Unidade 2 - Matriz extracelular e citoesqueleto

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Alessandro Rangel Carolino Sales Silva
Centro Universitário Newton Paiva
Disciplina: Bases Biológicas e Bioquímica dos Sistemas
Unidade 2 – Membranas e ultraestruturas 
celulares
Matriz extracelular e citoesqueleto
Matriz extracelular
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MATRIZ EXTRACELULAR
◉ Os tecidos não são constituídos
apenas por células. Uma parte
substancial do seu volume é de
espaço extracelular, que por sua
vez, é preenchido por uma rede de
macromoléculas que constituem a
matriz extracelular
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MATRIZ EXTRACELULAR
◉ A matriz extracelular (MEC) é uma rede de macromoléculas e minerais
que preenche os espaços entre as células. Ela é composta por
proteínas, polissacarídeos, enzimas, glicoproteínas e hidroxiapatita.
◉ A MEC é um componente fundamental para a organização, função e
dinâmica das estruturas multicelulares. Ela:
○ Liga as células
○ Controla a orientação, movimento e comportamento das células
○ Auxilia no controle do crescimento e na diferenciação celular
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ASPECTOS GERAIS
◉ A matriz extracelular (MEC) corresponde aos complexos
macromoleculares relativamente estáveis, formados por moléculas de
diferentes naturezas que são produzidas, exportadas e complexadas
pelas células, modulando a estrutura, a fisiologia e a biomecânica dos
tecidos
◉ Ocorrem especialmente e de forma abundante nos tecidos conjuntivos
(tendões, cartilagens e ligamentos), mas apresenta papel fundamental
também nos demais tecidos
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ASPECTOS GERAIS
◉ Três componentes principais:
○ Componentes fibrilares (colágenos
fibrilares e pelas fibras elásticas)
○ Componentes não-fibrilares
(proteoglicanos e glicoproteínas
estruturais não-colagênicas)
○ Microfibrilas (colágeno tipo VI e
microfibrilas associadas à elastina)
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COLÁGENO
◉ Maior classe de proteínas fibrosas
insolúveis da MEC e são as mais
abundantes na maioria dos tecidos de
origem animal
◉ Atualmente são conhecidos 24 tipos de
colágenos, geneticamente distintos
(variação na cadeia de aminoácidos – com
isso, cada um tem características próprias)
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COLÁGENO
◉ Constitui cerca de 80 a 90% da massa de tendões (grande importância
em fornecer resistência mecânica aos tecidos)
◉ As moléculas de colágeno também estão envolvidas, direta e
indiretamente, na adesão e diferenciação celulares, quimiotaxia e,
também, por meio de proteínas de adesão, como a fibronectina, podem
transmitir informações às células sobre alterações físicas ou químicas
que ocorrem no meio extracelular
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COLÁGENO - Síntese
◉ A síntese do colágeno ocorre nos ribossomos aderidos à membranas do retículo
endoplasmático rugoso (molécula de secreção)
◉ Ocorre dentro das células, principalmente em fibroblastos, condroblastos e
osteoblastos
◉ As moléculas de colágeno são formadas por aminoácidos, principalmente
glicina, prolina, hidroxilisina e hidroxiprolina
◉ Através de enzimas, as moléculas formam uma estrutura de tripla hélice
◉ As moléculas são secretadas na matriz extracelular, onde formam fibras de
colágeno
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PROTEOGLICANOS
◉ São macromoléculas que desempenham um papel importante na
estrutura e funcionamento de vários tecidos do corpo humano
◉ São formados por uma proteína central e cadeias laterais de glicosaminoglicanos
(GAGs - carboidratos)
◉ Podem formar complexos com outras moléculas, como o ácido hialurônico ou
as fibras de colágeno
◉ Criam uma estrutura de suporte e atraem moléculas de água
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PROTEOGLICANOS
◉ Funções estruturais:
○ Fornecem suporte estrutural à matriz extracelular, tecidos e órgãos
○ Integram a constituição de matrizes complexas, como cartilagem, cérebro, discos
intervertebrais, tendões e córneas
○ Mantêm a pressão osmótica
○ Determinam a organização do colágeno
◉ Funções de hidratação:
○ Retêm água, mantêm a hidratação do espaço extracelular, proporcionam firmeza à
pele
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PROTEOGLICANOS
◉ Funções de sinalização:
○ Regulam a atividade de moléculas sinalizadoras
○ Controlam o tráfego de células e moléculas
○ Interagem com proteínas fibrosas da matriz
◉ Funções de filtragem:
○ Formam uma rede com tamanhos de poros e cargas características capazes de filtrar
moléculas e células
◉ Funções de amortecimento e proteção
◉ Funções de regeneração:
○ Aceleram a renovação da pele
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PROTEÍNAS NÃO COLAGÊNICAS
◉ São várias proteínas com características próprias e funções específicas,
que constituem famílias ou grupos bem distintos
◉ Exemplos: a fibronectina encontrada no plasma e na matriz extracelular de tecidos de um
modo geral (modula a diferenciação celular e os arranjos do citoesqueleto, alterando as
propriedades de adesão e migração celular). A vitronectina localizada no plasma e na
matriz extracelular de diferentes tecidos, interage com elementos de vários sistemas
proteolíticos, incluindo aqueles de formação do trombo.
