citoesqueleto bioquimica 2

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Bioquímica-	Citoesqueleto																																																
	
Ø Função	e	origem	do	citoesqueleto:		
o As	células	devem	se	organizar	para	interagirem	uma	com	a	outra	e	com	o	ambiente	ao	seu	
redor	e	portanto	elas	devem	apresentar	uma	conformação	correta	e	devem	ser	capazes	de	
modificar	internamente	sua	forma	e	migrar	para	outros	locais,	essas	funções	dependem	do	
citoesqueleto.	
	
o Os	três	filamentos	do	citoesqueleto:	
ü Filamentos	de	actina-		
Determinam	a	forma	da	superfície	da	célula	e	são	necessárias	para	a	
locomoção	das	célula,	também	são	extremamente	importantes	na	contração	
muscular	juntamente	com	a	miosina.	Elas	são	encontradas	no	ectoplasma.		
	
Os	filamentos	de	actina	são	uma	associação	entre	
actina-	G	(globular),	associados	com	uma	molécula	
de	ATP,	formando	um	polímero	que	é	chamado	de	
actina-F	(filamentosa).	
	
Existem	três	tipos	de	actina:	alfa-actina	é	expressa	
em	células	musculares,	beta-actina	e	gama-actina.		
	
As	subunidades	de	actina	se	ligam	por	meio	de	um	arranjo	cauda-cabeça	formando	
uma	hélice	rígida.	Os	filamentos	são	polares	e	possuem	uma	extremidade	menos	(-)	
de	crescimento	lento	e	uma	extremidade	mais	(+)	de	crescimento	mais	rápido.		
	
Os	filamentos	de	actina	são	instáveis	e	se	dissociam	facilmente,	pois	cada	monômero	
é	ligado	a	apenas	um	ou	dois	monômeros		
	
ü Filamentos	intermediários-		
Proporcionam	resistência	mecânica	a	célula.		
	
São	constituídos	pela	associação	de	subunidades	de	proteínas	
fibrosas	(naturalmente	insolúveis).		
	
A	alfa-queratina	é	um	exemplo	de	proteína	fibrosa	que	participa	
da	constituição	de	filamentos	intermediários.		
	
ü Microtúbulos-	
Determina	o	posicionamento	de	organelas,	o	transporte	
de	vesículas,	fazem	o	movimento	de	cílios	e	flagelos,	
participam	do	processo	de	divisão	celular	(fuso	mitótico).		
	
São	constituídos	por	uma	associação	de	a-tubulina	e							
ß-tubulina,	sendo	portanto	uma	estrutura	quartenária.		
	
	
	
Ø Dinâmica	do	citoesqueleto-	a	associação	de	proteínas	ocorre	através	de	interações	não	covalentes,	
estabelecendo	um	equilíbrio	entre	uma	forma	não	polimerizada	e	uma	polimerizada	(moléculas	
grandes-	associações	de	monômeros)	e	quanto	maior	o	número	dessas	associações	maior	é	sua	
estabilidade.		
	
o Termodinâmica-	a	interação	entre	proteínas	devem	respeitar	uma	constante	de	equilíbrio	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
o Concentração	crítica-	é	a	concentração	de	subunidades	livres	e	solúveis	em	solução	no	
momento	do	equilíbrio	químico,	ou	seja,	quando	a	taxa	de	Ton	(taxa	de	associação)	é	igual	a	
taxa	de	Toff	(taxa	de	dissociação).	Sem	crescimento	de	polímero.		
ü Quanto	maior	a	afinidade	entre	as	moléculas	maior	será	o	valor	de	Keq	
ü Quanto	menor	for	a	concentração	crítica	maior	será	a	dimensão	do	polímero		
ü Quando	Ton	=	Toff,	a	concentração	de	A	e	B	(livres	na	concentração)	é	a	
concentração	crítica.	
ü A	hidrolise	acontece	para	transformar	GTP	em	GDP		
	
	
o Taxa	de	nucleação-	pequenos	oligomêros	podem	associar-se	espontaneamente,	porém	são		
instáveis	e	se	dissociam	espontaneamente	e	essa	instabilidade	cria	uma	barreira	cinética	
para	a	nucleação.	Células	possuem	proteinas	e	complexos	enzimáticos	que	catalisam	a	
nucleação	em	locais	específicos.		
	
