CitoesqueletoCitoesqueleto

Professor: Rodrigo Neto-Ferreira

Em células eucarióticas o citosol é cruzado por todos os lados por filamentos longos e delgados de proteínas;

Sistema de filamentos = Citoesqueleto.

Conjunto de fibras proteicas existentes no citoplasma, responsáveis pela motilidade celular e forma da célula.

Citoesqueleto

Filamentos de actina (finos): presente em todas as células eucarióticas, porém mais numerosos em células musculares (forças contrácteis).

Microtúbulos (espessos): organizados em feixes durante a divisão celular, onde ajudam a puxar os cromossomos duplicados em direção oposta.

Filamentos intermediários (intermédios): reforçam a célula sob o ponto de vista mecânico, controla sua morfologia e guia seus movimentos.

Sistema de Filamentos

Microtúbulos Microtúbulos

São cilindros ocos de 25 nm de diâmetro e cujo o comprimento pode alcançar mais de 20µm.

Em uma célula animal os microtúbulos crescem a partir do centrossomo.

Estendendo-se para a periferia, eles criam um sistema de Trilhos no interior da célula sobre as quais as vesículas, organelas e outros componentes celulares podem locomover-se.

Microtúbulos

São importantes pela determinação da posição dentro da célula, das organelas e pelo direcionamento do transporte intracelular.

Os microtúbulos podem formar também estruturas permanentes (cílios e flagelos).

Transporte intracelular: possuem determinadas ptns que transportam diversas estruturas.

Morfogênese: orientação e distribuição dos microtúbulos está relacionada com a aquisição de forma durante a diferenciação celular.

Construção do fuso mitótico: as fibras do fuso são constituídas por microtúbulos (livres e cinetocoriais), a separação das cromátides está relacionada com despolimerização dos microtúbulos.

Motilidade: cílios e flagelos.

Funções dos microtúbulos

São formados por dímeros de Tubulina α e β os quais se polimerizam na presença do GTP nos Protofilamentos.

13 protofilamentos formam um cilindro ou um microtúbulo.

Os microtúbulos possuem uma distinta polaridade:

extremidade + plus (polimerização)extremidade – minus

(despolimerização)

Formação dos microtúbulos

Os microtúbulos sofrem fases alternadas de crescimento Lento e despolimerização Rápida um processo conhecido como INSTABILIDADE DINÂMICA.

A polaridade é essencial para a dinâmica do crescimento dos microtúbulos.

As subunidades α e β ficam organizados em fileiras longitudinais.

13 protofilamentos = microtúbulo. Cada protofilamento tem uma polaridade

estrutural definida: β tubulina = exposta extremidade (+) α tubulina = exposta extremidade (-)

PROTOFILAMENTOS

Fase de polimerização (subunidades de tubulina GTP são adicionadas a extremidade plus – e uma capuz de GTP é formado para facilitar o crescimento).

Liberação do fosfato hidrolisado;

Fase de despolimerização (subunidades de tubulina GDP, são liberadas na extremidade minus).

INSTABILIDADE DINÂMICA

Catástofre – é a frequência de transição da polimerização até a despolimerização;

Resgate – frequência de transição da despolimerização até a polimerização;

Frequência de transição

Confere aos microtúbulos certos graus de estabilidade; São conhecidas como MAPs;

Classificadas em dois grupos: MAPs clássicas ( MAP1A / MAP1B / e Tau) MAPS não clássicas (Lis 1)

Proteínas associadas aos microtúbulos

Aparelho mitótico:

Centro mitótico – microtúbulos radiais centro de organização dos microtúbulos centríolos.

Fuso mitótico – microtúbulos do cinetocóro microtúbulos polares

Centrossomo: centro organizador dos microtúbulos

Cílios: presente na superfície de muitos tipos de células eucarióticas.

Cílio isolado contém uma região central formada por microtúbulos estáveis dispostos em feixe, que crescem, no citoplasma, a partir de um corpo basal (centro organizador do cílio).

Sua função primária é movimentar fluido sobre a superfície da célula.

Cada cílio move-se com um movimento de chicote.

Microtúbulos nos cílios e flagelos

Semelhantes aos cílios em sua estrutura interna; São mais longos que os cílios; Designados para movimentar a célula inteira; Os microtúbulos dos cílios e flagelos são diferentes dos

microtúbulos citoplasmáticos;

Flagelos

Estrutura fundamental dos cílios e flagelos é dada por uma disposição ordenada de microtúbulos denominada Axonema;

Motilidade

Consiste de nove pares de microtúbulos periféricos ao redor de um par central de microtúbulos (09 + 02);

AXONEMA

Cada dupla periférica consiste de um microtúbulo completo (túbulo A) com 13 protofilamentos;

O túbulo B compartilha parede com o túbulo A, este túbulo B é incompleto (possui 10 a 11 protofilamentos);

Axonema

TECTINA

A partir do túbulo A se estendem os Filamentos Radiais que se inserem na bainha interna amorfa que circunda o par central de microtúbulos;

As duplas periféricas adjacentes estão conectadas pela ptn Nexina;

Tectinas – semelhantes aos filamentos intermediários e fornecem força mecância ao axonema.

Lateral aos túbulos A estão os braços de proteína: o braço interno e externo de Dineína;

Axonema

O axonema é cercado pela membrana ciliar externa que é uma dependência da membrana plasmática com o qual tem continuação;

No movimento ciliar o deslizamento de pares de microtúbulos deve-se à ação da dineína;

Os microtúbulos participam no tráfego de materiais vesiculares e não vesiculares,ou cargas.

Proteínas motoras moleculares promovem o transporte de cargas a longa distância.

Quinesina (extremidade +)Dineína citoplasmática (extremidade -)

Transporte de cargas

Transporte Axonemal

Transporte Axonal

Transporte intramanchete

Sistema de transporte

Essencial para a liberação de dímeros de tubulina e outras moléculas para extremidade (+) dos microtúbulos dos cílios e flagelos.

Transporte intraflagelar Transporte intraciliar

Transporte axonemal

Importante para o tráfego de vesículas contendo neurotransmissores para sinapses neuronais.

Transporte Axonal

Transporte intramanchete

Ao longo dos microtúbulos de uma estrutura microtubular transitória – a manchete – organizada durante o alongamento da cabeça das espermátides.

Discinesia ciliar primária – síndrome dos cílios imóveis – síndrome de Kartagener ;

Síndrome de Bardet- Biedl (BBS)

Lisencefalia

Doença de Alzheimer;

Patologias relacionadas

Anormalidades estruturais do axonema;

Dineína ausente ou defeituosa;

Impedindo assim o movimento dos cílios do trato respiratório;

Impede ou reduz a movimentação dos flagelos – sptz

(causando esterelidade);

Discinesia ciliar primária

Distúrbio dos corpúsculos basais e dos cílios – resultante de microtúbulos defeituosos;

Defeitos no transporte intraciliar ou intraflagelar;

Síndrome de Bardet- Biedl (BBS)

Também conhecida como “agiria”; Mutações no gene que codifica proteínas

associada a microtúbulos – LIS 1; Essas proteínas formam complexos com a

dineína - afetando o centrossomo na divisão nuclear.

Lisencefalia

Doença de Alzheimer