curso: licenciatura em ciências biológicas disciplina ... · célula é a unidade estrutural e...
TRANSCRIPT
Citoesqueleto
CURSO: Licenciatura em Ciências Biológicas
DISCIPLINA: Biologia Celular e Molecular
PROFESSORA: Dra. Jaqueline Figuerêdo Rosa
Célula é a unidade estrutural e funcional dos seres vivos.
Membrana Plasmática
Citoplasma
Material Genético
Quais as partes fundamentais de
uma célula?
O citoesqueleto apresenta muitas funções
Guia e direciona o transito intracelular de
organelas;
Dá suporte à membrana plasmática;
Promove a locomoção das células;
Separa os cromossomos durante a divisão celular e
divide a célula;
Promove a contração muscular
Etc…….
O citoesqueleto é composto por três tipos de filamentos e as proteínas acessórias:
25 nm
8 nm
10 nm
Tubulina
Actina
Variados
Também conhecidos como Microfilamentos
Microtúbulos
F. intermediários
F. actina
Alberts et al., 2017
De Robertis; Hib, 2006
O citoesqueleto é composto por três tipos de filamentos e as proteínas acessórias:
Neurônios
Alberts et al., 2017
Microtúbulos → posição das organelas - transporteintracelular, fuso mitótico, locomoção (cílios e flagelos);
O citoesqueleto é composto por três tipos de filamentos e as proteínas acessórias:
Alberts et al., 2017
Microtúbulos → posição das organelas - transporteintracelular, fuso mitótico, locomoção (cílios e flagelos); Filamentos de actina → forma da superfície celular;transporte intracelular, locomoção da célula;
O citoesqueleto é composto por três tipos de filamentos e as proteínas acessórias:
Neurônios
Epiteliais
Lâmina nuclearAlberts et al., 2017
Microtúbulos → posição das organelas - transporteintracelular, fuso mitótico, locomoção (cílios e flagelos); Filamentos de actina → forma da superfície celular;transporte intracelular, locomoção da célula;
Filamentos intermediários → força mecânica eresistência ao estresse;
Microtúbulos → posição das organelas - transporteintracelular, fuso mitótico, locomoção (cílios e flagelos); Filamentos de actina → forma da superfície celular;transporte intracelular, locomoção da célula;
Filamentos intermediários → força mecânica eresistência ao estresse;
Proteínas acessórias:
Reguladoras → nascimento, alongamento,encurtamento e desaparecimento dos filamentos;
Ligadoras→ conectam filamentos;
Motoras → transporte e movimento defilamentos uns sobre os outros;
O citoesqueleto é composto por três tipos de filamentos e as proteínas acessórias:
Os filamentos são compostos por subunidades protéicas menores
(pequenas) e apresentam estrutura dinâmica.
Filamentos intermediários →fibrosas e longas;
Microtúbulos → globular(tubulina);
Filamentos de actina →
globular (actina);Alberts et al., 2004
Monômeros unidos por interações fracas não-covalentes
Os microtúbulos são formados por subunidades de tubulina
α-tubulina e β-tubulina fortemente conectadas não-covalentemente
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
Sítios de Ligação com um nucleotídeo - GTP
Os microtúbulos são cilíndricos, ocos e constituídos de 13 protofilamentos de tubulina paralelos
Alberts et al., 2017
Longitudinalmente, num mesmo protofilamento, uma β-tubulina de um
heterodímero se liga com a α-tubulina de outro.
Lateralmente, entre protofilamentos, a ligação
ocorre, principalmente, entre tubulinas do
mesmo tipo (β-β e α-α).
Alberts et al., 2017
Os microtúbulos são cilíndricos, ocos e constituídos de 13 protofilamentos de tubulina paralelos
É um filamento polarizado!
Cresce e dissocia mais rapidamente!
Os microtúbulos são estruturas dinâmicas!
Alberts et al., 2017
Influenciada pela ligação e hidrólise do GTP na subunidade
de β-tubulina
Alberts et al., 2017
Os microtúbulos são estruturas dinâmicas!
Se a adição de tubulina GTP for mais rápida que a hidrólise
do GTP, forma-se uma capa de GTP e o microtúbulo cresce!
Alberts et al., 2017
Os microtúbulos são estruturas dinâmicas!
Se a hidrólise do GTP for mais rápida que a
adição de tubulina GTP, as tubulinas irão
dissociar e o microtúbulo encurta !
Alberts et al., 2017
Os microtúbulos são estruturas dinâmicas!
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
Instabilidade Dinâmica: rápida interconversão entre os estados de crescimento e encurtamento.
Alberts et al., 2017
Instabilidade Dinâmica: rápida interconversão entre os estados de crescimento e encurtamento.
Alberts et al., 2017
Se o microtúbulo cresce ou encurta vai depender da concentração citoplasmática de tubulina na forma GTP
e da ação de proteínas reguladoras.
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
Os microtúbulos irradiam a partir do centrossomo (centro organizador de microtúbulos - MTOC).
De Robertis; Hib, 2006
Alberts et al., 2004
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
A extremidade menos encontra-se nucleada no complexo protéico de γ-tubulina presente no centrossomo.
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
A extremidade menos encontra-se nucleada no complexo protéico de γ-tubulina presente no centrossomo.
Duas γ-tubulina se ligam a proteínas acessórias para
formar o complexo γ-TuSC;
Alberts et al., 2017
A extremidade menos encontra-se nucleada no complexo protéico de γ-tubulina presente no centrossomo.
