Microtúbulos: Estrutura e Funções

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São estruturas proteicas relacionadas com o estabelecimento, manutenção e a modificação da forma 
celular 
-É importante também para processos de movimentação celular: contração, formação de lamelipódios, 
deslocamento de organelas, vesículas, cromossomos e divisão celular 
-Possui um formato característico que é relacionado às suas funções 
-Pode ser dinâmico e adaptável: como na telófase na divisão celular 
-Pode estabilizar estruturas 
 
 
 
-Microtúbulos, filamentos de actina e filamentos intermediários 
-Possuem funções biológicas, propriedades mecânicas 
- Dinâmicas diferentes 
- Se associam com outras proteínas para desenvolver suas funções 
-Estrutura: Cilíndrico, oco, rígido e difícil de sofrer dobramentos (não é flexível) 
-Estão presentes em: Células que não está em divisão, células que está está divisão e células ciliadas 
Formação dos microtúbulos 
- Tubulina: heterodímero formado por duas ptn (tubulina alfa e beta) 
-Vários heterodímeros: Forma o protofilamento (uma coluna) 
-Vários protofilamentos (13) → forma o microtúbulo 
 
 
 
 
 
 
 
 
o O microtúbulo é polarizado, uma vez que em cada extremidade está exposta um heterodímero 
 
o Na extremidade beta a polimerização é mais 
rápida, logo, é para onde será o crescimento, 
chamada de extremidade + (beta livre) 
 
o Associação de protofilamentos: Estabilidade 
do filamento sem perda da dinâmica 
* Adição ou perda de subunidades ocorre 
exclusivamente nas extremidades 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Os heterodímeros possuem sítio de ligação para 
GTP -> fornecer energia 
Os sítios de ligação GTP servem para polimerizar 
-> crescimento 
 Hidrólise de GTP -> GDP -> instabilidade no túbulo -> 
despolimerização 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Instabilidade dinâmica: o microtúbulo está 
sempre em atividade -> crescendo ou diminuindo 
É importante para uma resposta celular mais rápida 
caso precise de divisão celular e rápida 
reorganização do citoesqueleto 
 
 Local de Nucleação-Centros organizadores de 
microtúbulos (MTOC) -> Sítios específicos de 
nucleação -> CENTROSSOMO 
 
 Centrossomo: Par de centríolos + material pericentriolar 
Na maioria das células animais contém um par de centríolos organizados perpendicularmente 
entre si e envoltos por material pericentriolar 
(I) Principal MTOC de células animais 
(II) Somente um centrossomo por célula 
(III) Localizado próximo ao núcleo da célula em intérfase IMG S16 
-Os corpúsculos basais (estão presente apenas no cílios): Formados a partir de duplicação de 
centríolos 
Precursores de microtúbulos para o axonema 
Ponto de ancoragem para cílios e flagelos MTOC 
-Células com cílios possuem muitos MTOC 
Há tipos celulares que não tem centríolos na região do centrossomo 
 
 Material pericentriolar -> possui um tipo diferente de 
tubulina 
Gama tubulina: Molde de tubulina que serve para a alfa e 
beta se ligarem -> polimerização mais rápida (síntese) 
Isso possibilita a síntese de microtúbulos mesmo em 
centrossomos sem centríolos 
Os microtúbulos só se formam no centrossomo pois é 
melhor para o controle de quantidade, posicionamento e 
orientação de microtúbulos pela célula 
 
 Proteína estabilizadora de 
microtúbulos: Estabiliza o 
microtúbulo e cessa sua 
instabilidade dinâmica 
Importância da estabilização: 
Os microtúbulos estáveis servem 
de transporte de partículas, 
posicionamento de organelas 
(axônios, RE, complexo golgi) e 
importância nos cílios e flagelos 
 Movimentação de cílios e 
flagelos 
 Transporte intracelular 
 Deslocamento de 
cromossomos 
 Estabelecimento e manutenção 
da forma celular 
 
 
 Microtúbulos na divisão celular -> São desmontados e as tubulinas livres são usadas para formação 
do fuso mitótico 
(1) Microtúbulos do cinetócoro: Ligam-se ao 
centrômero dos cromossomos por meio do 
cinetócoro (2) Microtúbulos polares: Associações 
entre si levam à estabilização 
(3) Microtúbulos astrais: Estendem-se até a 
periferia celular e possuem suas extremidades (+) 
expostas 
 
 Fármacos que interferem na polimerização de 
microtúbulos 
-Colchicina: 
(I) Formação de complexo colchicina-tubulina 
(II) Ação em microtúbulos mais instáveis (não 
associados a MAPs) 
(III) Impede polimerização na extremidade mais (+) -> células param em metáfase 
-Vimblastina e vincristina 
-Taxol: (I) Estabilização dos microtúbulos (tipo uma Proteína estabilizadora de microtúbulos) 
(II)Consumo de dímeros de tubulina citoplasmática -> ausência de dímeros de tubulina livres no citoplasma 
para formação das fibras do fuso 
Usado no tratamento de câncer 
 
