O documento discute os componentes e organização do citoesqueleto, incluindo filamentos de actina, microtúbulos e filamentos intermediários. Também aborda os movimentos celulares e intracelulares mediados pelo citoesqueleto, como migração celular e contração muscular.
2. • Evidenciar a dinâmica dos três tipos de filamentos
proteicos que compões o citoesqueleto
• Compreender a estrutura e organização do
citoesqueleto
• Entender a dinâmica dos movimentos celulares e
dos movimentos intracelulares
Nesta aula iremos …
3. Toda célula para funcionar adequadamente deve se organizar no espaço e interagir com
outras células e com o ambiente ao seu redor
Forma
Locomoção
Interação célula-célula e célula-
matriz extracelular
Resistência Mecânica
Organização e movimento interno
CITOESQUELETO
4. COMPONENTES
Sistema de proteínas filamentosas que garante organização espacial e propriedades
mecânicas da célula.
CITOESQUELETO
MT = microtúbulos
IF = filamentos intermediários
AF = filamentos de actina
5. COMPONENTES
A capacidade que as células eucarióticas possuem de adotar uma variedade de formas e de executar movimentos
coordenados e direcionados depende de uma rede complexa de filamentos de proteínas que se estendem por todo
citoplasma
Filamentos intermediários Microtúbulos Microfilamentos
7 nm
QUERATINA, LAMINA,
VIMENTINA
TUBULINA FILAMENTO DE ACTINA
CITOESQUELETO
10 nm 25 nm
6. Estrutura altamente dinâmica que deve ser capaz de
rápido remodelamento.
Filamentos do citoesqueleto adaptam-se para formar
estruturas estáveis ou dinâmicas.
CITOESQUELETO
A)
B)
7. FILAMENTOS DE ACTINA OU MICROFILAMENTOS
O córtex celular, camada situada logo abaixo da membrana plasmática, é formada por filamentos de actina e
por uma variedade de proteínas que se ligam à actina. Esta camada rica em actina controla a forma e os
movimentos de superfície da maioria das células animais.
DISTRIBUIÇÃO
• Encontrados em todas as células eucarióticas (região cortical) - abaixo da
membrana plasmática;
• Filamentos finos e flexíveis.
CITOESQUELETO
9. FILAMENTOS DE ACTINA OU MICROFILAMENTOS
FUNÇÕES
• Ajudam a gerar movimento: Migração, fagocitose, divisão celular,
ancoragem
• Contração muscular
• Determinam a forma da célula
• Suporte mecânico para extensão – microvilosidades
• Resistência a membrana plasmática
CITOESQUELETO
10. FILAMENTOS DE ACTINA OU MICROFILAMENTOS
A hidrólise de ATP nos filamentos de actina induz ocomportamento de
rolamento ou movimento estacionário.
CITOESQUELETO
11. FILAMENTOS DE ACTINA OU MICROFILAMENTOS
Proteínas Acessórias coordenam a
nucleação, polimerização e
organização dos filamentos de actina
CITOESQUELETO
12. Integrinas = proteínas transmembrana de adesão
FILAMENTOS DE ACTINA OU MICROFILAMENTOS
Um neutrófilo à caça de uma bactéria. Nesta preparação de sangue humano, um
agregado de bactérias (seta branca) está prestes a ser capturado por um neutrófilo.
Conforme as bactérias se movimentam, o neutrófilo rapidamente reorganiza sua
densa rede de actina na região anterior para se movimentar rumo à bactéria
CITOESQUELETO
13. Papel essencial na organização das células eucarióticas
• Tubos protéicos longos e ocos
• Sofrem dissociação e reassociação
• Criam vias de transporte para vesículas e organelas
• Ancoram organelas e membrana plasmática
• Formam o fuso mitótico, cílio e flagelo
MICROTUBULOS
CITOESQUELETO
14. • Irradiam do centro para a periferia celular a
partir do centrossomo
• Cílios e flagelos
• Filamentos longos e ocos (rígidos)
DISTRIBUIÇÃO
CITOESQUELETO
FUNÇÃO
• Ajudam na divisão celular
• Formação do fuso mitótico
• Determinam a organização interna da célula
• Tranporte intracelular: proteínas motoras
21. FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS
FUNÇÃO
CITOESQUELETO
• Resistência mecânica à tensão;
• “Intermediários” em referência ao diâmetro;
• Rede citoplasmática que envolve o núcleo e estende à
periferia da célula, ancorando junções célula-célula;
• Presentes na lâmina nuclear.
