Profª Marília Scopel

CITOESQUELETO Intrincada rede de filamentos proteicos que se estende através do citoplasma. Em sintonia, são responsáveis pela integridade estrutural das células e por uma ampla variedade de processos dinâmicos, como a aquisição da forma, a movimentação celular e o transporte de organelas e outras estruturas citoplasmáticas.

CITOESQUELETO - FUNÇÕES Controla posicionamento de organelas; Fornece a maquinaria de transporte que as conecta; Responsável pela separação dos cromossomos para células-filhas; Responsável pela separação das células na divisão.

CITOESQUELETO - FUNÇÕES Interagem mecanicamente com o ambiente Realizam movimentos coordenados. Citoesqueleto é constituído por três tipos de filamentos: Intermediários, Microtúbulos, De actina.

Estruturas filamentosas Microfilamentos de actina Microtúbulos Filamentos intermédios

O Citoesqueleto

Componentes Tamanho Proteína Atividades Microtúbulos ~25nm Tubulina Formação do fuso mitótico, transporte de vesículas e outras organelas, formação de cílios, flagelos, centríolos e corpúsculos basais (cílios). Microfilamentos 5-7 nm Actina Endocitose, migração celular, citocinese. Filamentos intermediários 7-10 nm Citosqueratina Vimentina Periferina Desmina Sustentação, desmossomos, hemidesmossomos.

TIPOS DE CITOESQUELETO Filamentos Intermediários Microfilamentos Microtúbulos

FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS Mais estáveis e heterogê- neos. Não apresentam polaridade. Formam uma rede desde a zona próxima ao núcleo (zona perinuclear) até a membrana celular (fig.1) Formam a lâmina nuclear, situada no núcleo e em contacto com a parte interna do involtório nuclear Fig.1 Fig. 2

FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS Várias fitas trançadas entre si (resistência à tensão). Essas fitas são subunidades dos filamentos intermediários em forma de bastão. Ocorre pareamento de fitas gerando o filamento intermediário.

FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS Presentes em células submetidas a estresses mecânicos. Evitam que a membrana da célula se rompa em resposta à tração mecânica (esquema).

FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS Agrupados em quatro classes: Filamentos de queratina – céls. epiteliais; Filamentos de vimentina – céls. musculares, da neuróglia, tecido conjuntivo (fibroblastos); Neurofilamentos – neurônios; Laminas nucleares – membrana nuclear de células animais. Três primeiros tipos encontrados no citoplasma, e o quarto no núcleo.

Organização molecular de um microtúbulo Extremidade + POLARIDADE Extremidade - Tubulina  Tubulina  Se não apresentassem polaridade, não poderiam funcionar como direcionadores do transporte intracelular.

MICROTÚBULOS Formados por expansão e crescimento, a partir de centros organizadores especializados – centrossomos – que controlam o número de microtúbulos, seu posicionamento e sua orientação no citoplasma. Centrossomo: presente ao lado do núcleo quando a célula não se encontra em mitose, organiza o arranjo de microtúbulos que irradia deste em direção à periferia.

MICROTÚBULOS Centrossomos: contêm centenas de estruturas em forma de anel – a γ-tubulina – cada anel de γ- tubulina funciona como um ponto de partida para crescimento do microtúbulo. Dímeros de αβ-tubulina são adicionados ao anel de γ-tubulina seguindo uma orientação específica: Extremidade menos inserida no centrossomo. Crescimento ocorre apenas na extremidade mais. As células animais possuem um par de centríolos.

Padrão de distribuição dos microtúbulos Extremidade (-) Centrossoma

PROTEÍNAS MOTORAS Organelas e vesículas se movem por meio de pequenos e abruptos passos – movimento saltatório. Tanto microtúbulos quanto filamentos de actina estão envolvidos nos movimentos saltatórios. Esses movimentos são gerados por proteínas motoras, utilizam energia de vários ciclos de hidrólise de ATP. Pertencem a duas famílias:

CÍLIOS Estruturas semelhantes a pelos, cobertas por membrana plasmática e que ocorrem na superfície de diversos tipos de células eucarióticas. Contêm região central – microtúbulos estáveis em feixes que crescem a partir de um corpo basal presente no citoplasma. Movimentam líquidos na superfície da célula – partículas de alimento ou locomoção.

FLAGELOS Semelhantes aos cílios na estrutura, porém mais longos. Propagam ondas ao longo de seu comprimento - impulsiona a célula através do líquido. Tanto cílios quanto flagelos são formados por nove pares de microtúbulos organizados em anel, em torno de um único par de microtúbulos isolados.

Arranjo “9+2” é característico de todos os cílios e flagelos eucarióticos.

Estruturas estáveis formadas por microtúbulos Localização Centríolo Em todas as células animais Corpúsculo basal Na região de ancoragem e origem dos cílios e flagelos Cílios Epitélio das tubas uterinas e das vias respiratórias Flagelo Espermatozóides

FILAMENTOS DE ACTINA Essenciais para movimentos que envolvem a superfície celular (endocitose). Apresentam instabilidade, porém associados com outras proteínas podem formar estruturas estáveis (complexos contráteis nos músculos). Dependendo da sua associação a diferentes proteínas:

FILAMENTOS DE ACTINA podem formar estruturas rígidas e permanentes – microvilosidades. Pequenos feixes contráteis que podem atuar como “músculos”. Anéis contráteis espremem o citoplasma separando as células animais em duas no momento da divisão.

FILAMENTOS DE ACTINA Cada filamento é composto por uma cadeia espiralada de moléculas idênticas de actina globular, todas “apontando” para a mesma direção em relação ao eixo da cadeia. Apresenta polaridade estrutural: Extremidade mais (+) Extremidade menos (-)

FILAMENTOS DE ACTINA A instabilidade do polímero se dá com a quebra de ATP nos monômeros que reduz a resistência da ligação entre os monômeros.

FILAMENTOS DE ACTINA Delgados, flexíveis e curtos. Existem em grande quantidade na célula. Raramente ocorrem isolados na célula – feixes interligados que apresentam resistência superior. Podem crescer por adição de monômeros de actina em ambas as extremidades.

FILAMENTOS DE ACTINA Actina corresponde por aproximadamente 5% da proteína total de uma célula animal. Metade dessa actina está disposta em filamentos e a outra metade na forma de monômeros no citosol. Quando há necessidade de polimerização de actina, as proteínas de ligação unem os monômeros. Quando não há necessidade de polimerização, as proteínas timosina e profilina evitam a união dos monômeros.

FILAMENTOS DE ACTINA Os filamentos de actina estão no córtex celular, formando uma trama que sustenta a superfície externa da célula, conferindo resistência mecânica a essa.