 
-Estruturação e organização celular 
-Suporte à membrana plasmática CÓRTEX 
CELULAR 
-Importantes para realização de movimentos 
celulares: 
(I) Migração 
(II) Movimentos morfogenéticos embrionários 
(III) Contração Fagocitose / movimento de 
vesículas endocíticas 
(IV) Divisão celular 
-São relativamente flexíveis e fáceis de sofrerem curvatura 
 
 Formação dos Filamentos de actina/microfilamentos 
-Associação de protofilamentos para maior estabilidade 
1. Polimerização de monômeros de actina globular – ACTINA G 
2. Formação de dois protofilamentos paralelos enrolados um sobre o outro em uma hélice dextrógena – 
ACTINA F 
Os monômeros de Actina G possuem sítios de ligação para ATP 
-A polimerização ocorre também na 
extremidade + 
-Mesma Instabilidade dinâmica: 
Instabilidade dinâmica dos polímeros é 
necessária para realização das 
atividades desempenhadas pelos 
filamentos de actina 
*FALOIDINA: impede 
despolimerização -> Deixa a actina 
estável 
*CITOCALASINAS: evitam 
polimerização 
Podem ser usadas em tratamento de 
câncer 
 
 Nucleação dos filamentos de actina: 
Ocorre em sítios próximos à membrana 
plasmática 
 
 
 
 
 
 
 
-Determinação de formato e movimentação da superfície celular 
(microvilosidades, lamelipódios, filopódios, fagocitose) 
*Complexo ARP (Proteínas Associadas a Actina): ajudam a 
polimerização de filamentos organizados em rede tridimensional 
(molde de proteínas) -> importante para o córtex celular 
*Formina: Feixes paralelos não ramificados (formação do sulco de 
clivagem, filipódios) -> forma as microvilosidades -> crescimento na 
vertical -> também precisa de MOLDE DE 
PROTEÍNAS 
 
 
 
-Proteínas estabilizadoras: Topomodulina 
 Timosina -> sequestra a actina-ATP 
Impede a polimerização completa dos 
monômeros citoplasmáticos 
 
*Microvilosidades 
-Sem movimentação -> Serve apenas para a 
superfície de contato 
 
*Estéreocílios 
-Sem movimentação -> também é para 
aumentar a superfície de contato 
-Superfícies apicais das células -> Ouvido e 
epidídimo 
-São mais ramificados e mais compridos 
 
 
 
 Zônula de oclusão 
-Células ficam tão juntas que obstrui passagem de QUALQUER substância que queira passar entre elas 
-Se algo quiser passar: deve passar DENTRO da célula IMG S41 
-São formadas por filamentos de actina -> actina estabiliza 
-Claudinas e ocludinas: Proteínas transmembrana 
 
 
 
 Zônula de Adesão 
-Cinturão de adesão na região apical das células epiteliais 
-Regiões de adesão celular, crucial para formação e 
manutenção da arquitetura tecidual 
-Polaridade celular Migração / invasão celular 
CADERINAS – Dependentes de cálcio (CAM – 
Moléculas de Adesão Celular) 
Caderinas são formadas por FILAMENTOS DE ACTINA 
As caderinas se juntam para aderir as células 
 
 
 
 
*ADESÃO FOCAL: Célula + tecido 
Fixação das células no material extracelular 
Estabelecimento, de forma indireta, entre o citoesqueleto (FILAMENTOS DE ACTINA) e componentes 
extracelulares 
 
 
 
 
-Exclusivo de organismos multicelulares 
-Bioquimicamente heterogêneos 
-Grande força tensora: Resistência à força de tração (Cabo de aço) 
-Estáveis-> Não possui instabilidade dinâmica 
-Ausência de polaridade-> Sem superfície + ou - 
-Não seassocia a proteínas motoras 
-Suporte estrutural para o núcleo, para a membrana plasmática e para o 
tecido -> RESISTÊNCIA CELULAR 
 
-NÃO PARTICIPA DE MOVIMENTOS CELULARES -> pois são estáveis e não possuem polaridade 
-Está dentro do núcleo: LAMINAS 
-Depende da origem embrionária do filamento 
 
*Pq não são polarizados: Extremidades são idênticas devido à organização antiparalela dos dímeros 
(As duas pontinhas são iguais) 
 
 
Importante saber para biópsias e metástases 
 Laminas nucleares: a, b e c  se associa e formam a lâmina nuclear 
-Sustentação para o envoltório nuclear 
-Ancoragem de filamentos de DNA (cromatina) 
 Neurofilamentos: Neurônios e axônios 
-Ajuda a mantes o formato ramificado do neurônio 
 Desmina: Células musculares 
 Vimentina: Tecido Conjuntivo 
 Proteina Acida fibrilar da Glia: Astrócitos 
 Queratina: Até 50 tipos diferentes 
-Células epiteliais e derivadas 
 
 
 
 
 OS FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS SÃO IMPORTANTES PARA A MANUTENÇÃO DA 
UNIÃO ENTRE AS CÉLULAS DO TECIDO  
 