24. MOVIMENTOS CELULARES E INTRACELULARES
CITOESQUELETO
Movimentos celulares:
O QUE VOCÊ PRECISA
SABER?
25. MOVIMENTOS CELULARES E INTRACELULARES
CITOESQUELETO
Movimentos celulares podem ser divididos em dois grupos:
•Movimentos que causam modificação na
forma das células: contração das células
musculares, mioepitelinas, endoteliais,
mióides, movimento amebóide e a divisão
celular.
•Movimentos que não levam a modificação
na forma das células: processos de
transporte intracelular de material não
acompanhado por deformação celular,
como, por exemplo, nas correntes
citoplasmáticas e no transporte de material
ao longo dos prolongamentos das células
nervosas.
30. MIGRAÇÃO CELULAR: microtúbulos e proteínas motoras
CITOESQUELETO
Em pares isolados de
microtúbulos: dineína provoca
deslizamento entre microtúbulos
Em flagelos intactos: dineína
provoca flexão dos
microtúbulos
• Flagelos: Movimentos ondulatórios
• Cílios: Movimentos em chicote
31. Proteínas motoras e Filamentos de Actina
CITOESQUELETO
• Os filamentos de actina podem formar estruturas contráteis que se
interligam promovem o movimento através da ação da proteína motora
miosina.
32. SARCÔMEROS E A CONTRAÇÃO MUSCULAR
CITOESQUELETO
• Os filamentos de actina podem formar
estruturas contráteis que se interligam
promovem o movimento através da
ação da proteína motora miosina.
34. CONTRAÇÃO MUSCULAR: O encurtamento do conjunto de sarcômeros das miofibrilas
representa a contração muscular.
CITOESQUELETO
35. RECAPITULANDO...
Os movimentos da célula como um todo, a morfologia e a determinação geral da
forma, assim como a estruturação das células, necessitam da atividade
coordenada dos três sistemas básicos de filamentos em conjunto a uma série de
proteínas acessórias do citoesqueleto, classe na qual se incluem as proteínas
motoras.
A migração celular – um comportamento celular comum e de grande
importância para o desenvolvimento embrionário e também na cicatrização
das lesões, na manutenção tecidual e no funcionamento do sistema imune em
animais adultos – é outro exemplo clássico da complexa coordenação da
ação do citoesqueleto.
Para que uma célula migre, é necessário que ela estabeleça e mantenha uma polarização
estrutural geral, a qual é influenciada por sinais externos. Além disso, a célula deve
coordenar as protrusões na região da borda anterior (pela polimerização de novos
filamentos de actina), a adesão da nova protuberância celular ao substrato e as forças
geradas por motores moleculares para impulsionar o corpo celular para frente.
Notas do Editor
Vamos dar continuidade ao conteúdo que ficou pendente em N1. Hoje vamos falar hoje sobre o esqueleto
quando a gente fala de Citoesqueleto nós estamos falando de proteínas filamentosas que compõem essa estrutura e que são fundamentais para promover exatamente o que? forma , movimentação, interação da célula com outras células e com o meio extracelular , organização interna da célula além de resistência mecânica
todos esses elementos se dão graças ao citoesqueleto . quando a gente olha uma imagem dessa nós temos que ter bem estabelecido na nossa ideia que existe o citoesqueleto por trás de toda essa organização e dinâmica celular
normalmente dentre tantos processos celulares o citoesqueleto não aparece representado nas imagens, com exceção dos capítulos de citoesqueleto ou algo muito específico que envolve o citoesqueleto, alguém saberia me dizer por que?
caso estivesse representado ele iria causar um fator de confusão, nós iriamos olhar essa imagem e ver um arranhado de filamentos de actina, de microtubo e filamentos intermediários , certo?
