Citoesqueleto e seus componentes

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Citoesqueleto e seus componentes 
 
O citoesqueleto em si: 
 São estruturas proteicas relacionadas com o estabelecimento, a manutenção e a 
modificação da forma celular. Importante também para processos de movimentação celular, 
como a contração, deslocamento de organelas, vesículas, cromossomos e divisão celular. 
 
 É constituído majoritariamente por: 
 Microtúbulos 
 Filamentos de Actina 
 Filamentos Intermediários 
 
Apresentam funções biológicas e propriedades mecânicas e dinâmicas diferentes entre si, 
mas todos se associam com proteínas para desempenharem suas funções 
 
 Representa os ossos e os músculos da célula. Sem ele, não teria manutenção de forma, 
movimentação, cicatrização, contração e reprodução. 
 
Microtúbulos 
São capazes de formar uma rede espalhada pelo citoplasma, possuindo estrutura rígida, 
dificilmente tendo dobramentos. Além de que dos 3 principais componentes do citoesqueleto, os 
microtúbulos são os mais robustos/grossos. 
Os microtúbulos são formados por tubulina, tal qual é formada de Tubulina-α e tubulina-β, é como 
imaginar um edifício e os tijolinhos são os tipos de tubulina: 
 
 
Um microtúbulo é formado por uma associação de 13 protofilamentos como esse mostrado na 
figura, de modo que o crescimento desses protofilamentos ocorre na extremidade +, a qual está 
sempre voltada para a membrana plasmática, para facilitar seu deslocamento na célula. 
Durante certo momento, chamado de platô, toda a tubulina disponível para utilização da célula é 
consumida, fazendo com que os microtúbulos parem de crescer 
A localização dos microtúbulos no interior da célula depende de qual é sua principal função no 
organismo e qual o momento que a célula está: 
 
 
GTP entrando em ação: 
Quem fornece energia para a movimentação desses microtúbulos é uma molécula chamada GTP, 
com função semelhante a ATP. 
A GTP fica constantemente sendo hidrolisada pela tubulina, virando GDP, que possui menos 
afinidade com a tubulina que compõe o protofilamento, o que resulta numa 
desconstrução/despolimerização deles. Esse processo ocorre repetidas vezes e é para deixar o 
microtúbulo sempre ativo e pronto para desempenhar suas funções. 
Mas aí vem uma pergunta interessante: se ele fica construindo e desconstruindo, como o 
microtubulo cresce? 
 Para que ele venha a crescer, a velocidade de Tubulina-GTP adicionada deve ser mais 
rápida que a velocidade de hidrólise de GTP em GDP 
 E quando precisa encurtar, é o processo contrário, já que a hidrólise de GTP em GDP, se 
torna mais rápida que a adição de novas Tubulina-GTP 
Essa polimerização e clivagem constante chama-se instabilidade dinâmica, ocorrendo até o 
momento que os microtúbulos se associam e formam um centríolo, a partir desse momento se 
tornam estáveis 
 
 
 
 
 
Ponto de partida desses microtúbulos 
O local de início da formação ou nucleação de microtúbulos (MTOC), geralmente é o centrossomo. 
Por esse motivo, é comum dizer que o centrossomo é o principal MTOC das células animais. 
 A definição de centríolo é a associação de microtúbulos e a do centrossomo é o par de centríolos 
unida ao material pericentriolar. 
 
Material pericentriolar e a γ-tubulina 
 Ao estudarem alguns fungos e notarem que neles existiam microtúbulos mas não existiam 
centríolos, perceberam que o material pericentriolar na verdade é quem inicia realmente a 
nucleação dos microtubulos. Porém, a tubulina que está no material pericentriolar é outra, a 
gama (γ-tubulina). 
 A ação da y-tubulina permite uma melhor forma de controle do número, posicionamento e 
orientação de microtúbulos pela célula 
 
Crescimento dos microtúbulos e o caminho até a estabilidade 
 
 
Essa imagem mostra que como o crescimento na extremidade + é maior, essa extremidade sempre 
fica voltada para a membrana plasmática. Em rosa, na imagem, constam as proteínas 
estabilizadoras (MAPs) que interrompem a instabilidade dinâmica ao se ligarem com o 
protofilamento. Já as extremidades que não se conectam às MAPs continuam construindo e 
clivando, conforme mostra essa outra figura: 
 
 
Durante a divisão celular, microtúbulos celulares são desmontados e as tubulinas livres são 
utilizadas para a formação das fibras do fuso mitótico 
 
