citoesqueleto I - estrutura e funções

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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO 
 
MEDICINA SBC – SABRINA JUTKOSKI 
 
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ESTRUTURA E FUNÇÕES 
• As células eucarióticas apresentam diferentes 
formas, definidas pelo citoesqueleto. 
• Citoesqueleto é uma rede de filamentos 
proteicos que se estende pelo citoplasma, 
formando a estrutura da célula e 
compartimentos, que interagem 
mecanicamente com o ambiente e realizam 
movimentos coordenados. 
• Sua estrutura dinâmica é reorganizada 
conforme o movimento da célula e sua 
mudança de forma 
• FUNÇÕES: 
 Manutenção da forma das células 
 Promove suporte e resistência 
 Permite localização definida das organelas 
(RER próximo da carioteca) 
 Movimentos celulares: contração, formação de 
pseudópodos e deslocamento intracelular 
 Participa da divisão celular, permitindo a 
separação cromossômica na mitose 
• Citoesqueleto permite forma e resistência, 
organização interna, divisão celular, 
movimentação e migração, interação com as 
células adjacentes e adesão celular 
• COMPOSIÇÃO: microtúbulos (MT), 
microfilamentos de actina (IF) e filamentos 
intermediários (AF) 
 Diferem quando à composição, propriedades 
mecânicas e funções no interior da célula 
 AF: cordão de pérolas; IF: corda; MT: cilindro 
oco 
 
 
 
IF: envolvendo a carioteca, para ajudar no 
transporte interno de vesículas proteicas (como 
secreção), possuem formato de cabo de aço, 
oferecendo resistência. 
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MT: aumentam e diminuem, formando centríolos 
para a divisão celular 
 
AF: localiza-se próximo à membrana para realizar 
contração (para ser contrátil, precisa estar em 
conjunto com a miosina) 
 
 
• Tubos longo e ocos, rígidos 
• Possui capacidade de associação e 
dissociação dinâmica (aumenta e diminui) 
• Criam um sistema de vias para o transporte 
intracelular 
• Ancoram organelas e membrana plasmática 
(retículo endoplasmático e golgi) 
• Formam estruturas não estáveis (fuso 
mitótico) ou estáveis (cílios e flagelos) 
• COMPOSIÇÃO: 
 Proteínas globular: tubulina 
 Heterodímero: subunidades alfa e beta-
tubulina 
 Tubulinas dispostas em 13 colunas => 
protofilamentos (filamento de proteína, 
composta por alfa e beta tubulina, intercalando 
e se dispondo nas 13 colunas, formando um 
cilindro) => possuem extremidade + e 
extremidade – para fazer ligação 
 Espaço interno é o lúmen 
 Se desestruturar o túbulo, não desempenha 
função => doenças 
 Localizam-se nos centríolos ou centrossomos, 
onde crescem 
 
 Os protofilamentos são polarizados, com uma 
alfa-tubulina em uma extremidade e uma beta-
tubulina na outra 
 Alfa tubulina: extremidade negativa, 
apresentando menor velocidade de 
associação de tubulina => não cresce 
 Beta tubulina: extremidade positiva, 
apresentando maior velocidade de associação 
de tubulina => aumenta mais por essa 
extremidade => cresce por essa 
extremidade (verde escuro) 
MICROTÚBULO 
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• ESTÁGIOS DA MONTAGEM DOS 
MICROTÚBULOS: crescimento e 
encurtamento do microtúbulo de forma 
dinâmica (instabilidade dinâmica) 
 
 Extremidade positiva cresce mais rápido 
(beta) 
 Extremidade negativa cresce lentamente 
(alfa) 
 Tubulina-GTP (guanosina trifosfato) é 
adicionado a extremidade positiva e é 
rapidamente hidrolisado a GDP (guanosina 
difosfato) => precisa de energia (1 fosfato do 
GTP => gasto de energia) 
 A hidrólise para GDP enfraquece a interação 
da tubulina-GDP com moléculas adjacentes e 
então são despolimerizados 
 Essa elongação e encurtamento dos MTs é 
importante para elementos da célula como 
divisão celular => formação das fibras do fuso. 
(perde dímeros e recebe dímeros) 
Alongamento: da prófase para a metáfase 
Encurtamento: da anáfase para telófase 
❖ Interfase: período da vida celular mais 
longo, em que desempenhando seu 
papel e não está se dividindo. Possui 
dois centríolos pequenos e cilíndricos 
❖ Divisão celular: período em que ocorre 
a mitose e meiose. Possui 4 centríolos 
cilíndricos, em que são divididos em 
pares, cada um em uma extremidade 
da célula. => microtúbulos se alongam 
e formam as fibras do fuso mitótico 
 