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SISTEMA ELÁSTICO
◉ Alguns tecidos apresentam uma enorme
capacidade de deformação e de restauração
da forma original, sem gasto de energia, uma
vez que as forças de distensão tenham cessado
◉ Esses tecidos possuem uma série de
macromoléculas que se associam de diferentes
maneiras na formação de microfibrilas, fibras
elásticas e/ou lâminas elásticas
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SISTEMA ELÁSTICO
◉ O sistema elástico é composto por fibras elásticas que conferem
elasticidade aos tecidos do corpo.
◉ Componentes:
○ Fibras elásticas: são longos fios de elastina, uma proteína que compõe cerca de 90%
das fibras elásticas
○ Fibras oxitalânicas: são as precursoras das fibras elásticas, formadas por microfibrilas
de fibrilina
○ Fibras elaunínicas: são fibras mais espessas que as oxitalânicas, formadas pela junção
de elastina às microfibrilas
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SISTEMA ELÁSTICO
◉ Onde estão as fibras elásticas?
○ Na pele, as fibras elásticas prendem-na aos músculos subjacentes e devolvem-lhe a
forma inicial quando a puxamos e depois soltamos
○ Nos pulmões
○ Nas paredes dos vasos sanguíneos
○ No mesentério
○ Nos ligamentos
○ Nas cartilagens
◉ O rompimento das fibras elásticas da pele resulta no aparecimento das
estrias
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DOENÇAS RELACIONADAS À ME
◉ OSTEOGÊNESE IMPERFEITA
É uma patologia de origem genética cujas
mutações atingem genes relacionados ao
colágeno tipo I. Caracteriza-se por ossos
quebradiços, pele fina, tendão fraco e perda
de audição
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DOENÇAS RELACIONADAS À ME
◉ Síndrome de Ehrlers-Danlos
do tipo VII
Hipermobilidade das articulações e
hiperextensibilidade da pele. Tem
origem em uma mutação nos genes
do colágeno tipo I
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DOENÇAS RELACIONADAS À ME
◉ ESCORBUTO
Causada por carência da vitamina C (cofator
indispensável para a síntese de colágeno), que
causa enfraquecimento do colágeno dos vasos
sanguíneos e dos ligamentos dentários.
Caracteriza-se por hemorragias frequentes e
quedas dos dentes
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DOENÇAS RELACIONADAS À ME
◉ SÍNDROME DE MARFAN
Patologia genética causada por mutação no
cromossomo 15, que codifica a fibrilina.
Hiperextensibilidade das articulações, dilatação
da artéria aorta, podendo causar ruptura desse
vaso sanguíneo e hemorragia muito grave, e
deslocamento do cristalino do globo ocular
com deficiência visual
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Citoesqueleto
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CITOESQUELETO
◉ Rede complexa de filamentos de proteínas que se estendem por todo citoplasma
◉ Forma um arcabouço interno para o grande volume do citoplasma, sustentando-o
da mesma forma que uma estrutura metálica sustenta um prédio
◉ É uma estrutura altamente dinâmica que se reorganiza rápida e continuamente
◉ Presente em células eucarióticas
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CITOESQUELETO
◉ Constituído por três classes de filamentos:
○ Filamentos intermediários
○ Microtúbulos
○ Filamentos de actina (microfilamentos)
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CITOESQUELETO - Microtúbulos
◉ São polímeros rígidos formados por 13 protofilamentos de tubulina alfa e beta, em
forma de filamentos longos e ocos, com 25nm de diâmetro e são muito mais
rígidos do que os filamentos de actina
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CITOESQUELETO - Microtúbulos
◉ FUNÇÕES:
o Transporte (vesículas, organelas, cromossomos, etc)
o Formação do fuso mitótico
o Arquitetura celular(junto com FI e Microfilamentos)
o Movimento axonal
o Movimento de vesículas e organelas
o Movimento de cílios e Flagelos
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CITOESQUELETO - Microtúbulos
◉ Centríolo:
o 9 grupos de três microtúbulos, fundidos em tripletes, formam a parede do
centríolo e cada triplete se incline para dentro como as lâminas de uma turbina
o Formam o fuso mitótico para segregação dos cromossomos
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CITOESQUELETO – Microfilamentos
◉ Filamentos de actina concentrados logo abaixo da membrana plasmática
◉ Funções: endocitose, pinocitose, migração celular, contração muscular
◉ Sustenta as microvilosidades – superfície celular
◉ Encontra-se nas junções celulares – manter células unidas
◉ Associam-se com inúmeros complexos proteicos
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CITOESQUELETO – Microfilamentos
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CITOESQUELETO – Microfilamentos
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Microfilamentos na 
contração muscular:
Deslizamento de 
filamentos de actina 
(filamentos finos) sobre 
filamentos de miosina 
(filamentos grossos)
CITOESQUELETO – Filamentos intermediários
◉ São polímeros constituídos de
polipeptídios fibrosos.
