Citoesqueleto: Componentes e Funções

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Citoesqueleto Componentes do citoesqueleto Microfilamentos Filamentos Intermediários Microtúbulos
Citoesqueleto
Aula VI
Prof. Dr. Leonardo Frasson Reis
leonardo.reis@uemg.br
– Disciplina: Bases Moleculares e Morfológicas de Células e Tecidos
23 de setembro de 2020
Leonardo Frasson Reis UEMG Bases MMCT – Citologia 23 de setembro de 2020 1 / 31
 
Citoesqueleto Componentes do citoesqueleto Microfilamentos Filamentos Intermediários Microtúbulos
Conteúdo
1 Citoesqueleto
Conceito
2 Componentes do citoesqueleto
3 Microfilamentos
Microfilamentos
4 Filamentos Intermediários
Filamentos Intermediários
5 Microtúbulos
Microtúbulos
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Citoesqueleto
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Citoesqueleto Componentes do citoesqueleto Microfilamentos Filamentos Intermediários Microtúbulos
Conceito
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Citoesqueleto Componentes do citoesqueleto Microfilamentos Filamentos Intermediários Microtúbulos
Conceito
Citoesqueleto
Rede de filamentos proteicos que se estende atra-
vés do citoplasma. A arquitetura de filamentos ajuda
a sustentar o volumoso citoplasma de uma célula
eucariótica, uma função que é especialmente impor-
tante em células de animais, que não possuem pa-
rede celular.
Organização dos componentes celulares;
Interação mecânica com o ambiente = forma;
Movimentos coordenados;
Direcionamento do trânsito intracelular;
Separação cromossômica na mitose
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Componentes do citoesqueleto
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Filamentos protéicos
O citoesqueleto é formado por microtúbulos, filamentos de ac-
tina e filamentos intermediários:
Figura: MT = microtúbulos, IF = filamentos intermediários,
AF = filamentos de actina
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Filamentos do Citoesqueleto: características
Características
Formados por subunidades pequenas;
Permitem associação e distribuição rápidas;
Mantidos por interações fracas;
Associam-se com proteínas acessórias;
Estas regulam sua distribuição espacial e comportamento dinâmico.
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Proteínas acessórias
Proteínas Reguladoras: Controlas a forma-
ção, desenvolvimento e destruição dos três fi-
lamentos principais do citoesqueleto;
Proteínas Ligadoras: Conectam os filamentos
entre si e com outros componentes da célula;
Proteínas Motoras: Servem para transportar
macromoléculas e organelas de um ponto a ou-
tro do citoplasma. Também são importantes
para a motilidade.
Figura: Micrografia eletrônica de um fibro-
blasto. Em vermelho, os microtúbu-
los; em azul, os filamentos intermediá-
rios; e em verde, fibras de conexão de
plectina e, em amarelo partículas de
ouro ligadas a anticorpos que reconhe-
cem a plectina
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Microfilamentos
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Microfilamentos
Microfilamentos
Filamentos de actina
Os filamentos de actina são encontrados em todas
as células eucarióticas e são essenciais para muitos
de seus movimentos, principalmente aqueles que
envolvem a superfície celular.
Organização dos componentes celulares;
Interação mecânica com o ambiente = forma;
Movimentos coordenados;
Direcionamento do trânsito intracelular;
Separação cromossômica na mitose
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Microfilamentos
Filamentos de Actina
Rede de filamentos proteicos que se es-
tende através do citoplasma. A arquite-
tura de filamentos ajuda a sustentar o vo-
lumoso citoplasma de uma célula eucarió-
tica, uma função que é especialmente im-
portante em células de animais, que não
possuem parede celular.
Os filamentos de actina são mais delgados e flexíveis e, geralmente,
mais curtos do que os microtúbulos.
Os filamentos de actina raramente ocorrem de forma isolada nas cé-
lulas: eles são geralmente encontrados em feixes interligados e em
redes – estruturas que apresentam uma resistência muito superior se
comparadas a filamentos individuais.
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Microfilamentos
Filamentos de Actina
A actina e a tubulina polime-
rizam por mecanismos se-
melhantes.
A hidrólise de ATP diminui a estabilidade do polímero de actina;
Monômeros de actina no citosol carreiam ATP, o qual é
hidrolisado em ADP logo após a sua inserção no filamento em
crescimento;
As moléculas de ADP ficam presas dentro do filamento de actina,
incapazes de serem trocadas por ATP, a menos que o monômero
que as carreia seja dissociado do filamento.
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Microfilamentos
Actina monomérica (actina-G) polimeriza para formar os filamentos de actina
(actina-F).
Polimerização
Elongação do filamento de actina -
cresce pela adição de monômeros em
ambas extremidades mais (+) e menos
(-);
A adição de monômero na extremi-
dade mais (+) é 5 a 10 vezes mais rá-
pido do que na menos (-);
Actina-ATP associa-se na extremidade
mais (+);
Actina-ADP dissocia-se na extremi-
dade menos (-)
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Figura: Os músculos se contraem por um mecanismo de deslizamento de filamentos. (A) Os filamentos de miosina
e actina de um sarcômero se sobrepõem com a mesma polaridade relativa em ambos os lados de uma linha
mediana. Lembre-se de que os filamentos de actina estão ancorados por suas extremidades mais (+) ao
disco Z, e que os filamentos de miosina são bipolares. (B) Durante a contração, os filamentos de actina e
miosina deslizam uns sobre os outros sem que eles próprios sofram encurtamento
 