Sete cópias do complexo γ-TuSC associam-se em espiram com sobreposição da primeira
com a última γ-tubulina ;
Alberts et al., 2017
A extremidade menos encontra-se nucleada no complexo protéico de γ-tubulina presente no centrossomo.
Os heterodímeros de α e β-
tubulina se ligam a γ-tubulina
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
Um arranjo de microtúbulos pode localizar o centro de uma célula!
Experimento com célula pigmentar de peixe:
Os filamentos de actina são formados por dois protofilamentos de actina G enrolados entre si
A actina apresenta um nucleotídeo ligado → ATP ou ADP
Alberts et al., 2017
Os filamentos de actina são formados por dois protofilamentos de actina G enrolados entre si
É um filamento polarizado!Polarização da Actina
Os microfilamentos também são estruturas dinâmicas!
Influenciada pela ligação e hidrólise do ATP na actina
Alberts et al., 2017
Cooper; Housman., 2007
Cooper; Housman., 2007
Se a velocidade de adição de actina ATP for mais
rápida que a hidrólise, a extremidade cresce
Se a velocidade de adição de actina ATP for mais lenta
que a hidrólise, a extremidade diminui
Como a velocidade de adição de actina ATP nas extremidades é diferente, em algumas concentrações de actina, a extremidade mais
pode crescer enquanto a extremidade menos diminui:
ROLAMENTO.
Proteínas de ligação à actina influenciam a dinâmica dos microfilamentos, controlando a
disponibilidade dos monômeros
A timosina torna a actina inativa
Alberts et al., 2017
Proteínas de ligação à actina influenciam a dinâmica dos microfilamentos, controlando a
disponibilidade dos monômeros
A profilina induz a adição de actina na à extremidade mais
Alberts et al., 2017
A nucleação espontânea dos filamentos de actina dependem da formação de trímeros
De Robertis&Hib, 2006
São mais estáveis
Alberts et al., 2017
A nucleação é uma fase limitante do crescimento do microfilamento.
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
Com filamentos pré-formados, o crescimento é rápido.
Proteínas de nucleação serão utilizadas para controlar o nascimento de novos filamentos.
Alberts et al., 2017
O Complexo Arp 2/3 ainda promove ramificação dos filamentos de actina.
Alberts et al., 2017
Proteínas de nucleação serão utilizadas para controlar o nascimento de novos filamentos.
A formina promove a nucleação pela captura de dois monômeros, e continua ligada a extremidade mais!
Alberts et al., 2017
Os filamentos de actina são frequentemente nucleados na membrana plasmática
Corticais
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2004
Alberts et al., 2017
Cooper; Housman., 2007Reece et al., 2015
Os filamentos de actina podem atravessar a célula.
Transcelulares
De Robertis; Hib, 2006
De Robertis; Hib, 2006 Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
O tipo de proteína ligadora determina a forma de organização dos filamentos de actina.
Alberts et al., 2017
O tipo de proteína ligadora determina a forma de organização dos filamentos de actina.
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
Alberts et al., 2017
Reece et al., 2015
De Robertis; Hib, 2006
Sadava et al., 2009
Alberts et al., 2017
Dinâmica do citoesqueleto durante divisão celular
Alberts et al., 2017
Dinâmica do citoesqueleto (filamentos de actina) durante interfase
Neutrófilo perseguindo bactéria
Alberts et al., 2017
Dinâmica do citoesqueleto (filamentos de actina) durante interfase
Neutrófilo perseguindo bactéria
Alberts et al., 2017
Estrutura dos filamentos intermediários Uma sequência de 7 aminoácidos
repetida ca. de 40 vezes.
Subunidade solúvel
Alberts et al., 2017
Paralelos
Antiparalelos e recuados
Alberts et al., 2004
Estrutura dos filamentos intermediários
➢ Ao contrário dos microtúbulos e microfilamentos, filamentosintermediários não estão presentes em todas células eucarióticas;
➢ Restrito a alguns metazoários (vertebrados, nematódeos e moluscos), emcélulas sujeitas a estresse mecânico;
➢ Não são encontrados em organismos com exoesqueleto (comoartrópodes).
Estrutura semelhantes a cabos:✓ São facilmente curvados;✓ São extremamente difíceis de serem
rompidos;✓ Podem ser esticados.
Função: resistência a estresse mecânico
Alberts et al., 2017
Duas diferenças importantes entre filamentos intermediários e os outros filamentos:
Alberts et al., 2017
As subunidades não possuem
sítios de ligação com nucleotídeos (ATP e GTP)!
São mais estáveis que filamentos de actina e
microtúbulos
No tetrâmero (subunidade
solúvel), as duas extremidade são idênticas!
O filamento intermediário não é polarizado!
Alberts et al., 2017
Os filamentos intermediários citoplasmáticos formam uma rede contínua entre a membrana plasmática e o
envoltório nuclear.
Alberts et al., 2017
Os filamentos intermediários nucleares revestem o envoltório nuclear internamente.
De Robertis; Hib, 2006
Alberts et al., 2017
ATIVIDADE PONTUADA EM GRUPO
Seminários:Grupo: Cílios, flagelos, centríolos e os
movimentos ciliar e flagelar;Grupo: Transporte de organelas via
microtúbulos;Grupo: Transporte de organelas via filamentos
de actina;Grupo: Migração celular mediado pelos
filamentos de actina;Grupo: Contração Muscular.
Máximo de 20 minutos por equipe.