	
	
	
	
Faz	a	associação		
Faz	a	dissociação		
Constante	de	velocidade		
Taxa	de	associação		
Taxa	de	dissociação		
o Curva	de	tempo	de	polimerização-	a	polimerização	de	proteínas	sob	a	forma	de	um	longo	
polímero	helicoidal	como	um	filamento	do	citoesqueleto,	apresenta	características	como	a	
curva	de	tempo.	
	
a) Fase	de	retardado-	corresponde	ao	tempo	necessário	á	nucleação.		
b) Fase	de	crescimento-	ocorre	enquanto	os	monômeros	são	adicionados	ás	
extremidades	do	filamento,	levando	ao	aumento	do	seu	comprimento.	
c) Fase	de	equilíbrio-	é	alcançada	quando	o	crescimento	do	polímero	devido	á	adição	
de	monômeros	é	exatamente	equilibrado	pelo	encurtamento	do	polímero	devido	a	
dissociação	de	monômeros.		
	
o Extremidades	mais	(+)	e	menos	(-):	são	alterações	que	ocorrem	nas	subunidades	conforme	
elas	interagem	entre	si,	acarretando	em	taxas	de	crescimento	distinta	em	cada	
extremidade.	A	extremidade	mais	é	denominada	como	a	extremidade	de	rápido	
crescimento	enquanto	a	extremidade	menos	é	denominada	como	a	extremidade	de	
crescimento	mais	lento.		
	
ü Filamentos	de	actina	podem	crescer	tanto	pela	extremidade	mais	quanto	pela	
extremidade	menos	(-)	pois	ambas	estão	livres.		
	
ü Microtúbulos	por	outro	lado	polimerizam	somente	pela	extremidade	mais	já	que	
a	extremidade	menos	está	ligada	ao	centrossomos,	aonde	ocorre	a	nucleação.		
	
Ø Microtúbulos:	
	
v Instabilidade	dinâmica	em	microtúbulos-	
o Tanto	alfa	como	beta	tubulina	ligam-se	a	GTP,	porém	a	beta	tubulina	quando	associada	a	
um	microtúbulo	tem	sua	estrutura	molecular	alterada	adquirindo	atividade	catalítica	de	
hidrólise	de	GTP	em	GDP	+	PO3-.		
	
o Heterodimeros	de	alfa	e	beta	tubulina	na	forma	T	apresentam	menor	concentração	crítica	
do	que	heterodimeros	alfa/beta	tubulina	na	forma	D.			
	
o Adicionar	novas	formas	T	antes	de	acontecer	a	hidrólise	daquelas	formas	T	que	foram	
adicionadas	antes	resultam	no	crescimento	pela	extremidade	mais,	nesse	caso	temos	uma	
capa	de	GTP.		
	
o Catástrofe	microtubular-	é	quando	ocorre	a	hidrólise	antes	de	se	adicionar	novas	formas	T,	
perdendo-se	a	capa	de	GTP.		
	
	
	
	
v Proteínas	acessórios	de	microtúbulos-		
o Complexo	gama-TURC:	promove	a	nucleação	da	montagem	associada	a	extremidade	
menos,	portanto	a	partir	dos	centrossomos.		
	
o Estatminas:	são	proteínas	que	se	associam	a	subuniddes	de	alfa/beta	tubulina	livres	em	
solução	impedindo	que	estes	heterodímeros	se	associam	a	microtúbulos.	Portanto	a	
retardação	de	novas	subunidades	induz	a	uma	catástrofe	(a	hidrólise	acontece	antes	da	
adição	de	novas	subunidades).		
	
