Citoesqueleto: Resumo

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Ana Beatriz Coelho 
 
¦ Graças a ele as células podem ser grandes, se 
movimentar, se sustentar e ter forma. 
¦ O citoesqueleto determina a distribuição das estruturas 
intracelulares e impede que as células desabem sob seu 
próprio peso. 
Possuem 3 tipos de filamentos: 
Microfilamentos 
¦ Formados pela proteína actina (formato globular) 
¦ Mais finos 
¦ Flexíveis 
¦ Extremamente maleável 
¦ Polimerizam (podem montar e desmontar rapidamente)  Instabilidade dinâmica 
Microtúbulos 
¦ Formados pela proteína tubulina (formato globular) 
¦ Mais rígidos 
¦ Mais grossos 
¦ Polimerizam (podem montar e desmontar rapidamente) Instabilidade dinâmica 
Filamentos intermediários 
¦ Formados por proteínas fibrosas de origem diversa, de acordo com o tipo celular. 
(Proteínas alongadas) 
¦ Mais estáveis: Confere a célula resistência mecânica 
¦ Exclusivo de células animais  Maior coesão dos tecidos 
¦ Suportam mais tensão e deformação que causariam a ruptura de microfilamentos e 
microtúbulos. 
 
 Cada um dos tipos tem características próprias de resistência a tensões, flexibilidade e 
estabilidade 
 Todos os filamentos podem polimerizar-se e despolimerizar-se rapidamente. 
Ana Beatriz Coelho 
Microtúbulos 
¦ Determinam a forma geral da célula e a disposição de suas 
organelas 
¦ Os microtúbulos são heteropolímeros 
¦ 13 protofilamentos formam a circunferência dos 
microtúbulos. 
¦ Cada protofilamento, por sua 
vez é formado por dímeros 
de α e β tubulinas 
alternadamente 
dispostos. 
¦ A molécula de β 
tubulina possui um sítio 
ao qual se liga uma molécula de GTP. 
¦ A disposição das tubulinas confere aos 
microtúbulos polaridade  a incorporação de novos 
dímeros de tubulina ocorre preferencialmente em uma 
das extremidades do microtúbulo, enquanto a outra 
extremidade tende a liberar dímeros de tubulina com maior rapidez e 
facilidade. 
¦ Estruturas muito dinâmicas, capazes de crescer ou encolher 
rapidamente. 
¦ A extremidade onde preferencialmente incorporam novos dímeros é chamada positiva ou 
plus. 
¦ A extremidade negativa ou minus é onde ocorre os dímeros se despolimeriza. 
 
 
Heteropolímeros: 
Polímero onde duas 
(ou mais) moléculas 
diferentes se alteram. 
 
Homopolímero: 
polímero em que 
todas as moléculas 
são iguais 
Dímero: duas moléculas que 
juntas formam uma unidade 
funcional: podem ser 
homopolímeros ou 
heteropolímeros 
A energia do GTP 
é menor ao ATP 
 
