Biologia Geral Citoesqueleto PDF

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Resumo detalhado de citoesqueleto baseado nas aulas de Bio Geral...

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Biologia Geral CITOESQUELETO → Permite às células a adaptação necessária para atender as suas funções → Exclusivo de eucariotos → Procariotos possuem proteínas semelhantes > Ex:Tubulina em Eucarioto/ FtsZ em Procarioto > Actina em Eucarioto/ MreB em procarioto Funções: → Citoesqueleto fornece suporte para as células → Forma → Movimentação- flagelos, cílios, contração muscular → Transporte de vesículas → Polaridade celular → Divisão celular → Deslocamento celular

Microtúbulos - Rígidos ; - Partem sempre do centrossomo (centro organizador de Microtúbulos - ficam no centro da célula, podem enviar microtúbulos para qualquer parte) - Composto por subunidade protéicas denominadas de tubulina (tubo oco formado por 13 filamentos) - Formam cílios e flagelos (corpos basais = centrossomo) - Participa na formação do fuso acromático → Microfilamentos de Actina - Os mais finos (5-9 nm de diâmetro); - Flexíveis; - Distribuídos por todo citoplasma, mais concentrados na periferia da célula (junto à MP) - Mantém forma da célula e movimento; → Filamentos intermediários - Os filamentos são formados por subunidades que polimerizam - Proteínas fibrosas;

- Medem cerca de 10 nm de espessura; - Os mais estáveis; - Conferem resistência mecânica (tecido epitelial) - Podem suportar altos níveis de tensão e deformação; - Formados por várias proteínas diferentes, de acordo com o tipo celular - Formam a lâmina nuclear; Todos com uma propriedade Essencial → DINAMISMO (desorganização controlada) → O citoesqueleto é formado por diferentes proteínas: > Microfilamentos de actina: - Mantém forma da célula e movimento, flexibilidade - Mais concentrados junto à membrana plasmática, preenchimento de microvilosidades, contração muscular (junto com miosina), adesão celular; - 1 subunidade = PTN globular-actina → Forma 2 filamentos que se torcem em hélice; Actina pode polimerizar de diversas formas (feixes paralelos, cruzados) → FLEXIBILIDADE > Filamentos intermediários: - Força e resistência a estresses mecânicos como necessário em tecidos de revestimento (epitelial). - Aparece geralmente em células sujeitas a este estresse Ex: Lamina no núcleo, queratina no citoplasma - Subunidades filamentosas: queratina, neurofilamentos, lamina… → RESISTÊNCIA - Regulação por FOSFORILAÇÃO (não ocorre em microtúbulos ou microfilamentos) Microtubulos possuem polaridade → Centrossomo organiza → Próximo do núcleo → São adicionadas e retiradas subunidades em ambas as extremidades (+)- crescimento mais rápido (-)- se não estabilizado tem a tendência de perder subunidades → Um dos tecidos mais ricos em Microtúbulos é o nervoso (transporte de vesículas neurotransmissores) → Centros de nucleação -MTOC- Em células animais MTOC=centrossomo > Microtúbulos: - Mantém organelas e está envolvido em transporte de vesículas

- Tubo oco formado por 13 filamentos que por suas vez são formados de tubulina - Organizados geralmente no centrossomo - Formam cílios e flagelos, fuso acromático - Pouco flexíveis - Subunidades: alfa-tubulina e beta-tubulina: ligadas lateral e longitudinalmente formando 13 protofilamentos → RIGIDEZ - Abundante no SISTEMA NERVOSO → possui papel no transporte de vesículas (neurotransmissores) → Proteínas acessórias conectam estes elementos permitindo a integração → Proteínas motoras auxiliam na movimentação Gama-tubulina- Anéis organizam a formação dos microtúbulos → Gama tubulina e outra proteínas acessórias também estabilizam o polímero: Betatubulina+GTP (“Cap de GTP”) → filamento mais estável e retilíneo; Alfa-tubulina+ GDP → filamento mais curvado e pouco estável; → PTNs de Catástrofe: desestabiliza o microtúbulo → MAP: PTN que estabilIza o microtúbulo → MAPS- microtubule associated proteins > Vários tipos: tau (tecido nervoso) obs: Alzheimer é uma doença crônica neurodegenerativa, na qual ocorre a formação de placas senis - depósito extracelular de beta-amilóide, e de tranças neurofibrilares depósito intracelular de proteína tau . Tais alterações afetam as sinapses o que leva à progressiva perda de memória e redução das capacidades cognitivas. MAP2 mais longa: Também permitem associação de MT com outras proteínas ligadas à organelas. Drogas que afetam a dinâmica dos microtúbulos: → TAXOL OU PACLITAXEL: Extraído do pinheiro Taxus brevifolia, usado para o tratamento de diversos tipos de câncer > Estabiliza microtúbulos → COLCHICINA: é um agente antimitótico > Uma molécula se liga a uma tubulina livre impedindo que se polimerize impede a divisão celular > Utilizado em tratamentos anti-inflamatórios por inibir a liberação de citocinas pró inflamatórias contidas em vesículas