	
	
	
	
o Maps-	MAP,	MAP-2,	TAU:	são	proteinas	que	estabilizam	o	microtúbulo	(individualmente	
e/ou	em	feixes).		
	
v TAU	x	MAP-2:		
• A	proteína	TAU	promove	uma	associação	maior	entre	os	microtúbulos	
portanto	a	encontramos	no	axônio.		
• A	proteína	MAP-2	promove	uma	associação	menor	que	a	proteína	
TAU	portanto	a	encontramos	no	corpo	do	neurônio.		
	
	
v Alzheimer:	ocorre	a	formação	de	placas	(emaranhados)	devido	a	uma	má	
formação	da	proteína	TAU.	Ocorre	muita	fosforilação	e	portanto	ele	ira	
grudas	nos	neurônios	e	não	formará	microtúbulos.		
	
o Cinesina-	13:	é	uma	proteína	que	aumenta	a	dissociação	catastrófica	na	extremidade	mais	
dos	microtúbulos	portanto	são	chamadas	de	indutoras	de	catástrofe.		
	
o +	Tip:	são	proteinas	que	permanecem	unidas	a	extremidade	+,	permitindo	que	os	
microtúbulos	se	ligam	a	outras	estruturas	como	a	membrana	plasmática		
	
o Plectina:	são	proteinas	que	possibilitam	a	ligação	entre	microtúbulos	e	filamentos	de	actina.	
	
o XMAP215-	tem	função	de	estabilizar	a	extremidade	mais	e	acelerar	a	associação	das	
tubulinas.		
	
o Catanina-	tem	função	de	quebrar	os	microtúbulos	formando	dois	microtúbulos	cada	um	
com	uma	extremidade	mais	e	uma	extremidade	menos.		
	
v Proteínas	acessórias	associadas	a	microtúbulos-		
o Cinesinas-	são	proteinas	motoras	que	se	deslocam	sobre	o	microtúbulo	fazendo	o	
transporte	de	vesículas.		
	
o Dineínas-	são	proteinas	motoras	que	se	deslocam	sobre	os	microtubulos	e	fazem	a	
movimentação	dos	cílios		e	flagelos.		
Ø Filamentos	intermediários-	
	
v Treadmiling-	é	um	processo	que	ocorre	predominantemente	em	filamentos	de	actina.	O	
treadmilling	ocorre	quando	subunidades	solúveis	de	a-actina	na	forma	T	(ATP)	são	adicionadas	á	
extremidade	(+)	a	uma	taxa	(velocidade)	igual	á	taxa	e	remoção	de	subunidades	de	a-actina	na	
forma	D(ADP)	a	partir	da	extremidade	menos.	Portanto	nesse	caso	não	ocorre	o	crescimento	do	
polímero.	
	
o Extremidade	menos:	forma	D	
	
o Extremidade	mais:	forma	T	
	
o Quando	a	concentração	crítica	de	actina	na	forma	livre	T	o	crescimento	será	maior	que	o	
desmanche.	E	quando	a	forma	livre	D	for	menor	que	a	concentração	crítica	ocorrerá	a	
estabilização.		
	
	
	
o O	treadmiling	ocorreráquando	a	[G-actina	(T)]	for	maior	que	a	concentração	crítica	na	forma	T	
e	quando	a	[G-actina	(D)]	for	maior	que	a	concentração	crítica	na	forma	D.	
	
o Fármacos	que	interferem	na	dinâmica	de	microtúbulos	e	filamentos	de	actina:	
	
v Taxol:	usado	como	quimioterápico,	tem	função	de	acabar	com	as	células	que	possuem	
alta	atividade	mitótica	(cancerosas/capilares).	A	celula	fica	tóxica	e	morre	por	necrose.	
	
v Proteínas	acessórias	de	microfilamentos	de	actina:		
	
o Complexo	ARP:	é	um	complexo	de	duas	proteínas	que	são	similares	a	actina.	Ela	tem	função	de	
promover	a	nucleação	do	filamento	de	actina	na	extremidade	menos	o	que	permite	o	rápido	
alongamento	na	extremidade	mais.	Portanto	essas	proteínas	estao	ligadas	na	extremidade	
menos		
o Formina:	são	proteinas	responsáveis	pela	nucleação	do	crescimento	do	microfilamento	de	
actina,	porem	permanecem	ligada	á	extremidade	mais.	Ela	age	capturando	dois	monômeros	de	
actina	e	facilitando	sua	associação		
	
o Profilinas:	são	proteínas	que	se	associam	a	monômeros	de	actina	impedindo	sua	associação	na	
extremidade	menos	e	portanto	favorecendo	o	crescimento	na	extremidade	mais.	Quando	as	
profilinas	e	forminas	atuam	junto	a	formina	cria	um	suporte	para	a	profilina	otimizando	ainda	
mais	o	crescimento	pela	extremidade	mais.		
	