37OC+GTP+Mg++ 
4oC+GDP+Ca++ 
Dímeros de 
tubulina 
Microtúbulos 
polimerizados 
Ana Beatriz Coelho 
¦ As células in vivo possuem um centro organizador de 
microtúbulos ou centrossoma, onde partem todos os seus 
microtúbulos, onde partem todos os microtúbulos. Os 
microtúbulos se orientam com a extremidade minus voltada 
para o centro organizador e a extremidade plus voltada 
para periferia celular. 
¦ O que define o centro organizador de microtúbulos não 
é a presença do centríolo, e sim uma forma específica 
de 𝛾 tubulina, ela forma um complexo em anel de 𝛾 tubulina que se acredita ser o 
molde a partir do qual os protofilamentos e a estrutura tubular são formados. 
¦ 𝜸 tubulina forma uma espécie de tampa que impede a perda de subunidades. 
¦ A Instabilidade dinâmica resulta da hidrólise espontânea da molécula de GTP ligada à 
subunidade 𝛽 da tubulina em GDP, o GTP favorece a polimerização e 
mantém o protofilamento esticado, o GDP diminui a ligação entre os 
dímeros de tubulina encurvando o filamento e favorecendo o 
desligamento do dímero do protofilamento. 
¦ Despolimerização catastrófica: rápido encolhimento do microtúbulo toda 
estrutura colapsa. (Proteína que contribuem para 
essa rápida despolarização: catastrofinas. 
¦ Os microtúbulos partem do centrossomo, 
irradiando-se em todas as direções, mas 
preferencialmente no sentido para o qual essa 
célula parece estar se deslocando 
¦ O centro organizador de microtúbulos corresponde ao centro da célula pois se for 
deslocado de uma posição, todas as organelas celulares se reposicionarão em relação a 
ela. 
¦ Existem proteínas associadas a face citoplasmática da membrana plasmática, capazes de 
“estimular” a incorporação de novos dímeros de tubulina e, consequentemente, o 
crescimento do microtúbulo. Outras proteínas interagem lateralmente com os microtúbulos, 
ajudando a manter a ligação entre dímeros de tubulina (as 
MAPs ou proteínas associadas a microtúbulos). Já a 
statmina (mantém um estoque de tubulina não 
polimerizada) e a Katanina (picota microtúbulos já 
formados) estão no citoplasma da célula. 
A catastrofina atua na extremidade 
positiva do microtúbulo, onde está o 
guepe de GTP. A katanina fragmenta 
o microtúbulo em vários pontos. 
Ana Beatriz Coelho 
 
As proteínas motoras 
¦ Pertencem a duas famílias: as cinesinas e dineinas. 
¦ As cinesinas se ligam aos microtúbulos pelo seu 
domínio motor, A outra extremidade se liga à partícula 
que será à partícula que será transportada. Em custas 
da hidrólise de ATP, as cabeças 
globulares da cinesina se ligam 
e se desligam do microtúbulo, 
fazendo com que a carga 
associada à outra extremidade 
seja transportada ao longo 
desse trilho. A hidrólise de ATP que 
promove o desligamento da cinesina e seu deslizamento sobre o 
microtúbulo. 
¦ O fuso mitótico é formado por microtúbulos e presente 
apenas durante a divisão celular, na qual desaparece 
 
Cinesinas sempre andam para o lado plus, em 
direção a periferia celular. O transporte centrípeto 
é feito por dineínas que caminham ao longo fo 
microtúbulo, sempre no sentido minus 
As dineínas são mais 
rápidas que as 
cinesinas 
MAP 2 e Tau estabiliza o microtúbulo e forma pontes 
laterais entre microtúbulos originando feixes. 
Dineínas: Liga-se a vesículas e organelas, 
transportando-as na direção do 
centrossoma. Também promove a inclinação 
dos microtúbulos dos axonemas. 
Cinesina: Liga-se a vesículas e 
organelas, transportando-as na 
direção da periferia da célula 
Ana Beatriz Coelho 
Cílios e Flagelos 
¦ Estrutura básica: axonema 
¦ Além de pontes radiais que ligam os pares periféricos ao par central, os pares 
periféricos se conectam por uma proteína que forma pontes entre eles a nexina. O 
movimento do cílio e flagelo é produzido pela inclinação do axonema. A inclinação é 
resultado da interação dos braços de dineína de um microtúbulo A com o microtúbulo B 
do par seguinte. 
Drogas 
Droga Função Interação 
Colchina Se liga a dímeros de tubulina Impede a polimerização 
Vinblastina Se liga a dímeros de tubulina Impede a polimerização 
Nocodazol Se liga a dímeros de tubulina Impede a polimerização 
Taxol Se liga a microtúbulos estabilizando-os Impede a despolimerização 
Os cílios costumam ser curtos e se dispor em fileiras que executam um movimento semelhante a 
um remo, os flagelos são bem mais longos e em menor número e seu movimento é ondulatório. 
Ana Beatriz Coelho 
 
