo de ação? 
a) liga-se especificamente à G-actina
b) liga-se a dímeros de tubulina
c) liga-se a filamentos intermediários
d) liga-se aos filamentos de actina e os estabiliza
7- Citocalasina é uma micotoxina e latrunculina é uma toxina produzida por esponjas do mar. Ambas agem sobre filamentos de actina. Qual seu mecanismo de ação, respectivamente?
a) liga-se às subunidades solúveis e previne a polimerização delas; bloqueia a extremidade mais dos filamentos e impede posterior polimerização
b) bloqueia a extremidade mais dos filamentos e impede posterior polimerização; liga-se às subunidades solúveis e previne a polimerização delas
c) ambas ligam-se ao longo dos filamentos 
d) ambas ligam as subunidades solúveis e impedem que elas se polimerizem
8- Vimblastina, vincristina, colchicina e nocodazol fazem parte de uma classe de quimioterápicos usados no tratamento de câncer cuja ação se explica por impedir a mitose. Qual o mecanismo de ação dessas drogas? Assinale a resposta correta.
a) estabilizam os microtúbulos impedindo a formação do fuso mitótico
b) ligam-se às subunidades solúveis e impedem a polimerização dos microtúbulos
c) ligam-se às pontas do filamento e bloqueiam a polimerização 
d) ligam-se aos microtúbulos interfásicos e impedem que eles se despolimerizem para formar o fuso mitótico 
9- O taxol (Paclitaxel, docetaxel), um quimioterápico inicialmente extraído da casca de uma árvore do pacífico (Pacific yew tree) e posteriormente sintetizado pela indústria farmacêutica, é usado para tratamento de vários tipos de câncer. A ação dessa droga explica-se pelo seguinte mecanismo:
a) Taxol liga-se na extremidade mais dos microtúbulos e impede a polimerização 
b) Taxol liga-se aos dímeros de alfa e beta tubulina e impede a polimerização dos microtúbulos
c) Taxol liga-se na lateral dos microtúbulos e estabiliza o filamento
d) Taxol liga-se na lateral dos microtúbulos e desestabiliza o filamento
10- Como você explica que tanto drogas que estabilizam microtúbulos como as que promovem a despolimerização tenham efeitos semelhantes sobre células em divisão? 
a) O fuso mitótico é uma estrutura estática
b) O fuso mitótico é uma estrutura altamente dinâmica que depende de um fluxo contínuo de subunidades de tubulina em direção aos polos do fuso
c) O fuso mitótico é uma estrutura lábil que se desfaz e refaz múltiplas vezes ao longo da mitose
11- Durante a mitose ocorre a desmontagem do envelope nuclear para que ocorra a associação dos microtúbulos aos cinetócoros nos cromossomos. A desmontagem da lâmina nuclear requer a:
a) fosforilação das proteínas laminas
b) defosforilação das proteínas laminas
c) fosforilação dos filamentos de actina
d) defosforilação dos filamentos de actina
12- Os filamentos do citoesqueleto se associam a várias proteínas, dentre elas as proteínas motoras cinesinas, dineínas e miosinas. Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) para as alternativas seguintes e corrija-as.
( F ) Qualquer uma delas não podem agir indiferentemente sobre filamentos de actina e microtúbulos (cinesina e dineína agem sobre microtúbulos e a miosina age sobre os filamentos);
( V ) As proteínas motoras constituem famílias de proteínas, cada qual com vários ou mesmo dezenas de membros. Os membros dessas famílias são didaticamente reunidos em classes distintas de acordo com critérios de similaridade estrutural e funcional. 
( V ) Nenhuma delas age sobre filamentos intermediários
( F ) Cinesinas nem sempre se deslocam ao longo dos microtúbulos direcionadas para a extremidade mais
( F ) A cinesina clássica realiza movimento sobre os microtúbulos em direção à extremidade mais, como resultado ela transporta vesículas do centro da célula para a região periférica para o
( F ) As dineínas citoplasmáticas transportam vesículas sobre os microtúbulos, em direção à extremidade menos, porisso como resultado da falta de sua função observamos espalhamento de acúmulo de organelas, tais como as cisternas do Golgi, por todo o citoplasma na região centrossomal.
( F ) Dineinas deslocam-se sempre para a extremidade mais menos dos microtúbulos, que ficam na região centrosomal (centro organizador dos microtúbulos).
( V ) As dineínas são subdivididas em axonemais e citoplasmáticas. 
( F ) Miosinas sarcoméricas deslocam-se para a extremidade menosmais dos filamentos de actina, a qual se encontra direcionada para o centro do sarcômero associada ao disco Z. O resultado da ação das miosinas sobre os filamentos de actina é o deslizamento de um tipo de filamento sobre o outro causando a elongação o encurtamento do sarcômero. 
( F ) Miosinas envolvidas no transporte de vesículas, com exceção da miosina-VI, fazem movimento orientado em direção à extremidade mais da actina.
( F ) ElasCinesinas e dineínas são essenciais para as funções de segregação dos cromossomos
( V) As três classes de proteínas motoras possuem membros especializados na função de transporte de vesículas e organelas intracelulares. 
( F ) Todas elas As miosinas-II são essenciais para a função de divisão do citoplasma (citocinese), ao término da mitose, para formação de duas células filhas.
( F ) As cinesinasdineínas constituem os braços dos axonemas dos cílios e flagelos, os quais são os motores dos batimentos dessas estruturas
( F ) As dineínascinesinas realizam transporte de vesículas das células para a extremidade dos cílios e flagelos, função esta necessária para crescimento e manutenção dessas estruturas.