◉ Diâmetro entre 8 e 12 nm
◉ Parte mais estável do Citoesqueleto
◉ Participam: estrutura, estabilidade,
sustentação, resistência, interação
celular.
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CITOESQUELETO – Filamentos intermediários
◉ Grupos heterogêneos (+50) de proteínas de FI
◉ Citoqueratina - células epiteliais, bexiga
◉ Vimentina – Células de fibroblastos, leucócitos
◉ Neurofilamentos das células nervosas
◉ Lamina - forma a lâmina fibrosa que se estende sob o envelope nuclear
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CITOESQUELETO – Ação de drogas
◉ Algumas drogas podem agir no citoesqueleto, afetando a velocidade de
deslocamento celular e a integridade de filamentos
• Uma droga antitumoral pode agir sobre os microtúbulos, afetando a velocidade de deslocamento
celular
• Uma droga antitumoral pode agir diretamente na velocidade de movimentos das células que usam
flagelos para se mover
• As células motoras também podem ser afetadas por essa droga, tendo em mente que os sarcômeros
são formados por muita actina e miosina
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CITOESQUELETO – Identificação de tumores
Como o citoesqueleto pode ajudar no diagnóstico de tumores?
• Ao identificar os tipos de filamento intermediário das células tumorais, o médico pode saber de que tipo
celular o tumor se originou.
• Com base nisso, ele pode escolher o melhor tratamento, evitando terapias que não sejam eficazes.
Mutações no citoesqueleto e câncer
• Mutações e expressão anormal das proteínas do citoesqueleto podem contribuir para a capacidade das
células cancerígenas de resistir à quimioterapia e se espalhar.
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ALBERTS, B.; et al. Molecular biology of the cell. 5 ed. New York: Garland Science, 2008.
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula. 2 ed. Barueri: SP, Editora Manole Ltda., 2007. 
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula. 1 ed. Barueri: SP, Editora Manole Ltda., 2001. 
DARNELL, J.; BALTIMORE, D.; MATSUDAIRA, P.; ZIPURSKY, S. L.; BERK, A.; LODISH, H. Biologia Celular e Molecular (com CD-Room). 5 ed. Revinter Ltda. Rio de 
Janeiro, 2008. 
DE ROBERTIS, E. D. P.; DE ROBERTIS, E. M. F. Bases da Biologia Ce lular e Molecular. 8 ed., Editora Guanabara Koogan; Rio de Janeiro, 2007. 
GARTNER, L.; HIATT, J. Atlas colorido de histologia. 3 ed., Editora Guanabara Koogan; Rio de Janeiro, cap. 3, p. 52. 
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia Celular e Molecular. 4 ed. Rio de Jneiro: Editora Guanabara Koogan; 2005
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REFERÊNCIAS
◉ alessandro.silva@newtonpaiva.br
Obrigado!
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	Slide 1
	Slide 2: Matriz extracelular
	Slide 3: MATRIZ EXTRACELULAR
	Slide 4: MATRIZ EXTRACELULAR
	Slide 5: ASPECTOS GERAIS
	Slide 6: ASPECTOS GERAIS
	Slide 7: COLÁGENO
	Slide 8: COLÁGENO
	Slide 9: COLÁGENO - Síntese
	Slide 10: PROTEOGLICANOS
	Slide 11: PROTEOGLICANOS
	Slide 12: PROTEOGLICANOS
	Slide 13: PROTEÍNAS NÃO COLAGÊNICAS
	Slide 14: SISTEMA ELÁSTICO
	Slide 15: SISTEMA ELÁSTICO
	Slide 16: SISTEMA ELÁSTICO
	Slide 17: DOENÇAS RELACIONADAS À ME
	Slide 18: DOENÇAS RELACIONADAS À ME
	Slide 19: DOENÇAS RELACIONADAS À ME
	Slide 20: DOENÇAS RELACIONADAS À ME
	Slide 21: Citoesqueleto
	Slide 22: CITOESQUELETO
	Slide 23: CITOESQUELETO
	Slide 24: CITOESQUELETO - Microtúbulos
	Slide 25: CITOESQUELETO - Microtúbulos
	Slide 26: CITOESQUELETO - Microtúbulos
	Slide 27: CITOESQUELETO – Microfilamentos
	Slide 28: CITOESQUELETO – Microfilamentos
	Slide 29: CITOESQUELETO – Microfilamentos
	Slide 30: CITOESQUELETO – Filamentos intermediários
	Slide 31: CITOESQUELETO – Filamentos intermediários
	Slide 32: CITOESQUELETO – Ação de drogas
	Slide 33: CITOESQUELETO – Identificação de tumores
	Slide 34: REFERÊNCIAS
	Slide 35: Obrigado!