MICROFILAMENTOS

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MICROFILAMENTOS 
RODRIGO NETO 
Luisa Azevedo 
14/05/2018 
 
Vamos falar hoje sobre os filamentos mais delgados, mais finos, chamados de microfilamentos. Ele é muito 
importante, pois vai auxiliar, principalmente, na morfologia da célula. Ele vai ajudar a ancoragem junto às proteínas 
integrais de membrana plasmática. 
Obs: pego membrana e pego citoesqueleto, mais precisamente microfilamentos, e eu já consigo formular uma 
questão. 
 Então os microfilamentos são estruturas constituintes do citoesqueleto, são importantes também para reforçar o 
córtex da própria célula, auxiliando no formato, alterando e ajudando a formação da própria membrana. Exemplo 
clássico nós temos o próprio eritrócito, hemácia, aonde apresenta micro cavidade e isso se da principalmente por 
conta da presença de filamentos de actina na MP dessas células. 
Uma outra curiosidade que é muito importante, nós vimos em microtubulos aonde microtubulos tem um 
mecanismo de síntese, aonde cresce na extremidade mais e perde na extremidade menos. Só que os 
microfilamentos, filamentos de actina, crescem tanto na extremidade mais quanto na extremidade menos. 
Uma outra coisa muito importante que vale a pena ressaltar é que falamos que microtubulos é uma estrutura 
constituinte do citoesqueleto e ele é uma estrutura GTP dependente, necessita do GTP para formar um dímero. Já 
microfilamentos, é o ATP, lembrando do A que vem de actina. Portanto, microfilamento é uma estrutura que 
chamamos de ATP dependente. 
Sabemos que o microfilamento então esta presente tanto no córtex da célula (na parte periférica da célula) mas 
também na parte transcelular (dentro da célula) – diferente do que nós vimos nos próprios microtubulos que ele 
forma aquela estrutura de dentro pra fora, mas ele forma direcionamento, por que ele controla o trafego com 
aquele sistema de trilhos, já os microfilamentos estão dispersos e estão dependendo da função da célula, se for por 
exemplo uma hemácia eu sei que todo microfilamento constituinte vai estar na periferia, agora se for uma célula 
muito desenvolvida terá uma maior concentração dentro da própria célula. 
Os microfilamentos tem uma certa estabilidade dinâmica como os microtubulos, porem, ela é irregular. 
Principal componente dos microfilamentos é a actina. Enquanto nos microtubulos temos o que chamamos de 
tubulinas alfa e beta, nos microfilamentos nós vamos encontrar estruturas chamadas de monômeros. Cada 
monômero é um polipeptídio de 375 aminoácidos ligado a um ADP ou a um ATP. Sua estrutura terciária é globular; 
daí, a denominação de actina G. 
Quando eu uso a denominação de actina G é por que significa uma única unidade, um monômero. 
 
Quando eu pego 3 actinas G na presença de ATP eu começo a formar essa estrutura espiralada no qual nós vamos 
denominar de actina f e esse f vem de filamento. São filamentos finos, encontrados na maioria em músculos e 
podendo ser encontrados no citoplasma de diversas células. 
Presença importante de microfilamentos no momento de divisão celular, na hora que se forma um anel contrátil. 
Voltando... Para formar um microfilamento eu preciso de unidades de cada microfilamento, cada unidade eu chamo 
de monômeros, para formar o microfilamento eu preciso de 3 actinas G na presença de ATP, com isso ira formar 
uma estrutura espiralada chamada de actina F. 
O crescimento se da tanto na extremidade + quanto na extremidade – porem, ele só ira perder na extremidade – 
Cada molécula de actina consiste de uma molécula de ATP firmemente associada. 
Os filamentos de actina participam, principalmente, da formação do córtex celular. Ou seja, auxiliam na formação do 
córtex. Isso vai ser muito importante quando a gente caracterizar algumas células epiteliais cancerígenas 
(melanoma). O que ajuda a distinguir a sua malignidade é justamente a capacidade que esse melanoma vai ter de 
formar essas projeções, o alto poder de formar pseudópodes. Tornando-se irregular, ele ganha uma condição de alta 
atividade metastática. 
Além disso, eles também vão se projetar, ajudando na formação de pseudópodes, fazendo com que a célula 
promova uma migração, ela vai proliferando. Com isso, eles participam dos movimentos das células, não de cílios e 
flagelos, mas sim de fagocitose e pinocitose. 
Além da classificação das extremidades como mais e menos, alguns autores denominam como extremidade farpada 
(extremidade mais) e extremidade pontiaguda (extremidade menos). A representação lembra uma seta, e, quando 
se encaixam uma na outra, significa que está havendo crescimento ou polimerização. Quando se perde a porção 
farpada, sinaliza-se que o ATP já foi utilizado, tornando-se ADP. Ou seja, segundo essa representação, todo 
monômero de actina (actina G) associado ao ATP tem essa conformação, com uma extremidade farpada e outra 
extremidade pontiaguda. Ao hidrolisar o ATP, perde-se a porção farpada, simbolizando o gasto energético. Também 
pode-se perceber que monômeros podem ser acrescentados tanto na extremidade mais quanto na extremidade 
menos, desde que haja ATP. 
 