Isto geraria então esse fator de confusão, então normalmente eles não são expressos visualmente nas imagens celulares, mas é um conceito que a gente precisa ter bem estabelecido para poder entender exatamente. que é o citoesqueleto que consegue coordenar a célula e todas as suas atividades, sua organização a sua forma, sua locomoção e sua dinâmica interna.
As diferentes atividades do citoesqueleto dependem de três diferentes tipos de filamentos protéicos:
A capacidade que as células eucarióticas possuem de adotar uma variedade de formas e de executar movimentos coordenados e direcionados depende de uma rede complexa de filamentos de proteínas que se estendem por todo citoplasma formando então este citoesqueleto
Quando nos referimos ao termo citoesqueleto, estamos referindo aos 3 componentes como eu já salientei para vocês.
Que são filamentos proteicos os filamentos de actina ou microfilamento, essa nomenclatura varia entre as literaturas, filamentos intermediários e os microtúbulos. nós temos aqui ilustrado em cores diferentes para determinar exatamente formas diferentes e suasdiferentes localizações na célula. Quando precisar me referir a um determinado tipo de filamento, eu chamo pelo nome, por exemplo se a gente tiver se referindo a microtúbulos, apenas relacionando microtúbulo. se eu tiver falando de citoesqueleto eu tenho que contemplar todos esses filamentos.
Vamos então detalhar cada um deles, mas antes a gente precisa estabelecer um conceito muito importante.
todas essas proteínas filamentosas que formam o citoesqueleto ,como eu falei para vocês elas são formadas por subunidades que facilmente conseguem ser polimerizadas, ou seja, elas conseguem se organizar e se agregar, seja formando estruturas estáveis ou estruturas dinâmicas .
então é muito comum essas estruturas formadas pelo citoesqueleto serem formadas e desconstruídas muito rapidamente, ou serem formadas e permanecerem até a morte celular, isto vai depender do tipo de estrutura que a gente esteja falando
então só para ilustrar aqui a imagem é bem clara.
nós temos a célula polimerizando o citoesqueleto nessa direção e de repente ela responde a um processo de sinalização celular e precisa migrar para o outro lado, mobilizando então o citoesqueleto para o outro lado a gente tem uma despolimerização desses filamentos e repolarização no sentidocontrário de forma rápida e dinâmica
é essa polimerização, despolimerização e repolimerização do citoesqueleto demanda um alto gasto de energia ou seja nós as células precisam de muito ATP para promover essa organização e estruturação e dinamização do citoesqueleto
vamos começar falando dos filamentos de actina (também chamados de microfilamentos). São polímeros helicoidais de duas cadeias, flexíveis, com diâmetro de 5 a 9nm, organizados na forma de feixes lineares, redes bidimensionais ou tridimensionai
os filamentos de actina se encontram exatamente no córtex celular que essa região abaixo da membrana plasmática inclusive esse filamento de actina eles ficam ancorados na membrana plasmática eles são filamentos finos e bastante flexíveis por isso esses filamentos vão conferir forma a maioria das células
Na imagem vemos alguns exemplos onde temos envolvimento dos filamentos de actina, aqui na imagem A, formando as micro vilosidades na imagem b, a formação dos feixes contráteis, em C, emissão de pseudópodes e em D, a formação do anel contrátil.
essaa formação do anel contrátil é extremamente importante porque é esta estrutura que vai estrangular a célula em durante o processo de mitose, e fazer com que a célula mãe dê origem a 2 células filhas
Os filamentos de actina (também chamados de microfilamentos). São polímeros helicoidais de duas cadeias. São estruturas flexíveis, com diâmetro de 5 a 9nm, organizados na forma de feixes lineares, redes bidimensionais e géis tridimensionai
Os filamentos de actina possuem algumas funções:
a primeira delas é gerar o movimento, seja envolvida na contração muscular, na divisão celular , na locomoção ou migração celular , veremos essa parte mais à frente, além disso, eles dão forma à célula, suporte para suporte mecânico para extensões ou prolongamentos como é o caso das microvilosidades muito presente em nossas células epiteliais intestinais e confere também resistência mecânica à membrana plasmática permitindo que ela tenha ao mesmo tempo mobilidade e estabilidade.
