Citoesqueleto: Estrutura e Funções

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BIOLOGIA CELULAR 
 CITOESQUELETO 
	 
· Rede de filamentos proteicos que se estende através do citoplasma
· Composta por 3 tipos de filamentos proteicos:
· Microtúbulos
· Filamentos intermediários 
· Microfilamentos (filamentos de actina)
· Função: 
· Sustentação e organização
· Controla o posicionamento de organelas 
· Fornecer maquinaria de transporte
· Responsável pela separação dos cromossomos p células filhas 
· Responsável pela separação das células na divisão
· Responsável pela contração muscular 
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS 
· São mais estáveis, permanecem por longos tempos no citoplasma 
· São primordialmente elementos estruturais
· Sustentação, resistência 
· Tem somente em células de organismos pluricelulares 
· Servem para fazer ligação entre uma célula e outra, a partir dos componentes de adesão como desmossomos e hemidesmossomos, que vão manter aderidas uma célula a outra, permitindo maior resistência e comunicação. 
· Formados por: queratina, vimentina, desmina, lamina, proteína de neurofilamento e proteína acida fibrilar da glia 
· Um dos papeis desse filamento é impedir que as células desse tecido se separem ou rompam ao serem submetidas, por exemplo, a um estiramento. 
· Tem como função ancorar as estruturas celulares, formar os demossomos (junção intercelular) e absorver impactos. 
· Composição: principalmente queratina 
· Doenças relacionadas: Epidermólise bolhosa – doença do tecido conjuntivo herdada causando bolhas na pele. Resultado de um defeito na ancoragem entre a epiderme e derme. 
· Neurofilamentos: encontrados nos corpos celulares, dendritos e citoplasma do axônio. Importante pois mantem forma específica da célula. Componente principal do citoesqueleto neuronal. Proporciona suporte estrutural para axônio. 
· Esclerose amiotrófica lateral (doença de Charcot): doença grave causada pelo aumento excessivo de neurofilamentos. Doença neurodegenerativa progressiva e fatal, caracterizada pela degeneração dos neurônios motores. 
· Proteínas ácida glial: responsáveis pela formação dos astrócitos e células de Schwann. 
· Laminas: sustentação; ligadas ao processo de dissociação e reorganização da lamina nuclear (controlada pela fosforilação e desfosforilação por proteínas cinases) 
· Doenças: Progéria – ausência de laminas nucleares; caracterizada pelo envelhecimento precoce devido à instabilidade celular 
· Vimentinas: sustentar a membrana plasmática e orientar a posição das organelas 
· Desminas: atuam na junção muscular (aderência célula a célula); atuam junto com os demossomos. 
· Desmossomos: junção ancoradoura que serve para adesão célula-célula 
MICROTÚBULOS 
· Permitem processo de transporte e duplicação
· São instáveis 
· Pequenas estruturas cilíndricas e ocas formadas por proteínas chamadas de Tubulinas – alfa e beta se polimerizam formando protofilamentos
· São estruturas polares 
· Porção +: se polimeriza mais rapidamente 
· Porção -: se polimeriza mais vagamente 
· São necessários 13 protofilamentos para formar o microtúbulo 
· São polimerizados a partir de um centrossomo encontrado no centro do citoplasma celular 
· Manutenção da estrutura da célula, junto com os filamentos de actina (microfilamentos) e filamentos intermediários
· Formam estrutura interna dos cílios e flagelos 
· Organização interna, transporte, sustentação de organelas.
· Função: 
· Determinação da forma celular 
· Organização do citoplasma
· Transporte intracelular de vesículas e organelas 
· Variedade de movimentos celulares (cílios e flagelos)
· Separação dos cromossomos durante divisão celular 
· Desempenham um papel de organização e movimento na célula eucariótica 
· Crescem a partir do centrossomo, posicionado no centro da célula. Ao se estenderem a periferia celular, os microtúbulos criam vias que podem ser utilizadas por vesículas, organelas e outros componentes que precisam ser transportados
· Na região do centrossomo é o único ponto em que os microtúbulos são fixos e estáveis. No restante, vai ter utilização de GTP para que tenha processo de formação e organização de estruturas. 
· Centrossomo: contem centenas de estruturas, a gama-tubulina, cada anel dessa estrutura funciona como ponto de partida para crescimento do microtúbulo. 
· Dímeros de alfabeta-tubulina são adicionados ao anel de gama-tubulina seguindo uma orientação:
- extremidade menos inserida no centrossomo 
- crescimento ocorre apenas na extremidade mais 
+ - despolimerização
- + polimerização 
 