 
 
 
 
 
 
Ana Beatriz Coelho 
Microfilamentos 
¦ Feita de polímeros de actina 
¦ A actina pode corresponder a até 20% do peso seco 
da célula 
¦ Pelo menos seis formas de actina já foram descritas. 
¦ Actina 𝛼 e 𝛾 são presentes nas células musculares 
¦ Actina 𝛽 é encontrada em células musculares. 
¦ A actina em seu estado monomérico é chamada de 
actina G (de globular) 
¦ A actina incorporada ao microfilamento é chamada de 
actina F (de filamentosa) 
¦ O filamento de actina se torna polarizado, isto é, as extremidades são diferentes. Isso 
acarreta uma maior probabilidade de incorporação de novos monômeros a uma das 
extremidades que é chamada de positiva (ou plus), geralmente voltada para a membrana 
plasmática. 
¦ O ATP incorporado na actina G é importante 
para a manutenção da estruturada molécula. 
¦ Quando a actina G se incorpora ao filamento, 
hidrolisa o ATP formando o ADP que fica 
“preso” no filamento. 
¦ Um novo filamento tem início 
pela formação de um núcleo. Para 
que esse núcleo se forme são 
necessárias pelo menos duas outras 
proteínas relacionadas à actina. As 
ARPs (actin related proteins) do 
tipo 2 e 3. As proteínas e as actinas se associam e formam um outro 
filamento. 
¦ Os microtúbulos se distribuem por todo o citoplasma, mas principalmente nas regiões 
periféricas (córtex celular). 
¦ As células, ao se deslocarem, em uma determinada direção, emitem prolongamentos de 
seu citoplasma que resultam na incorporação de novos monômeros de actina na 
extremidade voltada para a membrana plasmática de microfilamentos já existentes. 
¦ Quando a proteína citoplasmática gelsolina se liga a Ca++, ocorre uma imediata 
fragmentação dos microfilamentos, provocando o desaparecimento de estruturas mantidas 
por eles. 
Isoforma: Pequenas variações 
de uma molécula que podem 
resultar de modificações sutis 
na cadeia primária, como a 
substituição de um aminoácido, 
ou o acréscimo de um 
grupamento, como acetil e 
metil 
Concentração crítica é a 
concentração citoplasmática mínima 
de moléculas de actina g para que 
os microfilamentos se formem. 
Ana Beatriz Coelho 
¦ Mais actina F  citoplasma em estado gel 
¦ Mais actina G  citoplasma em sol 
¦ A constante transição gel/sol é fundamental nas regiões periféricas do citoplasma é 
fundamental para o deslocamento da célula num substrato. 
Proteínas motoras 
¦ As miosinas são capazes de hidrolisar ATP a ADP quando se associam a 
microfilamentos. Durante o processo, a molécula de miosina promove o deslocamento do 
microfilamento. 
¦ Todas as miosinas possuem uma região da molécula conservada, é o chamado domínio 
motor. Trata-se de uma região globular onde a hidrolise do ATP é catalisada. Isso 
provoca uma modificação na posição relativa entre a miosina e o microfilamento que lhe 
esteja próximo que leva a liberação de Pi. A ligação entre actina e miosina se 
fortalece, ao mesmo tempo que uma região flexível logo abaixo da cabeça globular da 
miosina se deforma. 
¦ Todas as miosinas 
possuem uma cauda 
que pode manter a 
molécula ligada à 
membrana ou a outro 
filamento. 
¦ A interação actina-miosina é importante para as contrações musculares, para o 
estrangulamento que separa as células filhas após uma divisão é resultante de um anel 
de contração formado por feixes de actina que deslizam uns em relação aos outros 
diminuindo o diâmetro do anel e trazendo consigo a membrana. 
Proteínas associadas a actina 
¦ A 𝛼 −actina e a fibrina formam pontes entre dois filamentos de 
actina, dando origem a feixes paralelos, mantendo equidistantes os 
filamentos do feixe. 
¦ A 𝛼 −actina mantém os microfilamentos mais 
distanciados que a fibrina, pondendo, assim, 
outras proteínas serem inseridas. Formando 
feixes capazes de suportar tensões. 
¦ A filamina forma uma rede 
Ana Beatriz Coelho 
¦ A proteínas espectrina permite a distribuição 
homogênea das proteínas da membrana da 
membrana da hemácia e garante sua flexibilidade, 
fazendo com que ela possa se deformar para 
atingir os capilares mais finos. 
Proteínas associadas ao crescimento 
¦ Timosina: proteção da actina G, impede a sua incorporação à extremidade positiva do 
filamento 
¦ Profilina: Compete com a timosina, ela se 
liga à região da molécula oposta ao ATP e 
é capaz de responder sinais de sinalização. A 
actina ligada à profilina fica estimulada a se 
associar à extremidade plus de um 
microfilamento. Assim que o complexo actina-
profilina se incorpora ao filamento, a actina muda de conformação e libera profilina. 
Promovendo o crescimento, geralmente, em direção à membrana. 
Proteína Função 
Tropomiosina Fortalece o filamento 
Fimbrina Forma feixes a partir dos filamentos 
Miosina I Move filamentos ou vesículas 
Ana Beatriz Coelho 
Drogas que interferem 
 
