Citoesqueleto: Estrutura e Funções

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Citoesqueleto
CITOESQUELETO
• Intrincada rede de filamentos protéicos que se
estende através do citoplasma.
• São responsáveis pela integridade estrutural das
células e por uma ampla variedade de processos:
aquisição da forma, movimentação celular e o
transporte de organelas.
Funções
• Confere a forma estrutural das células;
• Possibilitam os movimentos e posicionamento de 
organelas e vesículas;
• Responsável pela movimentação da célula (movimento 
amebóide);
• Responsável pela separação dos cromossomos para
células-filhas;
• Responsável pela separação das células na divisão
(citocinese).
O citoesqueleto é constituído por três tipos de
filamentos:
 Filamentos Intermediários
Microtúbulos
Actina (ou microfilamentos)
TIPOS DE CITOESQUELETO
MicrotúbulosMicrofilamentos Fil. intermediários
Componentes Tamanho Proteína Atividades
Microtúbulos ~25nm Tubulina Formação do fuso 
mitótico, transporte de 
vesículas e outras 
organelas, formação de 
cílios e flagelos.
Microfilamentos 5-7 nm Actina Endocitose, migração 
celular, citocinese.
Filamentos 
intermediários
7-10 nm Queratina 
Vimentina
Neurofilamentos
Lamina nuclear
Sustentação: 
desmossomos, 
hemidesmossomos.
Filamentos Intermediários
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS
(estrutura)
• Polímeros protéicos: várias fitas trançadas entre si (resistência
à tensão).
• Mais estáveis e heterogêneos. Não apresentam polaridade.
• Formam uma rede desde a zona próxima ao núcleo (zona
perinuclear) até a membrana celular.
Filamentos Intermediários
Estrutura e Organização dos filamentos Intermediários
Monômeros
Dímeros
Tetrâmeros
Octâmeros
“Fibra”
Funções dos filamentos intermédiários
• Estrutural: organização da estrutura tridimensional interna da célula;
• Participam em algumas uniões intercelulares (desmossomas e hemidesmossomas);
•Muito desenvolvidos nos tecidos que suportam tensões mecânicas, como os epitélios;
• Auxiliam na sinalização intracelular;
Resistência a tração mecânica
• Evitam que a membrana da célula se rompa em resposta à
tração mecânica.
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS
• Agrupados em quatro classes:
 Filamentos de queratina – céls. epiteliais;
 Filamentos de vimentina – céls. musculares, da neuróglia,
tecido conjuntivo (fibroblastos);
 Neurofilamentos – neurônios;
 Laminas nucleares – membrana nuclear de células animais.
Tipos de Proteínas
Filamentos Intermediários 
Conferem resistência às células de 
forma homogênea
Queratinas
Mutações nos genes para queratina levam à
Epidermólise Bullosa Simplex
Doença genética 
dominante: queratina 
truncada
Vimentina
Suporte e ancoragem da posição das organelas no citosol.
Neurofilamentos: função estrutural e auxílio no transporte
Encontrados em corpos celulares, dendritos e, principalmente, no citoplasma dos axônios
ESCLEROSE LATERAL AMIOTRÓFICA
participação da morte celular programada (apoptose), do acúmulo de 
neurofilamentos, de alterações da imunidade, de traumas físicos, de 
infecções virais persistentes do processo de envelhecimento com 
deficiência relativa de vitamina E, e até mesmo de fatores ambientais 
químicos (como contato com inseticidas na lavoura) e físicos (radiações 
resultantes de explosões nucleares) .
Stephen Hawking
Filamentos Intermediários
Rede Bidimensional instável (permite divisões celulares)
Lâminas Nucleares
Funções:
1.Suporte estrutural ao núcleo
2.Interação com a cromatina
3.Seqüestro de fatores de transcrição
4.Sinalização intracelular
5.Instabilidade durante a mitose/meiose
Lâmina Nuclear
Microtúbulos
Microtúbulos
 Filamentos instáveis formados por α e β-tubilina;
 Apresentam polaridade (extremidade + e -);
 Tem como característica a Instabilidade dinâmica;
 Organizam-se a partir do centrossoma, formado por 2 centríolos e 
néis de Ɣ-tubulina;
 Atuam na sustentação e no movimento intracelular de organelas 
com o auxílio de proteínas motoras.
Microtúbulos
Funções: 
• Organizacional
• Transporte
• Divisão Celular
• Movimentação (Cílios e Flagelos)
MICROTÚBULOS
• Formados por expansão e crescimento, a partir de
centros organizadores do microtúbulo (centrossomos)
que controlam o número de microtúbulos, seu
posicionamento e sua orientação no citoplasma.
 Centrossomo: presente ao lado do núcleo quando a
célula não se encontra em mitose, organiza o
arranjo de microtúbulos que irradia deste em
direção à periferia.
