Biologia Celular 2

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As células tem diferentes morfologias, robustez (resistir a pressões físicas), aguentar outras interações mecânicas 
Citoesqueleto= conjunto de filamentos proteicos. 
 Funções= organização celular, manutenção da sua forma, organização espacial e biomecânica da 
movimentação e organização, permitir a adesão da célula ao substrato e sua locomoção, conferir resistência 
mecânica a célula, servir como vias para o tráfego e no posicionamento de organelas, atuar na contração muscular e 
ainda na segregação dos cromossomos durante a divisão celular. 
 O dinamismo do citoesqueleto (alongar/encurtar rapidamente dependendo da necessidade da célula) 
permite a rápida reorientação do movimento celular, a divisão celular 
Filamentos de Actina 
 São polímeros de subunidades de actina globular; 
 São estruturas flexíveis e finas. 
 Podem se organizam em forma de feixes, redes 
 Atuam para dar sustentação à MP de maneira a formar uma determinada morfologia- molda a MO- está sob 
a MP dando o seu formato. São responsáveis também pelos substrato das células ao tecido adjacente- para 
dar firmeza nesse contato. Atuam também no processo de contração muscular 
 
 O monômero de actina tem 
uma estrutura globular e é 
uma estrura assimétrica: 
com pontas diferentes- 
ponta de cima= extremidade 
+ e ponta de baixo= 
extremidade -. 
 
o para montar o 
filamento de actina é 
necessário juntar 
esses monômeros: 
extremidade mais 
com a extremidade 
menos. 
o Assim até mesmo o 
filamento de actina 
tem essas extremidades a partir dos últimos monômeros 
 Dinamismo do filamento 
o A ponta mais tem mais facilidade de receber mais subunidades que a ponta menos 
o A ponta menos tem mais chances de perder subunidades que a ponta mais 
 
Entra mais em mais e sai mais em menos 
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Lembrando que é um processo dinâmico que 
pode variar de acordo com a concentração de 
actina no citoplasma. 
 
 
 
 
 
 
Efeito Treadmilling: 
ocorre em um filamento 
de actina quando há 
entrada de actinas livres 
na PONTA + junto com a 
saída de actinas pela 
PONTA-. 
Por que esse nome 
“esteira”? Porque sob o 
microscópio parece que 
o filamento está 
andando. Porém, não é 
isso que ocorre, ele está 
sendo construído pela 
ponta + no mesmo 
momento em que está 
sendo desmontado pela 
ponta – 
 
Montagem-polimerização 
Desmontagem- despolimerização 
 
ORGANIZAÇÃO DOS FILAMENTOS DE ACTINA NA CÉLULA 
 Dentro da célula esses filamentos estão a todo tempo sendo polimerizados e 
despolimeraizados, mudando o formato da célula quando necessário. 
 Feixe paralelo compacto- FILOPÓDIO- usado para empurrar para que a MP possa se 
locomover 
 Rede dendrítica- LAMELIPÓDIO – filamentos de actina se polimerizando de forma 
perpendicular formando uma malha pra frente, empurrando/projetando a membrana para 
frente em “ondas” 
 Rede com estrutura em gel- CORTÉX CELULAR- sustentam a estrutura básica da MP- disposição 
aleatória 
 Rede contrátil-FIBRAS DE ESTRESSE- são fibras contráteis- com actina antiparalelas que junto com 
proteínas motoras podem se 
mexer 
 
Movimentação celular= protusão da MP 
(filopódios), adesão ( lamelipódio) e 
puxão ( fibras de estresse contraindo) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 MIOSIONA- motor molecular dos filamentos de actina 
 
 
 Existe uma concetração crítica (Cc) em que a polimerização e a despolimerização ocorrem ao mesmo 
passo- taxa de associação e desmontagem 
 Cinética de polimerização 
o Fase lag-início da nucleação 
das moléculas de actina- não 
há filamentos formados ainda 
o Fase de crescimento- com a 
adesão de novas subunidades 
de actina 
o Fase de equilíbrio- ocorre com 
a concentração crítica, 
momento no qual a quantidade 
de adesão é igual a de 
desprendimento das 
subunidade de modo que a 
concentração de actina no 
filamento fica estável. 
 