Se eu to perdendo ADP, e acrescentar mais monômero interligado, o que esse monômero vai fazer? Vai se perder 
também. Agora se eu pegar monômeros que devem ser encaixados la em cima e eu coloco ele na extremidade 
menos, de perda, automaticamente eu to mudando a conformação. 
Acrescentando fostato ativou, perdeu, torna-se inativo. Tema superificie farpada? ATP dependende. Tem ela toda 
plana, ADP. 
Se cresce na extremidade mais e também pode crescer na extremidade menos esse mecanismo é chamado de 
treadmilling. 
 
 Os monômeros de actina – G adicionados a extremidade mais (+ = farpada) se movem ao longo do filamento 
até serem perdidos pela despolimerização na extremidade menos ( - = pontiaguda). 
Quando eu perguntar como cresce lateralmente o filamento de actina, eu só posso responder utilizando as 
nomenclaturas farpadas e pontiagudas. 
 A extremidade mais cresce mais que a extremidade menos; 
 A ramificação da actina F é iniciada lateralmente por um complexo de proteínas relacionadas a actina, 
denominado Arp 2/3; 
 Formina: promove a nucleação da montagem e permanece associada à extremidade mais em crescimento. 
Como ocorre esse crescimento lateral? Ocorre por conta desse complexo Arp 2/3 (complexo de sete proteínas, 
sendo duas importantes). 
Tendência a dissociação é quando começa a criar vários ATPs, cria um capuz, ele demora a perder. Depois vai usar o 
fosfato, pra se perder virando ADP. 
Então o que ajuda nesse fluxo de renovação é a base do ATP, que esta tanto ligado na extremidade mais quanto na 
extremidade menos, formando o capuz de crescimento. Isso de chama treadmilling, que é o fluxo de renovação de 
microfilamentos. 
Temos estruturas que formam filamentos de actina e elas são estáveis e temos estruturas que tem vida útil como as 
hemácias, elas automaticamente formam a estrutura, o córtex da hemácia, só que a hemácia é uma estrutura que é 
altamente lesionada, se ela é lesionada, tem então que sustentar aquela célula, então ela precisa de crescer. Na 
hemácia, a extremidade mais ta ancorada a MP. 
Treadmilling 
 Fluxo de renovação; 
 Monômeros de actina G, montados em uma extremidade do filamento, simultaneamente são desmontados 
na outra extremidade; 
 Portanto, treadmilling é o equilíbrio dinâmico entre as extremidades polimerizadora e despolimerizadora da 
actina F. 
Por que equilíbrio dinâmico? Porque a mesma quantidade que crescer em uma extremidade, irá perder na outra 
extremidade. Mecanismo necessário para manter o equilíbrio. Sendo assim, os microtúbulos apresentam maior 
instabilidade, enquanto os filamentos de actina são mais estáveis em relação às fases de crescimento. 
Lembrando que o ATP é a base energética que vai condicionar a orientação da polimerização até a sua perda. O ADP, 
ligado a actina G, na extremidade menos (pontiaguda), faz com que se desprenda o monômero. 
Ao fazer uma comparaçãocom os microtúbulos, percebemos que os microtúbulos são GTP-dependentes e os 
microfilamentos são ATP-dependentes. Nos microtúbulos, somente a tubulina beta está associada ao GTP, 
enquanto, nos microfilamentos, todos os monômeros de actina G estão associados ao ATP. Se um monômero de 
actina G está associado ao ATP, ele deve se apresentar com as extremidades farpada e pontiaguda. Se houver 
hidrólise de um fosfato (ADP), uma das extremidades é retilínea e a outra pontiaguda. 
A extremidade + cresce mais do que a extremidade – 
 