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Filamentos Intermediários
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Filamentos Intermediários
Os filamentos intermediários apresentam uma grande resistência à tensão, e
sua função principal é permitir que as células resistam ao estresse mecânico
ocasionado quando essas são distendidas.
Os filamentos intermediários são encontra-
dos no citoplasma da maioria das célu-
las animais. Eles formam caracteristica-
mente uma rede através do citoplasma, en-
volvendo o núcleo e se estendendo rumo à
periferia da célula.
“Intermediários” em referência ao diâ-
metro;
Encontrados no citoplasma em céls.
de alguns animais (vertebrados, mo-
luscos e nematódeos) e lâmina nuclear
em eucariotosem geral (metazoários);
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Filamentos Intermediários
Filamentos intermediários
No citoplasma: dão resistência mecânica à tensão;
Estendem-se à periferia da cél., ancorando junções cél-cél.;
Formam a lâmina nuclear: rede que reveste a membrana interna
do núcleo, ancorando cromossomos e poros nucleares.
Figura: Filamentos intermediários suportam e dão resistência à carioteca
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Filamentos Intermediários
Os filamentos intermediários estão particularmente presentes
no citoplasma de células que são submetidas a estresses me-
cânicos.
Os filamentos intermediários
estão particularmente presen-
tes no citoplasma de células
que são submetidas a estres-
ses mecânicos
Células musculares, epiteliais,
axônio de neurônios.
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Filamentos Intermediários
Os filamentos intermediários se agrupam em 6 tipos diferentes, de acordo
com sua composição química.
Classe I: citoqueratinas ácidas: Epite-
lial
Classe II: citoqueratinas básicas: Epi-
telial
Classe III: vimentina, desmina, GFAP
e periferina, em células musculares e
fibroblastos e glia:
Classe IV: neurofilamentos, alfa-
internexina, em neurônios, principal-
mente nos axônios;
Classe V: lâminas nucleares, que se
situam internas à carioteca;
Classe VI: nestina, presente nas cé-
lulas estaminais (células-tronco neu-
rais).
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Filamentos Intermediários
Células de Schwann
Célula responsável pela formação da bainha de mielina no SNP. Como o axônio se
ajusta ao interior desse envoltório espiralado como uma espada em sua bainha, o nome
bainha de mielina descreve todo o envoltório. A bainha de mielina é interrompida peri-
odicamente, deixando pequenos espaços onde a membrana axonal está exposta. Esta
região é chamada de nódulo de Ranvier.
Condução saltatória
Nas fibras nervosas mielinizadas, o impulso ner-
voso, em vez de se propagar continuamente
pela membrana do neurônio, pula diretamente
de um nódulo de Ranvier para outro. Nesses
neurônios mielinizados , a velocidade de propa-
gação do impulso pode atingir velocidades de
até 200 m/s (720 km/h).
Figura: Conserva a energia para o axônio, pois a
despolarização só ocorre nos nódulos
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Filamentos Intermediários
Desmossomo
Uma junção de ancoramento da célula
Placoglobinas e Desmoplaquinas
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Filamentos Intermediários
Estrutura das proteínas que formam os filamentos intermediários
O monômero proteico do filamento intermediário consiste em um domínio
central em bastão com regiões globulares em ambas as extremidades. Pares
de monômeros se associam para a formação de um dímero, e dois dímeros
se alinham para formar um tetrâmero antiparalelo.
Figura: Dímero de filamento inter-
mediário com caudas globu-
lares e domínio central α-
helicoidal conservado.
Figura: Tetrâmero antiparalelo
Figura: Oito tetrâmeros enrolados
formando um filamento
semelhante a um cabo
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Microtúbulos
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Microtúbulos
Microtúbulo
São polímeros compostos por unidades proteicas chamadas tubulinas. Tem
um aspecto tubular, retilíneo e uniforme.
Figura: Microtúbulos crescendo a partir de complexos de
anéis de γ-tubulina do centrossomo
Papel essencial na organização das
céls. eucarióticas;
Tubos proteicos longos e ocos;
Sofrem dissociação e reassociação;
Criam vias de transporte para vesícu-
las e organelas;
Ancoram organelas e membrana plas-
mática;
Formam o fuso mitótico, cílio e flagelo;
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Microtúbulos
Centrossomo
O centrossomo é o principal centro organizador de microtúbu-
los em células animais
Nas células, os microtúbulos são formados por expansão e cresci-
mento a partir de centros organizadores especializados, que contro-
lam o número de microtúbulos, seu posicionamento e sua orientação
no citoplasma. Em células animais, por exemplo, o centrossomo, que
está tipicamente presente ao lado do núcleo celular quando a célula
não se encontra em mitose, organiza o arranjo de microtúbulos que
irradia deste em direção à periferia, pelo citoplasma.
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Microtúbulos
Microtúbulos e proteínas motoras
As proteínas motoras direcionam o transporte intracelular
Cinesinas e dineínas citoplasmáticas são proteínas motoras de microtúbulo que geral-
mente se movem em sentidos opostos sobre esse suporte.
Tanto as cinesinas quanto as dineí-
nas são dímeros, com duas cabe-
ças globulares de ligação ao ATP e
uma cauda As cabeças interagem
com os microtúbulos de maneira
estereoespecífica, de tal forma que
a proteína motora se conectará a
um microtúbulo em um único sen-
tido. A cauda de uma proteína mo-
tora geralmente se liga de forma
estável a algum componente celu-
lar, tal como uma vesícula ou uma
organela. Figura: A maior parte das cinesinas se move em direção à extremi-
dade mais (+) de um microtúbulo, ao passo que as dineínas
se movem rumo à extremidade menos
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Microtúbulos
Os cílios e os flagelos contêm microtúbulos estáveis movimen-
tados pela dineína.
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