Obs: Para que o efeito treadmilling 
ocorra- a concentração crítica da ponta 
mais é menor que a da ponta menos. 
 Com o incremento na concentração 
de actina livre, chega-se n o estágio de 
equilíbrio em uma concentração menor na 
ponta mais do que na ponta menor. Em uma 
concentração onde a ponta + está em 
equilíbrio, a ponta – (com concentração 
menor que a concentração crítica) estará 
despolimerizando. Quando a concetração 
crítica da ponta menos for atingida, a [] 
será maio que a crítica da ponta+ de modo 
que ela estará polimerizando 
 
 
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O efeito treadmilling depende dessa diferença da concentração 
crítica na ponta mais e na ponta menos- pois isso determina a taxa de 
equilíbrio de associação e dissociação diferente entre as duas pontas. 
Isso permite que haja concentrações que ocorra a entrada de 
monômeros pela ponta mais e saída pela ponta menos. 
 
 
 
 
 
 
 
Proteínas acessórias do citoesqueleto 
de actina 
 Modulam a nucleação de 
filamentos de actina 
o FORMINA- favorecem a 
nucleação (diminuem o 
efeito lag) e aceleram a 
polimerizam à ponta mais 
(são tipo chapéus na ponta 
mais) 
o COMPLEXO ARP- conjunto 
de proteína que favorece a 
nucleação e fica ligado a 
ponta menos e promove o 
crescimento lateral de 
outro filamento ao qual 
está próximo. Isso induz a 
formação de lamelipódios. 
o TIMOSINA- prendem-se aos 
monômeros de actina e 
impedem a ligação deles aos filamentos, meio que “neutralizam” esses monômeros- isso diminui a 
concentração efetiva de actina naquele local 
o PROFILINA- acelera a ligação das subunidades ao filamento, catalisa esse processo. É como se a 
concentração efetiva de monômeros fosse maior. 
 Modulando a estabilidade de filamentos de actina e suas associações 
o COFILINA- acelera a dissociação de monômeros pela ponta menos 
o GELSOLINA- quebra um filamento ao meio e fica “presa” à sua ponta mais estabilizando 
o PROTEINA DE CAPEAMENTO- se ligam na posição mais e evita o crescimento, estabiliza um 
tamanho padrão do filamento 
o TROPOMIOSINA estabiliza os filamentos pelos contatos laterais e regula o contato da actina com a 
miosina- logo também atua controlando a contração desse feixe 
o Proteínas que associam feixes: 
 FIMBRINA- associam feixes com proteínas pequenas – o empacotamento mais compacto 
impede a participação da miosina no feixe paralelo 
 ALFA-ACTINA- associam os feixes com proteínas mais largas- o empacotamento frouxo 
permite a participação da miosina no feixe contrátil. 
 FILAMINA-formam as redes em gel, sustentam a membrana 
 ESPECTRINA- importantes na estrutra de sustentação das hemácias 
 ERM 
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Microtúbulos 
 São estruturas rígidas 
 Formados por TUBILINAS- 
subunidades: alfa e beta 
tubulina. Tubo oco no meio. 
 Polimerização ocorre a partir de 
um centro organizador de 
microtúbulos 
 Servem com rodovias e guias 
dentro da célula 
 Formam os cílios, flagelos 
 Como a estrutura do alfa-
tubulina e beta-tubulina são 
diferentes, os microtúbulos 
também apresentam uma 
extremidade + e uma 
extremidade -. 
 Disposição de 13 
protofilamentos formando a 
estrutura dos microtúbulos 
 O crescimento de microtúbulos 
ocorre preferencialmente na extremidade “mais” 
 O centro de formação dos microtúbulos estabiliza a ponta menos de modo que ela não varia seu tamanho, 
apenas serve de base para o crescimento da ponta mais. Isso só acontece, porque esse centro tem uma 
gama tubulina que estabiliza a extremidade menos e auxilia a geração de novos microtúbulos 
 
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 Os centros de foramação dos microtúbulos são os CENTROSSOMOS (não é 
uma organela pois não é envolto por membrana) com centríolos. 
 
 
 Estão sujeitos à instabilidade dinâmica- crescem e encurtam rapidamente 
o Capa de GTP- proteção contra a despolimerização 
o Caso perca essa capa- catástrofe- tubulina ligada ao GDP gera certa 
instabilidade- moléculas ficam torta. Por isso quando perde a capa 
de gtp que deixavam elas todas juntinhas, começa essa catástrofe 
na qual ocorre o encurtamento rápido e o desmonte dos 
microtúbulos. Quando ocorre a reaquisição da capa deGTP 
(resgate), volta-se o crescimento rápido. 
 Proteínas motoras de microtúbulos- atuam no transporte de organelas e 
vesículas 
o CINESINAS 
 A maioria das cinesianas caua movimentação em direção à extremidade “mais” dos 
microtúbulos 
o DINEÍNA 
 Citoplasmática – anda para a extremidade menos dos microtúbulos 
 Cilar- função importante para o 
batimento de cílios e flagelos 
 PROTEÍNAS ACESSORIAS DE MICROTÚBULOS 
o Modulando a nucleação 
 ESTMINA- liga-se as subunidades e 
evita a associação ( diminui a 
concentração efetiva de tubulina 
livre) 
 GAMA-TUBULINA- promovem a 
nucleação da montagem e 
permance associada à 
extremidade menos 
 