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• CENTROSSOMO: centro organizador de 
microtúbulos em células animais 
 Em células animais, o centrossomo é o 
principal centro organizador de microtúbulos, 
que aumenta ou diminui (MTOC) 
 Quando não tem centríolo (que não faz divisão 
celular => células nervosas e divisão celular). 
Centríolo dá origem ao microtúbulo, mas nem 
todas as células possuem centríolos, então 
possuem os centrossomos 
 Corpos basais de cílios e flagelos também são 
MTOCs 
 Em locais que não possuem centríolos, o 
centrossomo é o principal local de origem dos 
microtúbulos 
 Y-Tubulina é o sítio de nucleação, onde o 
crescimento do microtúbulo é orientado 
 
 
• TRANSPORTE: microtúbulos fazem 
transporte de macromoléculas e organelas 
dentro da célula 
 As proteínas motoras transportam vesículas e 
organelas sobre a superfície dos microtúbulos: 
❖ Cinesinas: possibilitam o movimento em 
direção a extremidade positiva 
❖ Dineínas citoplasmáticas: possibilitam o 
movimento em direção a extremidade 
negativa 
 
 
 
 
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• Também são conhecidos como 
microfilamentos 
• Formam redes no citoplasma 
• Formam o córtex celular: camada delgada 
abaixo da membrana plasmática (sem estar 
relacionada com a miosina) 
• Quando está associada à miosina, se torna 
contrátil: células musculares esquelética 
• Formam cinta de construção na divisão celular 
 
 
• Os microfilamentos são formados por actina, 
que é proteína globular 
• Os monômeros – actina G – formam polímeros 
• Actina G: são dois polímeros filamentosos 
associados helicoidalmente entre si 
• Estão presentes em estruturas flexíveis 
 Contração muscular: associada a miosina 
 Fagocitose: responsável pela fagocitose em 
células fagocitárias como neutrófilos 
 Forma e estrutura celular 
• POLIMERIZAÇÃO: ocorre alongamento e 
encurtamento, em que essa dinâmica é 
regulada de acordo com a necessidade da 
célula, que vai produzindo monômeros 
 ATP não é necessário, mas a ligação actina-
ATP e a hidrólise para actina-ADP, tem papel 
importante na dinâmica de polarização dos 
filamentos de actina 
❖ Actina-ATP associa-se na extremidade 
positiva => onde cresce mais => utilizada 
no alongamento => contração => gasto de 
ATP para acrescentar 
❖ Actina-ADP associa-se na extremidade 
negativa 
 Assim, estabelece uma dinâmica para os 
filamentos de actina, podendo regular o 
tamanho 
 Pequeno gasto de ATP 
 Forma falsos pés (pseudópodes) quando 
precisa 
 Há proteínas que ajudam na adição de 
monômeros aos filamentos: timosina (retirada 
de actina) e profilina (adição de actina) => 
transportam actina para o lado positivo 
 Gasta menos ATP, pois há proteínas que 
ajudam na dinâmica do microfilamento 
FILAMENTOS DE ACTINA 
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• Dependendo da proteína a qual se associa, 
os microfilamentos exercem diferentes 
atividades nas células. 
 Podem formar microvilosidades: estruturas 
rígidas e estáveis; revestem o intestino 
 Podem formar estrutura para contração: 
estrutura temporária formada na borda anterior 
de uma célula que desliza 
 Movimentos dependentes de actina precisam 
da associação da actina a miosina (proteína 
motora) 
 
 
 