o Timosina:	proteínas	que	se	associam	a	monômeros	de	actina,	impedindo	a	associação	destes	a	
qualquer	extremidade		
	
o Tropomiosina:	é	uma	proteína	que	tem	função	de	estabilizar	um	microfilamento	de	actina	
associando-se	lateralmente.	Quando	essa	proteína	se	liga	a	troponina	(aminoácido)	tem	um	
papel	importante	na	contração	muscular.	É	possível	identificar	um	infarto	medindo	a	
concentração	de	troponina	no	sangue.		
	
o Miosina:	é	uma	proteína	motora	associada	a	actina	e	exerce	um	papel	importante	na	contra		
muscular.		
	
Ø CONTRAÇÃO	MUSCULAR	
v Mediada	pela	concentração	de	acetilcolina	
	
1) Quando,	um	potencial	de	ação	chega	à	placa	motora	(axônio	do	neurônio+músculo)	ocorre	
a	abertura	de	canais	de	íons	de	Ca2+	localizados	no	neurônio	pré-sináptico	
	
2) O	influxo	de	cálcio	promoverá	a	exocitose	de	acetilcolina	na	fenda	sináptica		
	
3) Colina	(ACH)	se	liga	à	receptores	NICOTÍNICOS(SNP)	de	acetilcolina	localizados	no	músculos	
	
4) A	ligação	de	ACH	ao	nACHR	(receptor	de	acetilcolina	nicotínico)	receberá	o	influxo	de	íons	
sódio	através	do	canal	iônico	do	nACHR	
	
5) A	despolarização	da	membrana	promoverá	a	abertura	de	canais	de	íons	de	Ca2+	localizados	
no	Retículo	Sarcoplasmático	
	
6) A	liberação	de	cálcio	no	citoplasma	promoverá	a	ativação	da	troponina	que	deslocara	a	
tropomiosina	sobre	a	actina,	expondo	o	sítio	de	ligação	à		miosina,	localizado	na	actina.	
	
7) A	miosina,	ao	se	ligar	na	actina,	promoverá	a	contração	muscular.	
	
8) A	acetilcolina	será	degradada	pela	ação	da	enzima	acetilcolinesterase.	
	
• Miastenia	gravis-	nessa	doença	os	anticorpos	atacam	receptores	de	ACH	chamados	
de	receptor	colinérgico.	
	
o Dessensibilização	do	AChR	
• Bloqueadores	Neuromusculares-	substância	que	bloqueiam	a	resposta	muscular		
• Despolarizantes-	são	agonistas,	ou	seja,	fazem	uma	ação	similar	ao	acetilcolina,	se	
ligam	ao	receptor	de	acetilcolina,	promovendo	abertura	seguida	de	
dessensibilização;	
• Não	despolarizantes-	curarizantes,	são	antagonistas,	se	ligam	ao	nAChR,	impedindo	a	
ação	de	ACh,	competitivos,	a	ação	deles	podem	ser	revestidas	por	
anticolinesterásico	
	
Ø Filamentos	intermediários-		
	
o Feitas	de	proteínas	naturalmente	fibrosas	chamadas	de	alfa	queratina	conferindo	ao	
filamento	intermediário	grande	resistência.		
	
o Quando	ocorre	a	fosforilação	dessa	proteína	fibrosa	ela	é	dissociada		
	
o Quando	ocorre	a	desfosforilação	dessa	proteína	fibrosa	ela	faz	associação		
	
	
v Principais	tipos	de	proteínas	de	filamentos	intermédiarios	em	células	de	vertebrados:	
	
	
Ø Junções	celulares,	adesão	celular	e	matriz	extracelular-		
	
v Junções	de	ancoramento	(junções	de	adesão):	a	proteina	que	faz	a	adesão	transmembrana	dessa	
especialidade	de	membrana	é	a	caderina.	
	