Padrão de distribuição dos microtúbulos
Centrossoma
Extremidade (-)
Estruturas estáveis Localização
Centríolos Em todas as células animais
Corpúsculo basal Na região de ancoragem e origem 
dos cílios e flagelos
Cílios Epitélio das tubas uterinas e das 
vias respiratórias
Flagelo Espermatozóides
Existe uma instabilidade dinâmica nos microtúbulos, porém podem 
formar estruturas mais estáveis.....
CÍLIOS e FLAGELOS
• Contêm região central – microtúbulos estáveis em feixes que crescem a partir
de um corpúsculo basal presente no citoplasma.
• Movimentam líquidos na superfície da célula, partículas de alimento ou
locomoção.
Arranjo “9+2” é característico de todos os cílios e flagelos eucarióticos.
Centrossomo (par de centríolos)
 Contêm centenas de estruturas em forma de anel (γ-tubulina)
 Cada anel de γ-tubulina funciona como um ponto de partida para
crescimento do microtúbulo.
Dímeros de α e β-tubulinas são adicionados ao anel de γ-tubulina
seguindo uma orientação específica:
 Extremidade menos (-) inserida no centrossomo.
 Crescimento ocorre na extremidade mais (+).
Estrutura do Microtúbulo
-tubulina + -tubulina = dímeros 
13 protofilamentos
MICROTÚBULO
Instabilidade Dinâmica dos Microtúbulos
Extremidade - Extremidade +
POLARIDADE
“Se não apresentasse polaridade, não poderiam funcionar
como direcionadores do transporte intracelular”.
Instabilidade Dinâmica dos Microtúbulos
“quepe” de GTP
Troca de GTP↔GDP
GTP-β-Tubulina: adição a extremidade + (polimerização)
GDP- β-Tubulina: instável (despolimerização)
A extremidade “–” é 
estabilizada por anéis de 
gama-Tubulina
Proteínas des(estabilizdoras):
Catastrofina e MAP(Microtubule Associated Protein)
Drogas utilizadas
Instabilidade Seletiva dos Microtúbulos
Reorganização do centro organizador dos microtúbulos 
em células T interagindo com uma célula-alvo
Direcionamento de vesículas contendo 
enzimas “perforinas” que induzirão a morte 
celular na célula-alvo.
PROTEÍNAS MOTORAS
(motores moleculares)
• Organelas e vesículas se movem por meio de pequenos e abruptos
passos – movimento saltatório.
• Esses movimentos são gerados por proteínas motoras que utilizam
energia de vários ciclos de hidrólise de ATP.
• Pertencem a duas famílias: dineína e cinesina
Proteínas Motoras
Orientação dos Movimentos
Unidirecional (+) ou (-)
ATP
ADP + Pi
Dineína e Cinesina
(possuem 2 cabeças ATPsicas)
Os Microtúbulos Organizam o Interior das Células
Células com 
MAIOR 
diferenciação
MAIOR 
ESTABILIDADE
Polarização da 
Célula
Filamentos de Actina
(microfilamentos)
Microfilamentos – Filamentos de actina
 Constituídos pela polimerização da proteína globular actina G,
originando os filamentos de actina F.
 Também apresentam polaridade.
Actina G
Actina F
FILAMENTOS DE ACTINA
• Essenciais para movimentos que envolvem a superfície
celular (endocitose).
• Apresentam instabilidade, porém associados com outras
proteínas podem formar estruturas estáveis (complexos
contráteis nos músculos).
• Metade da actina está disposta em filamentos e a outra
metade na forma de monômeros no citosol.
• Os filamentos formam uma trama que sustenta a superfície
externa da célula, conferindo resistência mecânica.
FILAMENTOS DE ACTINA
• A instabilidade do polímero se dá com a quebra de ATP
nos monômeros que reduz a resistência da ligação entre
os monômeros.
• Apresenta polaridade estrutural:
 Extremidade mais (+)
 Extremidade menos (-)
Timosina – impede a polimerização da actina
(mantém o ADP ligado)Profilina – ajuda a polimerização da actina carreando 
o monômero+ATP para a extremidade +
A polimerização da actina é regulada por proteínas 
acessórias
Formina 1 e 2 – ajudam a polimerizar a actina-ATP na extremidade +
Movimento amebóide:
des(polimerização) dos filamento de actina
Fimbrina
proteína acessória que interliga os filamentos de actina nas 
microvilosidades celulares
Contração Muscular Esquelética
Microfilamentos: movimentos intracelulares
(proteínas motoras miosinas)
Miosina(s)
Microfilamentos – distintas proteínas acessórias
Drogas Antitumorais 
(Alvo – Actina)
• Faloidina: estabilização dos filamentos 
de actina (deixa polimerizado).
• Citocalasina: reveste a extremidade 
positiva e impede a polimerização.
Todos os 3 tipos de filamentos estão interligados