 
• Aparência de cabo de aço 
• Dá resistência à célula através de força de 
tração 
• É o componente mais resistente do 
citoesqueleto, tendo a função de sustentação 
• Função: adesão entre as células, 
sustentação e resistência 
• Resistência mecânica de células e tecidos 
• Proteínasorganizadas em aproximadamente 8 
protofilamentos a partir de tetrâmero 
• A extremidades são equivalentes, ou seja, não 
apresentam extremidades positivas ou 
negativas, desse modo, são mais rígidos como 
cabos de aço => não crescem ou diminuem, 
são mais estáveis 
 
• Constituídos por diferentes tipos de proteínas, 
dependendo da célula: queratina, vimentina, 
desmina, proteínas dos neurofilamentos etc. 
 Queratina: células epiteliais e estruturas 
formadas por ela (unhas, pelos e chifres) => 
responsável por adesão 
 Vimentina: maioria das células originadas do 
mesênquima embrionário => pode ser 
produzida apenas no desenvolvimento 
embrionário) 
 Desmina: células musculares lisas, 
esqueléticas e do miocárdio 
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS 
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• Localiza-se perto do núcleo 
 
• Quando há problema nos filamentos de 
queratina (no citoplasma), atinge células 
epiteliais => abre espaços entre elas, entrando 
substâncias que não deveriam, pele se solta 
=> pele de borboleta) => células vão se 
destacando 
 Camada de células epiteliais são distendidas 
 Sem filamentos proteicos, causa ruptura das 
células 
 Doença genética: não produz filamentos 
intermediários nas células epidérmica 
 
• Filamentos intermediários promove 
sustentação dos desmossomos (junção de 
ancoramento entre duas células) 
• ORGANIZAÇÃO INTRACELULAR: 
 Formam uma elaborada rede no citoplasma de 
muitas células, estendendo-se da 
circunvizinhança do núcleo para a periferia da 
membrana plasmática 
 Associam-se com os outros elementos do 
citoesqueleto, promovendo a organização da 
estrutura interna da célula 
 Essas interações estabilizam os componentes 
e aumentam a estabilidade mecânica da célula 
Epidermólise bolhosa 
• Fenótipos variados, podem ser leves ou mais 
graves, sendo potencialmente fatal 
• Células epidérmicas perdem adesão e se 
rompem, surgindo espaços entre as células, 
que entram substâncias, o que torna mais 
suscetível a infecções 
• Diagnóstico é feito por biópsia da pele, 
imunofluorescência e análise genética 
• Não há tratamento, apenas pode ocorrer o 
suporte e equipe multidisciplinar especializada 
em casos graves 
• Genética: 
 Herança autossômica dominante: 
Epidermólise bolhosa simples e distrófica 
(deforma) 
 Herança autossômica recessiva: Epidermólise 
bolhosa juncional, Epidermólise bolhosa 
distrófica e síndrome de Kindler 
 Ocorre mutação dos genes que codificam as 
queratinas das células da camada da 
epiderme 
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 A rede de filamentos intermediários de 
queratina nessas células torna-se frágil => 
camada basal da epiderme se rompe ao menor 
atrito, originando espaços entre as células 
 Esses espaços se enchem de líquido oriundo 
do tecido conjuntivo da derme, formando 
bolhas. 
 Podem causar muitas infecções devido ao 
espaço entre as células 
Progéria 
• Enfermidade genética extremamente rara, em 
que os sintomas se assemelham ao processo 
do envelhecimento, manifestando-se logo nos 
primeiros anos de vida 
• Defeito na lâmina nuclear 
• Manifestações: pele enrugada, perdem dentes 
e cabelos, e estão, frequentemente, 
associados a doenças cardiovasculares 
graves ainda na adolescência 
• Instabilidade nuclear resultante: defeitos na 
divisão celular, morte celular aumentada, 
capacidade diminuída para a reparação de 
tecidos 
 
 
 
Câncer 
• Filamentos intermediários são específicos 
para diversos tecidos, e é utilizado para 
caracterizar os tecidos de origem nas biopsias 
de tumores e suas metástases, orientando o 
tratamento 
• Exemplo: detecção de queratina por 
imunocitoquímica indica que o tumor é de 
origem epitelial e a variedade de queratina 
pode indicar quanto ao tipo de epitélio onde se 
formou o tumor