 
 
 
Ana Beatriz Coelho 
Filamentos intermediários 
¦ Conferem às células resistência mecânica ao esticamento e são duráveis. Essa propriedade 
é importante para tecidos de modo geral e particularmente para aqueles que 
normalmente são submetidos à tensão e compressão, como as células musculares, 
cardíacas e a pele. 
¦ Os filamentos intermediários são 
encontrados no citoplasma de quase 
todas as células eucariontes. 
¦ Formados por proteínas fibrilares que 
formam dímeros em que as duas 
extremidades NH2 das moléculas 
participantes se alinham na mesma 
direção. 
¦ Os filamentos não são polarizados 
¦ Podem ser dobrados e esticados com 
facilidade e muito resistentes d difíceis 
de arrebentar quando puxados 
¦ Estruturas dinâmicas, que se 
reorganizam constantemente, aumentando 
ou diminuindo seu comprimento e mudando sua localização na célula. 
¦ Cada tipo celular possui filamentos intermediários específicos. 
¦ Maior grupo de proteínas são as queratinas. 
¦ As laminas nucleares formam uma malha na superfície interna do envoltório nuclear. 
Essa rede de filamentos intermediários reforça o envoltório nuclear e se despolimeriza a 
cada divisão celular, refazendo-se depois, assim como o próprio envoltório. 
¦ A organização e a desorganização da lâmina nuclear são controladas por proteínas 
quinases que fosforilam laminas, enfraquecendo as ligações entre elas e causando 
colapso da lâmina nuclear. A posterior desfosforilação dessas proteínas leva a 
recomposição da lâmina. 
¦ Funções dos filamentos 
intermediários: Suporte mecânico, 
citoarquitetura, migração celular e 
modulação de sinais 
 
Ana Beatriz Coelho 
Neurofilamentos 
¦ Se destribuem ao longo dos axônios, contribuindo tanto para a sustentação quanto para 
o transporte axonal. 
¦ Alguns neurofilamentos atingem grande comprimento a sua estrutura difere a da de 
outros filamentos intermediários pela presença de “espaçadores” que mantém os 
neurofilamentos paralelamente dispostos ao longo do axônio. 
¦ Durante o crescimento da fibra nervosa, novas subunidades são acionadas a ambas 
extremidades dos neurofilamentos já existentes, aumentando seu comprimento e se 
conecta a uma célula efetora, seu diâmetro ainda pode aumentar cerca de cinco vezes, 
aumentando a velocidade com que os estímulos elétricos serão transmitidos. 
Tipos de Filamentos intermediários