• Caderina-		
o São	proteínas	que	promovem	a	adesão	homofíica	(entre	células	iguais)	através	de	íons		
cálcio,	por	isso	são	chamadas	de	cálcio	dependentes	
o Se	ancoram	na	membrana	plasmática	com	o	domínio	N-terminal	para	fora	e	o	C-terminal	
para	dentro	da	membrana		
o Essas	junções	já	estão	formadas	desde	o	período	embrionário		
o O	processo	de	metástase	(divisão	de	células	cancerosas)	está	relacionada	a	essa	proteina	
pois	para	ocorrer	a	fixação	em	outras	células	as	celulas	cancerosas	(indiferentes	e	
pluripotentes)	mudam	a	expressão	das	caderinas		
	
	
	
• Cateninas-		
o Essa	proteína	se	liga	ao	filamento	de	actina	e	fazendo	a	junção	de	adesão	entre	essa	e	
filamento	intermediário		
	
v Desmossomos:		
o Essa	estrutura	proporciona	força	mecânica	ao	epitélio	e	está	associadas	á	filamentos	
intermediários.		
o São	dependentes	de	cálcio		
o A	proteína	catenina	proporciona	a	interligação	entre	caderina	e	citoesqueleto.		
	
v Adesão	célula-matriz:		
o A	proteína	de	adesão	transmembrana	é	a	integrina.	
	
• Integrinas-	
o Promovem	a	adesão	entre	células	e	somente	são	ativas	por	meio	de	um	ligante	
específico		
	
• Selectinas-	
o Promove	a	adesão	transiente	entre	células		
o São	importantes	no	rolamento	de	leucócitos	(diapedese)		
o DAMPs,	VAMPs,	PAMPs-	são	padrões	moleculares	associados	a	DVP	(danos,	venenos	e	
patógenos)	responsaveis	pela	resposta	imune	inata	pois	o	reconhecimento	de	(DVP)	
localizados	no	macrofagos	promovera	a	liberação	de	citocina	(moléculas	pro-
inflamatórias)	.		
o Função	das	citocina:	vasodilatação	e	em	consequência	maior	permeabilidade	vascular	
(exsudato-	líquido	com	alto	teor	de	proteínas	séricas	e	leucócitos	lavando	a	danos	nos	
tecidos	e	vasos	sanguíneos)		
	
v Junções	de	oclusão:		
o São	proteínas	transmembranas		
o Claudinas:	menor		
o Ocludina:	maior	
o Formam	uma	barreira	hematoencefalica		
o Devido	a	elas	não	podemos	administrar	broncodilatadores	pois	a	barreira	
hematoencefálica	não	está	formada	tendo	ação	alucinógena		
o Controlam	a	permeabilidade	intestinal	
o Doença	celíaca-	glúten	chega	no	intestino	e	aumenta	a	permeabilidade	e	ativa	os	
receptores	atacando	as	células	do	próprio	intestino	acarretando	em	baixa	absorção	
	
v Junções	comunicantes:		
o quando	uma	célula	entra	em	apoptose	as	células	vizinhas	fecham	as	GAPS	deixando	a	célula	
morrer	sozinha	pra	não	infectar	as	outras	
o Permitem	a	comunicação	intercelular	através	da	passagem	de	pequenos	solutos	como	
aminoácidos,	nucleotídeos,	carboidratos	e	etc.		
o Relacionado	a	processo	de	apoptose	
	
	
	
	
	
	
	
Ø Doenças:	
	
v Pênfigo-	é	uma	doença	autoimune	em	que	ocorre	a	produção	de	anticorpos	anticaderinas	
ocorrendo	portanto	as	estruturas	dos	desmossomos	resultando	na	formação	de	bolhas	e/ou	
mucusas	
o Vulgar:	ocorre	a	produção	de	autoanticorpos	
antidesmogleína	1	e	3,	que	esta	
predominantemente	em	muscosas.	Portanto	
essa	doença	começa	em	tecidos	mucusos	(ex:	
boca)	e	depois	atinge	a	pele.		
	