Voltando 
Como eu formo microfilamentos? Eu preciso de monômeros de actina G, 3 monômeros na presença de ATP. Com 
isso eu vou formar uma estrutura chamada de actina f. cresce na extremidade mais e perde na extremidade menos, 
porem, também pode ganhar na extremidade menos. Lembrando que para perder é somente na extremidade 
menos. Isso é chamado de fluxo de renovação, treadmilling. Enquanto que nos microtubulos é chamado de 
estabilidade dinâmica, as fases alternadas de crescimento lento e despolimerização rápida. 
 
A actina ainda consegue formar estruturas laterais ao filamento principal, por que se da a essência de 
microfilamento que tinha função de reforçar a célula. Uma estrutura que vai formando como se fosse uma tela, uma 
malha de filamentos de actina, mas eu preciso primeiro formar o filamento principal que é de actina f. E daí surge 
varias ramificações, que são as ramificações da actina f. E eu so consigo formar essa ramificação com o auxilio de 
uma proteína, ou melhor, de um complexo protéico. Esse complexo protéico, liga na lateralidade do filamento de 
actina f, e daqui ele começa a mimetizar a extremidade +, com isso forma uma nova estrutura de actina. Depois eu 
vou ter um novo deposito de um complexo desse, formando outro filamento de actina e assim sucessivamente. 
Perceba-se que começa a formar ramificações prolongadas, antes o que era um único filamento, agora começa a 
crescer. Essa estrutura nos chamamos de complexo ARP 2/3. 
 
Alem da ARP 2/3 nos teremos uma outra proteína que auxilia na nucleação, fica na extremidade + atuando no 
crescimento dos monômeros de actina G que é chamada de formina. 
Filamento de actina f que cresce na extremidade + e perde na extremidade -. Ou então extremidade farpada (mais) e 
extremidade aguda (menos). Percebam que do lado nos temos um complexo de proteína que promove um 
crescimento da cadeia lateral de actina f. Esse complexo de chama ARP 2/3. 
Eu necessito dos microfilamentos de proteínas que vão auxiliar na síntese e na degradação dos elementos, são elas 
que vão controlar o tamanho, porque a partir do momento que formou, não precisa ficar toda hora acrescentando 
actina, portanto, formou a estrutura, mantém ate ela não sofrer nenhuma lesão. Quem faz esse controle são 
proteínas especializadas nisso. E foi através dessas proteínas que encontraram drogas que hoje agem em doenças 
neurodegenerativas, neuromusculares. 
Existem proteínas que contribuem para o processo de síntese e degradação da actina: 
-timosina – atua na extremidade mais 
-profilina – pode atuar tanto na extremidade mais quanto na extremidade menos 
-geosolina 
-cofilina – atua na extremidade menos 
Obs: drogas tanto de microtubulos quanto de microfilamentos cai!! 
 
Timosina 
Captura os monômeros de actina G e evita sua polimerização em filamentos. Ela atua na extremidade mais 
(farpada). Ou seja, a timosina impede que o monômero a ela ligado se incorpore a um microfilamento. 
Profilina 
Faz a mesma função da timosina e favorece a associação de monômeros de actina G ao filamento através da 
facilitação da troca do ATP ligado por ADP, ou seja, atua na extremidade +, porem, também pode atuar na 
extremidade –. Isso é a diferença entre ela e a timosina. 
Então aquela que esta se tornando ADP, eu coloco nela o fosfato torna se então ATP e ai ela volta. 
Cofilina 
Conhecida por fator de despolimerização. Alvo principal na extremidade menos. Ela dispara a despolimerização de 
monômeros de actina G com ADP na extremidade pontiaguda (menos), uma vez que estimula a dissociação do ADP 
ligado à actina G. 
 
