Baixe Citoesqueleto e Motilidade Celular: Composição, Função e Interações e outras Notas de aula em PDF para Crescimento, somente na Docsity!
CITOESQUELETO E MOTILIDADE CELULAR
Citoesqueleto consiste de uma rede de proteínas filamentosas que se extendem através do
citoplasma de todas as células eucarióticas.
Função do citoesqueleto
- Determina a forma da célula
- Organização geral do citoplasma
- Movimentação de células inteiras
- Transporte interno de organelas e outras estruturas (cromossomo durante divisão celular)
Nota. Embora o nome de citoesqueleto sugere uma estrutura rígida, ele representa uma
estrutura dinâmica que é continuamente reorganizado conforme a célula se move ou muda de
forma, por exemplo, durante divisão celular, fagocitose, endocitose, exocitose, etc.
COMPOSIÇÃO DO CITOESQUELETO
O citoesqueleto é composto por três tipos principais de proteínas e várias proteínas
acessórias:
- actina (forma filamentos de actina)
- filamentos intermediários
- tubulinas (forma microtúbulos)
- proteínas acessórias
As proteínas do citoesqueleto estão envolvidas, por exemplo:
- Manutenção da forma bicôncava de eritrócitos (hemáceas)
- Atividade fagocítica de macrófagos e neutrófilos
- Junção entre células enterociticas (intestinos)
- Formação de microvilosidades intestinais
- Adesão inter-celular (relação entre matrix extracelular, proteínas de membrana e elementos
do citoesqueleto, filamentos de actina e outras proteínas acessórias)
Elongação do filamento de actina - cresce pela adição de monômeros em ambas extremidades mais (+) e menos (-). A adição de monômero na extremidade mais (+) é 5 a 10 vezes mais rápido do que na menos (-). Como ocorre essa polimerização? Embora ATP não seja necessário para o processo de polimerização, a ligação de ATP-actina e depois sua hidrólise para ADP-actina tem papel importante na regulação dinâmica da polimerização e despolimerização dos filamentos de actina. A polimerização de filamento de actina pode ocorrer expontâneamente em condições de força iônica fisiológica. In vitro a baixa força iônica promove despolimerização dos filamentos. Polimerização de actina é um processo reversível , na qual os monômeros associam e dissociam em ambos lados do filamento de actina. Aparente equilibrio é estabelecido quando a concentração crítica de monômeros é alcançada. Actina-ATP associa-se na extremidade mais (+) Actina-ADP dissocia-se na extremidade menos (-) Isto estabelece uma dinâmica para os filamentos de actina e assim eles podem ser regulados em seu tamanho.
A diferença na razão de crescimento é refletida pela concentração crítica de actina, pela adição de actina-G para os dois lados do filamento. Actina-ATP associa-se mais rápidamente extremidade mais (+), e ATP ligado a actina é hidrolisado para ADP. Actina-ADP da extremidade menos (-) se dissocia na mesma razão que actina-ATP se associa ao lado mais (+), balanceando assim o tamanho do filamento de actina. Moléculas de miosina sobre filamentos de actina
Associação de filamentos de actina com a membrana plasmática
Associação do citoesqueleto cortical de eritrócitos com a membrana plasmática. A membrana plasmática é associada com uma rede de tetrâmeros de espectrina ligados a curtos filamentos de actina em associação com proteina banda 4.1. A rede actina-espectrina é ligada para a membrana pela anquirina, a qual liga-se ambas espectrina e uma proteína abundante chamada banda 3. Adicional ligação é providenciada pela ligação da proteína banda 4.1 para glicoforina. Eritrócitos ou hemáceas são particularmente importante para o estudo de rede de filamento de actinas por não possuirem organelas internas e outros componentes do citoesqueleto como microtubulos e filamentos
intermediários.
JUNÇÕES ADERENTES
Fibras de actina ligadas a membrana plasmática nos pontos de adesão focal exemplo fibroblastos aderidos a placas de cultura (cultura de tecidos) via integrina (proteína transmembrana) As adesões focais são mediadas por ligação com integrinas para proteínas da matrix extracelular. Filamentos de actinas (ligação cruzada com alfa- actinina, proteína acessória) estão interagindo com as integrinas
PAPEL DE FILAMENTOS DE ACTINA NA FORMAÇÃO DE PROJEÇÕES DA SUPERFÍCIE DAS CÉLULAS. Organização da microvilosidades. Filamentos de actina das microvilosidades são interligados por fimbrina e vilina (proteínas acessórias) em posições paralelas formando as projeções da superficie celular das células do epitélio intestinal envolvidos em processos de absorção de nutrientes. Isto aumenta a superficie de contato destas células com seu ambiente.
MICROTUBULOS
- São o terceiro componente principal do citoesqueleto, se apresentam como bastões
cilíndricos de natureza rígida.
- Como filamentos de actina, os microtubulos também polimerizam e despolimerizam
contínuamente atuando como estruturas dinâmicas.
- Função
- Determina forma da célula
- Atua numa variedade de movimentos celulares (ex.locomoção)
- Transporte intracelular de organelas
- Separação dos cromossomos durante a divisão celular
- Composição
- Proteína globular – tubulina – dímero de 55 kDa (subunidades alfa e beta-tubulina)
Filamentos intermediários
Em contraste com filamentos de actina e microtubulos, os filamentos intermediários não estão envolvidos diretamente na motilidade celular, eles proporcionam resistência mecânica a células e tecidos. Estão organizados em aproximadamente 8 protofilamentos a partir de tetrâmeros. Os filamentos intermediários tem suas extremidades equivalentes e portanto não apresentam extremidades mais (+) ou menos (-) como em microtubulos e filamentos de actina. polipeptídeo dímero protofilamento filamento tetrâmero
Organização intracelular dos filamentos intermediários
Filamentos intermediários forma uma elaborada rede no citoplasma de muitas células, estendendo- se da circunvizinhaça do núcleo para a periferia da membrana plasmática Associam-se com os outros elementos do citoesqueleto promovendo a organização da estrutura interna da célula amarelo-plectina Azul-filamentos intermediários Vermelho-microtúbulos Verde- fibras de conexão Microscopia eletrônica de fibroblasto corado com anticorpo anti-plectina. Plectina liga-se a filamentos de actina, microtubulos e filamentos intermediários promovendo uma ligação entre esses componentes do citoesqueleto. Estas interações estabilizam os componentes e aumentam a estabilidade mecânica da célula. Distribuição de queratina (anticorpo anti-queratina com fluoróforo vermelho) e lamina (azul)
Motilidade celular e motores
moleculares
Miosina-I contém um grupo cabeça similar a miosina II, mas ela tem uma cauda relativamente curta e não forma dímeros ou filamentos. Embora não possa induzir contração, miosina I move-se ao longo de filamentos de actina ( direção a extremidade +) e também está envolvida no transporte de organelas e outras cargas.
Proteínas motoras
Kinesin uma proteína motora que se move ao longo de microtubulos em direção a extremidade mais (+) Dynein também uma proteína motora move-se ao longo de microtubulos em direção a extremidade menos (-)
Proteínas motoras
Transporte de vesículas ao longo dos microtubulos por cinesinas e dineínas. Note que cada uma transporta em uma direção no microtubulo.
