Citoplasma e Citoesqueleto - Biologia Celular

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Biologia Celular
Aula 6 - Citoplasma e citoesqueleto
INTRODUÇÃO
Quando estudamos as células eucariontes, devemos pensar na existência de diversos compartimentos delimitados por
membranas.
O maior deles é, sem dúvida, aquele estabelecido pela membrana plasmática: o citoplasma (a própria célula).
Nesta aula, veremos que esse compartimento tem uma composição muito diversi�cada, além de ser preenchido por
diversas estruturas com funções especí�cas e fundamentais para a �siologia celular e do próprio organismo.
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Vamos nos aprofundar no assunto?
OBJETIVOS
Reconhecer a composição do citoplasma;
Explicar a organização do citoesqueleto;
Identi�car o papel do citoesqueleto em diferentes células.
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CITOPLASMA
Observe o citoplasma nas células procarionte e eucarionte reproduzidas a seguir:
Célula procarionte
Célula eucarionte
Como você percebeu, o citoplasma abrange todo o conteúdo das células procariontes, que não apresentam carioteca, mas
apenas a membrana plasmática, que as delimita.
Já nas células eucariontes, o citoplasma compreende o espaço entre a membrana plasmática e a carioteca. Trata-se de
um grande compartimento que abriga uma variedade de estruturas – como as organelas citoplasmáticas.
Nesse espaço, existe uma solução aquosa que contém uma grande quantidade de moléculas orgânicas e inorgânicas.
Chamamos essa solução de hialoplasma ou citoplasma
fundamental.
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O hialoplasma é considerado um coloide, pois se assemelha a uma substância gelatinosa. Mergulhados nele,
encontramos o citoesqueleto e as diferentes organelas citoplasmáticas que estão presentes nas células eucariontes.
Vamos estudar o citoesqueleto?
CITOESQUELETO
Conforme já vimos, como está imerso no hialoplasma, o citoesqueleto faz parte do citoplasma. Ele é composto de um
conjunto de �lamentos formados por proteínas que desempenham diferentes papéis na �siologia celular.
Nosso corpo possui um esqueleto, cujos ossos o sustentam,
certo? 
Mas será que esse mesmo princípio também vale para o
citoesqueleto?
Como seu próprio nome já indica, trata-se de uma espécie de esqueleto da célula. Logo, podemos pensar que sua função
principal é sustentá-la. Mas logo veremos que sua importância vai muito além disso.
A�nal, o citoesqueleto é responsável por:
Estabelecer a forma da
célula e permitir que esta
se modi�que;
Manter o
posicionamento das
organelas
citoplasmáticas;
Possibilitar os
movimentos celulares;
Participar da divisão
celular.
Como já mencionamos, ele é composto, basicamente, de proteínas. A maioria delas se organiza para gerar �lamentos, que
variam bastante em relação a tamanho, à espessura e à composição.
As várias atividades do citoesqueleto dependem dos três diferentes tipos de �lamentos proteicos formados nele, como
mostra a �gura a seguir:
Micro�lamentos 
Espessura em torno de 6 nanômetros (nm)
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Filamentos intermediários 
Espessura em torno de 8 a 12 nanômetros (nm)
Microtúbulos 
Espessura em torno de 25 nanômetros (nm)
Saiba mais
, Algumas proteínas não formam �lamentos, mas são tão importantes para a �siologia do citoesqueleto quanto aquelas que os
originam. Estamos nos referindo às proteínas motoras (não �lamentosas)., , Exemplos: Dineína e cinesina., , Tais proteínas atuam em
conjunto com os microtúbulos e outros �lamentos, fazendo o deslocamento intracelular das organelas, estruturas, vesículas etc., ,
Além disso, também compõem os cílios e os �agelos, unindo os feixes de microtúbulos que formam essas duas estruturas – as
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quais vamos estudar mais adiante., , Para saber mais sobre o deslocamento de vesículas em uma célula, que contam com a
participação das proteínas motoras, assista ao vídeo Fantastic vesicle tra�c (https://www.youtube.com/watch?v=7sRZy9PgPvg)
(Fantástico tráfego da vesícula).
A partir de agora, vamos entender melhor a participação do citoesqueleto na �siologia celular com base no estudo dos
elementos que compõem sua estrutura.
Vamos a eles...
MICROFILAMENTOS
Os micro�lamentos são os �lamentos mais �nos do citoesqueleto. Eles são formados por uma proteína chamada de
actina G, como podemos ver na imagem a seguir:
Os micro�lamentos de actina têm um papel fundamental na organização dos sarcômeros (glossário), cuja estrutura
apresentamos na �gura a seguir, associada a sua relação com a contração e o relaxamento muscular:
Os �lamentos azuis são os micro�lamentos de actina, e os vermelhos, de uma outra proteína �lamentosa, denominada
miosina.
A contração muscular, que também vemos na �gura, está relacionada a uma contração do sarcômero, que o faz diminuir
de tamanho. Já a situação em que o músculo se encontra relaxado está vinculada ao relaxamento dessa estrutura.
Os micro�lamentos de actina também estão associados a outros tipos de movimentos celulares – principalmente aqueles
que envolvem a superfície celular –, já que é nessa região da célula que mais encontramos tais micro�lamentos.
https://www.youtube.com/watch?v=7sRZy9PgPvg
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FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS
Estes �lamentos são formados por uma família de proteínas �brosas, tais como vimentina, queratina, desmina etc.
Eles são mais abundantes em células que sofrem estresses mecânicos, pois as tornam resistentes a esse estado, como
no axônio de neurônios, em células musculares e epiteliais.
A queratina, por exemplo, está presente no epitélio de revestimento da pele e nos anexos dela – unhas, pelos e cabelos.