Fármacos 
Existem 2 fármacos principais que atuam na instabilidade ou estabilidade dos microtúbulos 
 Colchicina: Atua nos que ainda estão instáveis, impedindo o crescimento na extremidade + 
e consequentemente a ligação às MAPs 
 Taxol: Promove a estabilização dos microtúbulos e gera a ausência de tubulinas livres para 
formar as fibras de fuso. Taxol é utilizado no tratamento do câncer 
 
Filamentos de Actina 
Por serem os mais finos, também são chamados de microfilamentos. Atuam na estruturação e 
organização celular, sendo mais flexíveis e muito presentes em músculos. 
Principal função voltada ao suporte à membrana plasmática compondo o córtex celular, mas 
também auxiliam nos movimentos celulares: determinação de formato celular, migração, 
movimentos embrionários, contração, fagocitose, divisão celular. 
Sua nucleação se dá próxima a membrana plasmática. 
Polimerização de um filamento de actina gera a Actina G, mas a partir do momento em que se 
enrolam 2 delas, tem-se a Actina F, que é como se enrolar dois colares de pérola: 
 
ATP entrando em ação: 
O filamento de actina se liga a uma molécula de ATP, facilmente inserida na extremidade + que 
cresce mais, mas por conta da hidrólise que faz a Actina-ATP virar Actina-ADP, reduzindo a 
resistência da ligação entre os monômeros e diminuindo a estabilidade do polímero, o processo 
que ocorre nos microtúbulos se repete: Instabilidade dinâmica 
 
Fármacos 
 Faloidina – impede a despolimerização 
 Citocalasinas – evitam polimerização 
 
 Zonulas e Adesão Focal 
 Interagem com proteínas para formar zônula de oclusão que evita passagem de moléculas 
indesejadas entre as células 
 Interagem com proteínas para formar zonula de adesão que permite estabilização dos 
filamentos de actina. 
 Adesão Focal é o trabalho promovido pelos filamentos de actina para fixar a célula no meio 
extracelular e permitir o descanso do tecido epitelial no conjuntivo abaixo dele. 
 
Filamentos Intermediários 
Se destacam por possuírem grande força tensora, isto é, resistência à força de tração, comparados 
a cabos de aço. Além de possuírem “grossura/finura” intermediária entre filamentos de actina e 
microtúbulos. 
Não possuem a polaridade + e – e por consequência, não possuem instabilidade dinâmica 
Não participam de movimentos celulares, atuando apenas no suporte estrutural mantendo as 
células ligadas e unidas, por conta desse fator, são os únicos que não se associam a proteínas 
motoras. 
São exclusivos de organismos pluricelulares e 8 tetrâmetos formam um filamento intermediário: 
 
 
 
 
Não precisa saber de cada proteína, apenas que filamentos são formados por proteínas 
diferentes dependendo da origem das células, cada tipo de proteína está localizada em um local 
específico. Essa característica é o que permite a realização das biópsias. 
 
Uma função importante dos filamentos é a de manter a união, essa imagem ajuda: 
 
Condições ocasionadas por erros nos filamentos intermediários: 
 
 
 
 
 
Movimentos Celulares 
Unicas fibras proteicas que podem se movimentar ligando-se a proteínas motoras – são os 
microtúbulos e os filamentos de actina. 
As 2 principais proteinas motoras são: miosina (filamentos de actina), cinesina e dineína 
(microtúbulos) 
 
A atuação dessas proteínas motoras simula um trem em seu trilho: https://fb.watch/4K4QVcKBfI/ 
 
Retiram a energia para fazer essa movimentação da hidrólise de ATP – assim é possível 
transportar organelas e vesículas 
 
 
Todas as proteínas motoras dependentes de actina pertencem à família da MIOSINA. 
Por meio da hidrólise de ATP, ela atua no sentido: extremidade (-)  extremidade (+) 
Se liga aosfilamentos de actina e a membrana para realizar movimentos – contração 
 
Já no caso dos microtúbulos, quem entra em ação são a cinesina e a dineína 
 
MTOC sempre do lado da extremidade negativa 
 
 
 
 
Axonema forma os cílios. 9 pares de microtubulos periféricos + 2 unidades centrais 
Esse axonema é quem vai originar na espermiogênese o flagelo ou cauda do espermatozoide, 
permitindo a motilidade desse gameta. 
 
Funcionamento do axonema 
 
Cada par tem um microtubulo completo (A) e um incompleto que está ligado ao A (B) 
Dineina está em um microtubulo A e vai interagir com um microtubulo B da subsequente, isso 
causa movimentação 
 
 
 
MOVIMENTAÇÃO: https://fb.watch/4K4QVcKBfI/ 
 
 
Se o MTOC é perto do núcleo e a vesícula está indo pra longe, ta indo da extremidade – 
para o +, por isso é cinesina 
https://fb.watch/4K4QVcKBfI/