Como microtúbulos conseguem movimentar as vesículas dentro da célula? → Proteínas motoras: Kinesina e dineína → Kinesina: 2 “cabeças” (uma parte se liga ao microtúbulo e a outra no substrato a ser transportado) que ligam e quebram ATP. Longa haste que forma hélice e liga receptores em organelas (~40 tipos diferentes em seres humanos “andam” por cima dos microtúbulos) > usam os microtúbulos como trilhos para transporte intracelular, sempre do pólo (-) para o pólo(+). → Dineínas: Envolvidas no batimento de cílios (curtos e numerosos Movimento de batimento Traqueia, trompa de falópio) e flagelos (espermatozóides e protozoários Longos e únicos -Movimento ondulatório); Base-axonema → bactérias também possuem flagelo, mas não são com a mesma estrutura nem proteínas que flagelos de eucariotos flagelina. Polimerização → Fases: nucleação, alongamento, estado de equilíbrio: - Nucleação – o polímero é estabilizado quando mais subunidades estão ligadas entre si. No caso de microtúbulos o “núcleo” tem ~13 subunidades Fase de nucleação auxiliada pelo pela gama tubulina nos MTOCs, MUITO conservada entre eucariotos - Alongamento- adição de novas subunidades em ambas extremidades mas em uma delas acontece mais rápido - Equilíbrio- velocidade de adição e retirada é estável → Uma mutação na gama-tubulina faz com que a fase de nucleação demore mais. → Gama-tubulina: organiza a formação dos microtúbulos - estabiliza uma das extremidades (-), por isso só na extremidade (+) que irá ocorrer retirada ou adição de subunidades. → Caso sejam adicionadas mais subunidades, a fase de nucleação irá ser mais rápida. → A adição de subunidades é proporcional à concentração Para ocorrer nucleação e alongamento precisa-se de uma concentração crítica de subunidades livres Microfilamentos ou filamentos de actina: → Formados por actina somente → Filamento duplo em hélice → Filamento também é polarizado (+) e (-) → ACTINA Uma das proteínas mais abundantes → Subunidade- actina G (globular)

→ Quando forma fibra- actina F → Polimerização dependente de íons Mg2+, K +ou Na+ Independente de energia → ACTINA: Fase de nucleação auxiliada pelo complexo ARP, MUITO conservado entre eucariotos (Microtúbulos: Fase de nucleação auxiliada pelo pela gama tubulina nos MTOCs, MUITO conservada entre eucariotos) → NÃO EXISTE UM CENTRO ORGANIZADOR → Para filamentos de actina GELSOLINA > Cortam o filamento ao meio (em microtúbulos = KATANINA) Drogas que afetam a dinâmica: → Faloidina: extraída de Amanita phalloides, estabiliza actina filamentar. → Latrunculina: secretada por esponjas, se liga a actina G impedindo sua inserção no filamento. Citocalasina D: Alcalóide fúngico, se liga a extremidade(+) impedindo a adição de novas subunidades. Proteínas acessórias → Vilina: Formação de ramificações e rede Dinâmica de esteira rolante Subunidades no (-) são retiradas e na (+) são adicionadas Proteínas capeadoras inibem adição de mais monômeros → Proteínas motoras (em microtúbulos, kinesina): Miosinas → Permitem a alteração da rede e modificam forma da célula; participa da CONTRAÇÃO MUSCULAR Polimerização → Fases: nucleação (auxiliada pelo complexo ARP, muito conservado entre eucariotos), alongamento, estado de equilíbrio. Filamentos Intermediários → Resistência: podem ser dobrados, enrolados o puxados, são muito difíceis de arrebentar. → Sub unidade é um tetrâmero → Várias proteínas: queratina, vimentina → Poucas unidades livres na célula → Associados de forma anti-paralela → Polimerização regulada por fosforilação (não ocorre nem em microtúbulos nem em Filamentos de actina) Ex: laminas no núcleo na divisão celular → Presente apenas em organismos pluricelulares

→ Não possuem polaridade → Não aparece em todos os eucariotos → Não aparece em todas as células. Células da bainha de mielina não possuem no citoplasma, só núcleo. Como o núcleo se desfaz e se refaz a cada divisão celular? → Laminas são fosforiladas -DESPOLIMERIZA > Núcleo se desfaz → Laminas desfosforiladas -POLIMERIZA Mutação em queratina tipo 5 ou tipo 14 → Epidermolisis bullosa simplex → Pergunta sobre a doença: Duas síndromes distintas, uma causada pela mutação em um tipo de queratina, e outra causada pela mutação no gene para desmogleína (um tipo de caderina), resultam no mesmo fenótipo nos indivíduos afetados que apresentam uma enorme sensibilidade ao atrito. Baseado nos seus conhecimentos explique o fenótipo observado e o porquê de mutações em genes diferentes acarretam um mesmo fenótipo. Tanto desmogleinas quanto queratinas estão envolvidas na formação dos desmossomos Que são um tipo de junção célula-célula presente em tecidos de revestimento que precisam ser resistentes ao atrito e tensões. Quando um destes elementos está mutado o tecido fica “frouxo”’ rompendo-se facilmente com qualquer atrito. Assim em ambos os casos o fenótipo seria de um tecido de revestimento muito sensível ao atrito tecidos....