Além disso, os �lamentos intermediários se ancoram na membrana plasmática, especi�camente em estruturas de adesão
celular (desmossomos), como mostra a imagem a seguir:
Atenção
, Os �lamentos de actina se sustentam nos desmossomos e contribuem para a adesão entre as membranas das duas células. Outras
proteínas também participam desse mecanismo – como a caderina, por exemplo.
MICROTÚBULOS
Como seu próprio nome já indica, os microtúbulos são pequenos tubos ocos e longos, muito �nos, compostos de uma
proteína chamada de tubulina.
Para criá-los, inicialmente, duas tubulinas se ligam – alfa (α) e beta (β) –, construindo dímeros que vão se associando em
forma de hélice até originarem os microtúbulos.
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Ao �nal de sua formação, a proteína alfa-tubulina �ca
exposta em uma extremidade, e a beta-tubulina na outra,
como podemos ver na imagem a seguir:
As bolas brancas representam a alfa-tubulina, e as pretas, a beta-tubulina. Após o desenvolvimento dos dímeros, essas
proteínas se organizam e constituem os microtúbulos.
Quando isoladas, tais estruturas são muito instáveis, pois �cam constantemente aumentando e diminuindo de tamanho –
por adição e retirada de dímeros de tubulina, respectivamente.
Essa instabilidade dos microtúbulos está diretamente relacionada a seu papel no mecanismo de divisão celular. A�nal,
eles formam o fuso acromático: estrutura a partir da qual os cromossomos se ligam nessemomento de divisão.
Os microtúbulos também são responsáveis por puxar os cromossomos para as extremidades da célula no instante em
que são distribuídos entre as células-�lhas – processo que veremos mais adiante.
Além disso, eles são importantes para a manutenção da forma da célula e, ainda, pelo transporte de partículas dentro dela.
No entanto, os microtúbulos também originam estruturas celulares estáveis, ou seja, aquelas em que eles não �cam
aumentando e diminuindo de tamanho o tempo todo.
É o caso dos centríolos, dos cílios e dos �agelos. Vamos
aprender um pouco sobre eles?
CENTRÍOLOS
Os centríolos são cilindros de 150nm de diâmetro e 500nm de comprimento. A célula possui 2 centríolos que formam um
ângulo reto um com o outro.
Em um centríolo, encontramos 27 microtúbulos dispostos em 9 feixes, cada um com 3 microtúbulos paralelos e presos
entre si, conforme mostra a imagem a seguir:
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Uma das principais funções dos centríolos é orientar a divisão celular, pois deles partem os microtúbulos que formam o
fuso acromático, onde os cromossomos se prendem para, depois, serem puxados em direção às extremidades da célula
que está se dividindo.
Observe a �gura a seguir:
Esta é uma fotogra�a de uma célula em divisão celular, em que uma técnica de coloração que evidencia os microtúbulos
foi empregada.
Os microtúbulos aparecem em verde, e os cromossomos, no meio da célula, em azul. Dessa forma, revelamos o fuso
acromático.
CÍLIOS E FLAGELOS
Consideradas especializações da membrana plasmática, estas duas estruturas também são formadas por microtúbulos
estáveis.
Ambas são responsáveis pela movimentação seja da própria célula, seja de substâncias depositadas sobre ela.
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Os cílios e os �agelos são compostos de um arranjo especí�co de microtúbulos, mas recobertos por uma projeção da
membrana plasmática. Eles se diferem pelo tamanho e pelo tipo de movimento que realizam.
A imagem a seguir os representa. Veja:
CONCEITO
Corpúsculo basal
Estrutura estável – semelhante aos centríolos – formada por microtúbulos, na qual os cílios e �agelos se ancoram.
Os �agelos são maiores e fazem um movimento de ondulação, que serve para impulsionar a célula durante sua
locomoção.
Já os cílios são mais curtos, e seus movimentos de batimento – para frente e para trás – servem para mobilizar algo que
esteja sobre a superfície da célula ou mesmo a própria célula.
Sua estrutura é chamada de axonema e é composta de 20 microtúbulos: 2 no centro + 9 feixes de 2 microtúbulos ao redor
(= 18).
Observe, na imagem a seguir, a estrutura completa de um cílio ou de um �agelo:
1 = axonema 
2 = membrana plasmática que recobre o axonema 
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3 = transporte de substâncias que ocorre neste estreito espaço entre a membrana e o axonema 
4, 6 e 8 = corpúsculo basal 
5 e 7 = axonema cortado transversalmente 
(É possível ver um par central de microtúbulos e outros 9 pares ao redor.)
ATIVIDADE
1 - Com base na composição do citoplasma, o coloide formado por uma solução aquosa de moléculas orgânicas e
inorgânicas é chamado de:
Carioteca
Citoesqueleto
Membrana plasmática
Organela citoplasmática
Hialoplasma ou citoplasma fundamental
Justi�cativa
2 - O citoesqueleto é formado por um conjunto de proteínas �lamentosas e não �lamentosas. NÃO fazem parte desse
esqueleto da célula:
Microtúbulos
Fibras colágenas
Proteínas motoras
Micro�amentos de actina
Filamentos intermediários
Justi�cativa
3 - Algumas funções do citoesqueleto estão mais vinculadas a um tipo de �lamento que o compõe. Os microtúbulos, por
exemplo, NÃO estão relacionados com:
A formação dos cílios.
A formação dos �agelos.
O movimento das microvilosidades.
A formação do fuso acromático.
A formação dos centríolos.
Justi�cativa
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Glossário
SARCÔMEROS
Estruturas subcelulares das células musculares estriadas, responsáveis pelo mecanismo de contração e relaxamento muscular: um
dos movimentos celulares no qual o citoesqueleto está envolvido.