É exatamente a hidrólise de ATP que permite essa agregação dessas sobunidades de actina formando nosso microfilamentos
o que acontece normalmente com o filamento de actina e que ele tem um comportamento de rolamento emnovimento estacionário.
a gente pode até a chegada e saída e subunidade tanto pela extremidade positiva quanto pela extremidade negativa
Os microfilamentos Formam estruturas diversas nas nossas células a gente precisa entender que eles podem se formar eles podem se nuclear a partir de algumas organizações específicas e aí a gente já salienta a proteína acessória que é o complexo arp 2 e arp 3.
uma vez que essa formação desse complexo existe a gente começa a ter a polimerização da actina.
nós temos inúmeras outras proteínas acessórias que vão dar a estrutura e a dinâmica necessária para que todos os filamentos de actina se organizem e se remodela na celula de acordo com a sua determinada função
Passando agora para os microtúbulos
Eles já tem Uma característica um pouco diferente , enquanto são finos e flexíveis os microfilamentos ou filamentos de actina, os microtubulos são filamentos longos , ocos e extremamente rígidos,
Quanto a sua distribuição nós vamos ter os microtubulos surgindo do centro e irradiando para a periferia da célula, a partir do que ?
do centrossomo, que é uma estrutura composta por um par de centríolos que são um aglomerado proteico posicionado na periferia do núcleo.
Então, os microtúbulos partem do centro da célula normalmente em direção a periferia
aqui ( figura do meio) a gente tem uma estrutura muito importante que é a formação do fuso mitótico, fundamental para o processo de divisão celular
o microtúbulo ele eu falei para vocês que ele é oco ele também vai ser formado por uma proteína globular que é a tubulina
só que essa tubulina ela se organiza em um heterodímero que é beta e alfa tubulina
esses heterodímero começam a se organizar em protofilamentos e 13 protofilamentos exatamente formam essa estrutura de tubo oco que dá origem a ao microtúbulo
e ao contrário da quitina nós vamos ter um sítio para GTP não ATP mas também de demanda o gasto de energia
esse microtubulo ele vai se nuclear no centrossono pela extremidade negativa
já que também é um processo é um filamento polarizado vai ficar inserida no centrossomo e a extremidade positiva ela vai crescer no sentido da periferia da célula
e como acontece a polarização e despolimerização dos microtúbulos?
isso a gente chama de instabilidade dinâmica e vai depender exatamente da ligação da tubulina a gtp ou gdp
se a tubulina esta ligada a GTP, significa que ela vai poder ter mais tubulinas e mais heterodímeros vão poder ser recrutados e esse filamento cresce.
se esse filamento está ligado a gdp nós vamos ter um encurtamento nós vamos ter a defasagem dessa estrutura e a desmontagem desta estrutura e o filamento encurta
alternando então esses estágios de ligação ou não a gtp ou gdp que é chamado de instabilidade dinâmica os micro tubos tem a capacidade de crescer ou diminuir.
esse microtúbulos para se organizar eles possuemm inúmeras proteínas acessórias que também estão envolvidos na polimerização, na organização e na nucleação. importante salientar que tanto os filamentos de actina quanto os microtúbulos demandam a participação de inúmeras proteínas acessórias diferentes.
Como as células se movem e como as coisas se movem dentro delas??
Os filamentos de actina (também chamados de microfilamentos). São polímeros helicoidais de duas cadeias. São estruturas flexíveis, com diâmetro de 5 a 9nm, organizados na forma de feixes lineares, redes bidimensionais e géis tridimensionai
Microtúbulos e proteínas motoras movem as organelas e vesículas no interior das células
Microtúbulos e proteínas motoras movem as organelas e vesículas no interior das células
Microtúbulos e proteínas motoras movem as organelas e vesículas no interior das células
Microtúbulos e proteínas motoras movem as organelas e vesículas no interior das células
Microtúbulos e proteínas motoras movem as organelas e vesículas no interior das células
Microtúbulos e proteínas motoras movem as organelas e vesículas no interior das células
Microtúbulos e proteínas motoras movem as organelas e vesículas no interior das células