o Modulado a estabilidade 
 CINESINA 13- meio que puxa a 
capa GTP para forma e aumenta a dissociação catastrófica na extremidade + 
 CATANINA- quebra o microtúbulos 
 MAPs- estabilizam os microtúbulos atraveps de ligações laterais 
 +TIPs- pemite a associação às extremidades + em crescimento epode liga-las a outras 
esturutas como membranas- associação na ponta mais, empurra a ponta menos e cresce 
assim 
 XMAP2 15- se liga na ponta+ e acelera a associação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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o Modulando as associações entre microtúbulos 
 TAU- associação mais “justa” entre os microtúbulos 
 MAP-2 – associam de forma mais espassada- possibiliam o transporte de organelas entre, 
por serem mais largas 
 PLECTINA- permite a ligação a filamentos intermediários 
 
 
 
 
 
 
 
Filamentos intermediários 
 
A proteína que forma esses filamentos varia de célula a célula 
 
 
Lâmina- estrutura que forma a rede do arcabouço nuclear 
 
RESPOSTAS AO ED 
Defina ao menos 3 funções do citoesqueleto. 
 Sustentação mecânica da célula (Filamentos de actina, filamentos intermediários) 
 Sustentação da membrana plasmática, definindo a morfologia celular (Filamentos de actina) 
 Migração celular (Filamentos de actina) 
 Adesão celular (Filamentos de actina, filamentos intermediários) 
 Contração celular (Filamentos de actina) 
 Organização intracelular das estruturas celulares (Microtúbulos) 
 Estrutura de tráfego de vesículas e organelas (Microtúbulos) 
 Estrutura e batimento de cílios e flagelos (Microtúbulos) 
 Sustentação mecânica do envelope nuclear (Filamentos intermediários) 
 Divisão do DNA na mitose (Microtúbulos) 
 Citocinese (Filamentos de actina) 
Descreva a polimerização de filamentos de actina. 
Monômeros de actina polimerizam em filamentos e, devido a sua estrutura assimétrica (como uma peça 
de LEGO®), definem duas extremidades no filamento - as pontas "mais" e "menos". As pontas do 
filamento apresentam afinidades diferentes para receber novos monômeros de actina, que ocorre de 
forma reversível, ou seja, podem ganhar ou perder subunidades dependendo da concentração de actina 
livre. A ponta "mais" é mais propícia a receber novas subunidades de actina, enquanto a ponta "menos" 
apresenta a tendência a perder subunidades. 
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Em uma determinada faixa de concentração de actina livre, ocorre simultaneamente a entrada de 
monômeros pela ponta "mais" de um filamento, ao mesmo tempo que a perda de subunidades pela 
ponta "menos". Esse processo é denominado "efeito esteira". Dessa forma, um filamento se projeta 
para algum lado da célula sem, na verdade, movimentar as subunidades, sendo apenas um processo 
simultâneo de montagem e desmontagem de um filamento. 
Descreva a polimerização de microtúbulos em células que apresentem um centro organizador de microtúbulos. 
A polimerização é guiada a partir do centro organizador de microtúbulos, que estabiliza a ponta "menos" 
através de proteínas γ-tubulina. A polimerização, portanto, ocorre apenas pela ponta "mais". 
Os dímeros de tubulina que entram em microtúbulos apresentam moléculas de GTP ligadas, o que 
mantém sua estrutura estável. Depois de um pequeno período de tempo, este GTP é quebrado, o que 
deforma a estrutura do dímero de tubulina. Essa deformação tem a capacidade de desestruturar todo o 
microtúbulo, a menos que novas subunidades de tubulina-GTP entrem na ponta da estrutura, mantendo 
uma capa GTP na ponta "mais". Se a taxa de entrada de novos dímeros for baixa, as últimas 
subunidades hidrolizam o GTP em GDP e causam rápida despolimerização do microtúbulo, um processo 
chamado catástrofe. O rápido encurtamento do microtúbulo pode ser revertido com a entrada de novos 
dímeros de tubulina contento GTP, reformando a capa GTP e resgatando o crescimento. 
Esse processo de catástrofe e resgate causa o crescimento errático da ponta do microtúbulo, fenômeno 
conhecido como instabilidade dinâmica.