Gelsolina 
Possui um papel duplo, tanto de capeamento como de corte. Ela forma uma espécie de capuz na extremidade, que 
impede a perda e a adição dos monômeros de actina G. Então, a gelsolina estabiliza o filamento de actina. Na 
presença do cálcio, elas fragmentam lateralmente o filamento de actina f, caso seja necessário. Gerando 
estabilidade. 
Drogas que influenciam a estrutura dos microfilamentos 
 Citocalasinas – produzidas por fungos; 
 Faloidinas – Amanita phalloides (cogumelo); 
 Latrunculinas – Latrunculla magnifica (esponja do mar). 
Citocalasinas 
Extraídas de fungos. Interferem nos movimentos celulares. Elas se ligam a extremidade de rápido crescimento 
(mais), impedindo, posteriormente, a adição da actina G. Mimetiza que proteína? Timosina. 
 
 
 
Faloidinas 
Extraídas de fungos. Interferem nos movimentos celulares relacionados às microvilosidades (fagocitose e 
pinocitose), além dos movimentos ameboides. Se combinam lateralmente com os filamentos de actina, 
estabilizando-os. Elas mimetizam as gelsolinas. Causam alterações nas sinapses nervosas gerando alucinações. 
Latrunculinas 
Rompem os filamentos de actina por ligarem-se à actina e induzirem diretamente a despolimerização da actina F. 
Elas mimetizam (adotar gestos e formas físicas do outro) as funções das cofilinas. 
Obs.: peixe baiacu tem que ficar com um pouco de toxina no prato ao ponto de sentir um formigamento nos lábios e 
ponta do nariz. Caso passe do ponto, esse peixe pode causar parada cardiorrespiratória e vir a óbito. 
Outra estrutura que também promove todo o desarranjo de actina é a papaína do mamão. Muito utilizada quando 
se compra uma carne de segunda e quer transformá-la em um file mignon. A papaína faz a desaceleração da 
despolimerização da actina, aonde contrai a fibra causando o relaxamento. 
Revisão 
Microtubulos são estruturas espessas formado por dímeros de tubulinas alfa e beta, tem afjnidade com a base 
energética GTP que se liga a tubulina beta. Esses dímeros tem um crescimento lento e uma despolimerização rápida, 
processo chamado de estabilidade dinâmica. Para formar um microtubulo eu preciso de 13 protofilamentos. 
Sobre a estrutura do movimento dos cílios e flagelos eu tenho a formação de um complexo denominado de 
axonema, esse axonema é constituído por um par central e nove pares periféricos. 
O que da o movimento aos cílios e flagelos? Braço interno e externo de dineina. Com isso, consegue movimentar 
toda estrutura pertencente ao axonema. 
Quais são as proteínas que ancoram os pares periféricos? Nexinas. Ainda tem proteínas que vão atuar entre um 
microtubulo completo e incompleto chamadas de proteínas tectinas. 
Outro movimento que nós sabemos que é dado pelo axônio no qual nos temos os transportes de vesículas contendo 
em seu interior o transmissor. O transporte dado através de células nervosas é chamado de transporte axonal. 
Mediado por proteínas motoras associadas aos microtubulos, são as chamadas de MAPs. 
Temos MAPs clássicas e não clássicas. MAPs clássicas tem como principal exemplo TAU. Não clássica temos como 
exemplo LIS 1. 
Proteína TAU esta fortemente associada à doenças neurodegenerativas, como principal exemplo é a doença de 
Alzheimer. 
Síndrome dos cílios imóveis é uma doença que acomete principalmente crianças do sexo masculino. O que causa 
essa síndrome é a deficiência dos braços de dineina. Podendo causar doenças respiratórias (pneumonia repetitiva), 
infertilidade.