o Foliáceo:	é	a	produção	de	autoanticorpos	
antidesmogleína	1,	uma	caderina	presente	
predominantemente	nos	tecidos	epiteliais	por	isso	
essa	doença	acomete	principalmente	a	pele.		
	
	
o Bolhoso:	ocorre	a	produção	de	autoanticorpos	
contra	uma	proteína	relacionada	a	adesão	de	
hemidesmossomos	(adesão	célula-matriz)	
portanto	essa	doença	difere	das	outras	já	que	
atinge	os	hemidesmossomos.	Essa	doenca	
acomete	na	adesão	entre	as	células	e	a	lâmina	
basal.	(Não	atingem	proteínas	da	família	das	caderinas)	
	
	
Ø Montagem	das	fibras	de	fuso	durante	a	divisão	celular-		
	
v Duplicação	de	centrossomos-	essa	fase	ocorre	no	início	do	ciclo	celular.		
	
o Em	G1	os	centríolos	se	separam		
	
o Em	S	um	centríolo-	filho	começa	a	crescer	próximo	a	base	do	centríolo	pai		
	
o Em	G2	o	alongamento	do	centríolo	filho	se	completa		
	
o Os	dois	pares	de	centríolos	se	se	param	no	início	da	divisão	celular,	os	quais	começam	a	
nuclear	seus	próprios	feixes	de	centríolos	e	cada	centríolo	vai	servir	de	molde	para	um	
novocentríolo,	resultando	em	4	novos	centríolos	
	
v Montagem	do	fuso-	no	início	da	divisão	os	dois	centrossomos	se	movem	ao	longo	do	envelope	
nuclear	(essa	movimentação	ocorre	por	meio	de	proteínas	motoras).		
o Durante	a	maturação	do	centrossomo	ocorre	o	aumento	na	quantidade	de	complexo-gama-
turc.	
	
o M-CdK	(quinaste	dependente	de	ciclina)-	é	uma	proteina	que	promove	a	fosforilação	de	
MAPs,	impedindo	que	essas	proteinas	estabilizem	os	microtúbulos,	aumentando	a	
ocorrência	de	catástrofe.	As	enzimas	quinases:	
	
i. Catalisam	a	transferência	de	um	fosfato	a	partir	de	uma	molécula	maior	de	
energia,	que	normalmente	é	o	ATP	para	uma	molécula	de	menor	energia.		
ii. Fosforilação	de	MAPS:	impede	que	elas	se	associam	a	microtúbulos	
iii. Na	mitose	ocorre	uma	maior	instabilidade	portanto	é	necessário	ocorre	uma	
maior	fosforilação	
iv. Enzimas	fosfatasse	removem	o	fosfato	
	
o Quanto	maior	a	fosforilação	de	MAPs	menor	é	a	instabilidade	de	microtúbulos,	pois	o	
fosfato	impede	a	estabilização.		
	
v Ligação	de	microtúbulos	aos	cinetocoros	por	busca	e	captura-		
o Cinetocoros:	é	uma	proteína	localizada	no	centrômero,	essas	proteínas	possuem	10	a	40	
sítios	de	ligação	a	microtúbulos		
	
o As	células	que	contêm	centrossomos	promovem	a	união	dos	cromossomos	por	união	e	
busca.		
	
v Biorientação	é	obtida	por	tentativa	e	erro-	quando	ocorre	o	sucesso	da	divisão	é	preciso	que	as	
cromatides-	irmãs	se	liguem	a	polos	opostos	do	fuso	mitótico.	Para	as	cromatides-	irmãs	não	se	
ligarem	ao	mesmo	polo	do	fuso	os	cinetocoros	são	construídos	em	orientações	opostas.	A	
catástrofe	faz	com	que	ocorra	a	separação	das	fibras	de	fuso.