4. Citoesqueleto e sistemas contráteis da célula: microtúbulos; microfilamentos; filamentos intermediários. Introdução O citoesqueleto é uma estrutura.

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1 4. Citoesqueleto e sistemas contráteis da célula: microtúbulos; microfilamentos; filamentos intermediários. Introdução O citoesqueleto é uma estrutura celular, espécie de rede, composta por um conjunto de três tipos diferentes de filamentos proteicos. São eles: 1. MICROTÚBULOS; 2. FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS; 3. MICROFILAMENTOS. O citoesqueleto é formado basicamente por duas proteínas: actina e tubulina. É uma rede de filamentos proteicos que se estende através do citoplasma.

2 Função inicial: papel mecânico, de suporte mantendo o formato da célula e a posição das organelas. Atualmente, são responsáveis pela:  Determina a forma ;  Organiza o citoplasma;  A movimentação celular;  Contração celular;  Transporte de organelas e outras estruturas citoplasmáticas;  Guia o crescimento da parede celular em células vegetais.

3 Componentes: Na maioria das células são três tipos de filamentos:  Filamentos intermediários: resistência mecânica;  Microtúbulos: posicionamento de organelas delimitadas por membranas e direcionam o transporte intracelular;  Filamentos de actina: determinam a forma celular e são necessários a locomoção da célula como um todo;

4 Diâmetros: 10nm 25nm 7nm

5 Os seus componentes têm funções biológicas próprias, propriedades mecânicas e dinâmicas distintas, mas para fornecer a uma célula resistência, forma e capacidade de locomoção eles precisam atuar conjuntamente.

6  Conjunto de proteínas acessórias: que controlam a montagem dos filamentos em locais definidos. Incluem as: Proteínas motoras: convertem a energia da hidrólise do ATP em força mecânica que pode mover as organelas sobre os filamentos e movimentar os próprios filamentos; Proteínas ligadoras: conectam os filamentos entre si ou com outros componentes das células;

7  Filamentos intermediários: Diâmetro de 10 nm; São polímeros lineares formadas por monômeros de proteínas que apresentam uma estrutura em alfa-hélice fibrosa.

8 Monômeros: sucessão de 7 aminoácidos Dímeros Tetrâmeros Protofilamentos Filamentos intermediários: são formados por um conjunto de 4 pares de protofilamentos.

9 Função: manutenção da forma celular, estabelecem as posições das organelas celulares; principal: mecânica, permite a célula suportar altas tensões

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11 Os filamentos intermediários formam uma rede estendida entre a MP e a membrana nuclear (carioteca), ao redor desta se forma uma malha filamentosa compacta. Outra malha semelhante a esta se encontra na parte interna da membrana nuclear (carioteca).

12 Os filamentos intermediários apresentam composição diversa, em função da sua morfologia e distribuição em diferentes tecidos, formam 6 grupos: laminofilamentos, filamentos de queratina, filamentos de vimentina, filamentos de desmina, filamentos gliais e Neurofilamentos.

13  Filamentos de actina e os microtúbulos se assemelham pelo seu dinamismo e em relação a algumas características;  Ambos são formados por subunidades macromoleculares que se ligam por ligações não covalentes, típicas de proteínas quaternárias, por isto elas são dinâmicas, respondendo a fatores que controlam a estrutura proteica como a força iônica e a temperatura;  Microtúbulos e Filamentos de actina:

14  A formação de filamentos de actina e de tubulina hidrolizam nucleotídeos livres: Actina utiliza ATP e Tubulina utiliza GTP  Estes nucleotídeos tem um papel muito importante na determinação das propriedades dos polímeros;

15  As subunidades solúveis se ligam aos nucleotídeos trifosfatados (NTPs), o que incrementa sua taxa de polimerização. A ligação não é dependente da energia dos nucleotídeos livres, visto que a polimerização é promovida pelos nucleootídeos não hidrolizáveis.  A energia liberada é estocada no polímero para torná-lo mais dinâmico;

16 Estrutura da Actina e do filamento de Actina

17 Microtúbulos: São polímeros longos e rígidos de forma cilíndrica, constituídos pela associação de dois polipeptídeos globulares, a α- e a β-tubulina. Estrutura das α- e β-tubulinas

18 Pares destes dois polipeptídeos formam heterodímeros, a associação desses forma fileiras, os protofilamentos; Protofilamentos se reúnem paralelamente em grupos de 13 para formar os microtúbulos que são, portanto, tubos ocos. Variação é de 11 a 16 protofilamentos.

19 Estrutura Extremidade positiva Extremidade negativa

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21  Os microtúbulos apresentam, em geral, um local comum de origem, na região dos centríolos, denominada, por isso, centrossomo;  Células vegetais superiores não apresentam centríolo, mas apresentam uma estrutura semelhante ao centrossoma

22 Proteínas motoras ou acessórias do citoesqueleto São formadas por três superfamílias de enzimas mecanoquímicas: Miosinas Deneínas Cinesinas Todas utilizam ATP como fonte de energia motora; Todas apresentam um domínio globular que se liga ao citoesqueleto e uma haste torcida que liga a carga que está sendo transportada. As famílias diferem pelos tipos de polímeros que elas reconhecem, o tipo de carga que carregam e qual a via bioquímica utilizada para converter energia química em trabalho.

23 A miosina interage com os filamentos de actina, se movendo da extremidade negativa para a positiva.

24 Movimentação das cinesinas e das Deneínas sobre os microtúbulos.

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