 
-Adesão entre células adjacentes 
-Presença de CADERINAS NÃO CLÁSSICAS 
(proteínas transmembrana de adesão celular 
dependentes de Ca2+ ) 
-Presença de PROTEÍNAS DE LIGAÇÃO, onde 
filamentos intermediários(queratina, desmina, 
vimentina) se inserem 
-Epiderme, epitélio da língua e esôfago, músculo 
cardíaco 
-Desorganização  metástase 
 
COMPLEXO UNITIVO: Zônulas de oclusão + Zônula 
de adesão + Desmassomos 
 
 
-Fixação das células no material extracelular 
-Estabelecimento, de forma indireta, entre o citoesqueleto 
(FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS) e componentes 
extracelulares 
 
 
 
O que ocorre se a célula não possuir filamentos intermediários 
(I) Epidermólise bolhosa simples: Mutações no gene da queratina 
-Pele vulnerável a lesões mecânicas 
Descolamento do epitélio e formação de bolhas 
(II) Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA / ALS – amyotrophic lateral sclerosis) Ou Doença de Lou Gehrig 
-Acúmulo e montagem anormal de neurofilamentos no corpo celular e axônios de neurônios motores 
-Transporte axonal anormal 
-Fraqueza muscular e atrofia FATAL 
(III)Progéria -> crianças envelhecem rápida 
-Lâmina nuclear: possuem mutação -> instabilidade 
- Filamentos intermediários denominados laminas -> os filamentos de cromatina não conseguem se ancorar 
nos filamentos intermediários 
-Menos estáveis -> Dissociação e reagrupamento de acordo com o ciclo celular 
 
 
CITOESQUELETO  PROTEÍNAS MOTORAS 
Filamentos de actina  Miosina 
Microtúbulos Cinesina e Dineína 
Motores moleculares (proteínas motoras) que se ligam a um filamento polarizado do citoesqueleto e utilizam 
energia da hidrólise do ATP para realização de movimentos ao longo do filamento 
Não existem proteínas motoras que utilizem filamentos intermediários para seu deslocamento 
Proteínas motoras exibem uma região para ligação ao ATP e são capazes de realizar a hidrólise desta 
molécula 
Carregamento de organelas, grânulos de secreção, vesículas endocíticas 
 
-Movimentos que causam modificação na forma celular 
Contração de células musculares e mioepiteliais 
Emissão de lamelipódios/filipódios 
Divisão celular Batimento flagelar / ciliar 
-Movimentos que não causam modificações na forma celular 
-Transporte intracelular (grânulos, vesículas de secreção, organelas) 
A proteína motora deve ter um sítio de ligação para ATP/ADP 
 
Todas as proteínas motoras dependentes de actina pertencem à família da MIOSINA 
Hidrólise de ATP: Sentido do movimento: extremidade (-)  extremidade (+) 
Há três tipo de Miosina 
Associação de membranas, endocitose 
Contração muscular 
Transporte de vesículas/organelas 
 
Interação Actina X Miosina 
 
Miosina 
 
 
-Associação a microtúbulos 
-Transporte diferencial em relação às extremidades (+) e (-) 
-São dímeros, com duas cabeças globulares de ligação ao ATP e uma cauda 
-Está também nas fibras do fuso durante a divisão celular 
-As cabeças globulares das cinesinas e dineínas são enzimas com atividade de hidrólise de ATP (ATPase). 
Essa reação fornece a energia para um ciclo de alterações conformacionais na cabeça que permitirá que essa 
se mova ao longo do microtúbulo percorrendo um ciclo de ligação, liberação e religação ao microtúbulo 
Cinesina: geralmente se movem rumo à extremidade mais (+) 
de um microtúbulo (a partir do centrossomo; rumo à periferia) 
Dineínas: se movem em direção à extremidade menos (-) (rumo 
ao centrossomo; para dentro 
 
 
DINEÍNA CILIAR / FLAGELAR 
 
-Cílio e flagelo: só se movem com os microtúbulos associados a dineína (protozoários) 
-Tuba uterina: tem cílios que fazem batimentos e levam o embrião em direção ao útero 
-Trato respiratório e espermatozóides 
EM CÍLIOS E FLAGELOS, MICROTÚBULOS SE ORGANIZAM FORMANDO AXONEMA (9+2) 
-Todo cílio e flagelo é formado por 9 pares de microtúbulos periféricos + um par de microtúbulos no meio 
(ou seja, 2 microtúbulos central) 
-O axonema da a estrutura e função 
 
Síndrome de Kartagener: Deficiência na dineína 
- Cílios e flagelos defeituosos: infertilidade masculino 
-Flagelo não bete direito 
-Na mulher, não é muito prejudicada porque o útero se contrai o 
suficiente para conseguir levar o embrião ao útero 
-Deficiência de cílios e flagelos na traqueia: Muitas infecções 
respiratórias recorrentes, pois não há a remoção do muco 
completamente