( F ) As miosinas da classe II são assim chamadas por possuírem duas cabeças motorascaudas.
( V ) As miosinas da classe II costumam ser subdivididas em sarcoméricas, de músculo liso e citoplasmáticas 
( F ) As miosinas-II citoplasmáticassarcoméricas são essenciais para citocinese.
13- Os filamentos são nucleados a partir de regiões específicas da célula. Quais são as estruturas de nucleação dos filamentos enumerados abaixo? Em cada caso cite qual extremidade do filamento fica associada à estrutura nucleadora e onde se localiza a estrutura na célula. Mencione também as principais estruturas celulares, cuja formação e manutenção dependem dessas atividades de nucleação e polimerização tratadas na questão.
a) Filamentos de Actina: As inúmeras projeções digitiformes, tais como filopódios, microvilosidades e estereocílios, emitidas por tipos variados de células, são formadas e sustentadas por feixes de filamentos de actina dispostos paralelamente no interior dessas estruturas. As proteínas forminas são responsáveis por nuclear a formação desses filamentos. Elas capturam os complexos profilina/G-actina e promovem a polimerização da actina, enquanto permanecem ligadas à extremidade mais do filamento. Forminas são proteínas periféricas da membrana plasmática, que se associam à membrana através de ligação aos fosfolipídios PIP2 da camada citosólica da membrana e às Rho/Rac/Cdc42-GTPases – GTP ligadas. Portanto, forminas são proteínas que funcionam como efetores de GTPases da superfamília Rho/Rac/Cdc42. 
O complexo ARP2/3 se liga à lateral de um filamento de actina pré-formado e captura subunidades solúveis de G-actina nucleando a formação de um novo filamento, que emana diagonalmente ao filamento pré-formado, em uma conformação em Y, com ângulo fixo de 70o. A extremidade menos do filamento novo permanece ligada ao complexo ARP2/3 e é assim estabilizada, enquanto a polimerização se dá por adição de novas subunidades à extremidade mais. Portanto, a atividade de ARP2/3 ramifica os filamentos de actina, criando uma intensa arborização responsável pela formação de expansões citoplasmáticas (lamelipódios, pseudópodos) na borda frontal das células locomotoras e de células fagocíticas. 
b) Microtúbulos: Gama TURC (anéis de gama tubulina) se localizam na matriz pericentriolar (os centríolos mais a matriz fibrosa ao redor recebe o nome de centrossomo, o qual, com base em seu funcionamento é dito o centro organizador dos microtúbulos). As extremidades menos dos microtúbulos ficam associadas aos anéis de gama-TURC. A polimerização se dá por adição de novas subunidades dos dímeros de alfa e beta tubulina na extremidade ‘mais’ que se estende em direção à periferia do citoplasma. Dessa maneira, em células interfásicas, os microtúbulos emanam de uma região restrita (centrossomo) perinuclear e irradiam por todo o citoplasma criando trilhos para a organização e transporte de organelas, vesículas e outros componentes por meio da ação dos motores moleculares cinesinas e dineínas. Durante a mitose, os centrossomos duplicados na fase S do ciclo celular, se separam e guiam a formação do fuso mitótico ocupando os polos dessa estrutura e mantendo-se ligados às extremidades ‘menos’. Outra estrutura celular fundamental formada por microtúbulos é o axonema dos cílios e flagelos. Os microtúbulos de axonemas, distintamente do anteriores, têm a extremidade ‘menos’ ancorada diretamente ao centríolo mãe (corpúsculo basal) que serve como base ou molde de onde o axonema cresce, projetando-se para formar o cílio e flagelo. 
14- Muitos polímeros biológicos (DNA, RNA e proteínas) possuem suas subunidades (desoxiribonucleotídeos, ribonucleotídeos e aminoácidos) unidas por ligações covalentes. Contudo os filamentos do citoesqueleto são montados a partir de subunidades específicas ligadas por interações fracas não covalentes. Qual a vantagem de se usar ligações fracas para polimerização dos filamentos do citoesqueleto?
A vantagem é que ligações fracas podem ser rapidamente desfeitas e restabelecidas imprimindo uma enorme capacidade dinâmica aos filamentos do citoesqueleto. Subunidades também podem se difundir facilmente para promover o crescimento de novos filamentos em contraposição à dificuldade de transportar filamentos pré-formados de um lado para o outro. Poder-se-ia antever que ligações fracas criariam um problema quanto à formação de arcabouços estruturais estáveis, no entanto, este não é o caso, pois ligações fracas podem ser fortalecidas para criar estruturas estáveis através de diversificados mecanismos de estabilização. Por exemplo, regulação por ATP ou GTP e por inúmeras proteínas estabilizadoras, cada qual empregada na estabilização de estruturas celulares especializadas e diversificadas. Portanto, a polimerização baseada em interações fracas entre as subunidades confere ao citoesqueleto propriedades ao mesmo tempo dinâmicas e estruturais, uma vez que a desmontagem, remontagem e estabilidade podem ser reguladas espacial e temporalmente, de acordo variados programas ou estímulos. Por exemplo, podem ser especificados geneticamente, podem se modificar em resposta a sinais externos ou a variações metabólicas. Em síntese, um número pequeno de subunidades protéicas (três classes apenas) estruturalmente conservadas ao longo de toda a escala filogenética, de bactérias aos eucariotos superiores, fornecem as bases necessárias para transformar energia química em trabalho mecânico, empregado na organização de componentes intracelulares e nas variadas formas de manifestação de movimento dos seres vivos.