· Polarização e organização celular:
· Uma extremidade da célula é estrutural ou funcionalmente diferente da outra 
· Organelas são posicionadas em regiões onde estas são necessárias e as vias de transito permitem que vesículas transmitem corretamente de uma região para a outra auxilio de proteínas motoras 
Outras proteínas
· Proteínas associadas aos microtúbulos:
· MAP
· Tau – proteína especificamente importante pra interação e estabilização dos micro túbulos com células neuronais. 
Cílios
· Estruturas semelhantes a pelos, cobertas por membrana plasmática e que ocorrem na superfície de células eucarióticas 
· Contem na região central micro túbulos estáveis 
· Movimentam líquidos na superfície da célula- partículas de alimento ou locomoção 
Flagelos 
· Propagam ondas ao longo de seu comprimento- impulsiona a célula através do liquido 
MICROFILAMENTOS- filamentos de actina 
· Constituídos pela polimerização da proteína globular actina G, originando os filamentos de actina F. 
· Encontrados em todas as células eucarióticas 
· Utilizam ATP 
· Essenciais para os movimentos que envolvem a superfície celular (endocitose)
· Apresentam instabilidade, porem associados com outras proteínas podem ser estáveis (complexos contráteis dos músculos)
· Microvilosidades – estruturas permanentemente relativamente rígidas (células do intestino)
· Preenchem e sustentam tais especializações, penetram profundamente no citoplasma, na base das projeções, interagindo com os demais elementos do citoesqueleto na região apical da célula 
· Feixes contrateis no citoplasma – rígidos 
· Anéis contrateis – auxiliam o processo de separação da célula na divisão celular 
· Apresenta polaridade estrutural: 
· Polimerização ocorre da extremidade (-) extremidade (+)
· Na extremidade – tem menos estabilidade 
· Cada microtúbulo é formado pela associação de dímeros proteicos ( de alfabeta tubulina)
· Alfa tubulina é –
· Beta tubulina é +
· Centríolo: durante a mitose duplica-se e orienta a formação do fuso mitótico, estrutura responsável pela distribuição dos cromossomos entre as células filhas. Também atuam na formação dos cílios e flagelos 
· Polimerização microtubular, depende da: 
· Concentração de tubulina
· Concentração de GTP ou GDP e de Mg +2
· Temperatura e concentração de Ca+
· Proteínas motoras: 
· Organelas e vesículas se movem por movimento saltatório 
· Tanto microtúbulos quanto microfilamentos estão envolvidos nos movimentos saltatórios – gerados por proteínas motoras, usam energia de vários ciclos de hidrólise de ATP
· Dineína= ATPase que transportam vesículas e organelas para dentro da célula (extremidade -) - vem da periferia para centro da célula 
· Cinesína = ATPase que transportam vesículas e organelas para a periferia da célula (extremidade +) – conferem movimento intracelular a vesículas e organelas 
OBS: proteínas motoras utilizam GTP para viajar ao longo dos microtúbulos e filamentos de actina em eucariontes movimento 
· Estabilização seletiva: é a rápida remodelação para o funcionamento de microtúbulos, que são estruturas dinâmicas. 
· Se a extremidade (+) estiver estabilizada pela ligação com outras moléculas que bloqueiam a despolimerização da tubulina, haverá uma ponte relativamente estável.
· Polarização e organização celular: uma extremidade da célula é estrutural