Citoesqueleto

O citoesqueleto é uma das principais estruturas da célula, só está presente nas células eucariotas. Nestas células, ele é o responsável pela variedade de formas e da execução de movimentos coordenados e direcionados. O citoequeleto, também, permite o tráfego intracelular de organelas, vesículas e fatores. Contrariamente ao esqueleto ósseo dos vertebrados, o citoesqueleto é uma estrutura altamente dinâmica que se reorganiza continuamente sempre que a célula altera a sua forma, se divide ou responde ao ambiente. O citoesqueleto está envolvido em inúmeras funções celulares, tais como: contração muscular, transporte intracelular de vesículas, fatores e organelas, e segregação dos cromossomos nos eventos de mitose. Inúmeras doenças implicam em alterações do citoesqueleto, entre elas temos a Síndrome de Duchenne e o câncer na sua fase metastática. Há três filamentos principais compondo o citoesqueleto: os filamentos intermediários, os filamentos de actina e os
microtúbulos.



Filamentos do Citoesqueleto

O citoesqueleto forma uma rede altamente dinâmica e é composto por três filamentos principais: filamentos intermediários, microtúbulos e filamentos de actina. Cada um destes é formado a partir de uma subunidade protéica diferente: actina nos filamentos de actina, tubulina nos microtúbulos e proteínas fibrosas tais como vimentina e lâmina nos filamentos intermediários. A actina e a tubulina têm se mantido altamente conservadas ao longo da evolução dos eucariotos; seus filamentos protéicos se ligam a uma grande variedade de proteínas acessórias que permitem que um mesmo filamento participe de diferentes funções em diferentes regiões das células. Algumas dessas proteínas acessórias ligam os filamentos entre si ou a outros componentes celulares como, por exemplo, a membrana plasmática. Outras regulam a velocidade e a extensão da polimerização dos filamentos de actina e dos microtúbulos controlando, assim, onde e quando eles devem ser montados na célula. Outras ainda são proteínas motoras que hidrolisam ATP para produzir força e movimento direcionado ao longo do filamento. Os três filamentos do citoesqueleto (filamentos de actina, microtúbulos e filamentos intermediários) de uma célula viva estão conectados entre si e suas funções são coordenadas.

Microtúbulos

Cada microtúbulo é formado pela associação de dímeros protéicos que se arrumam em hélice. Os dímeros têm peso aproximado de 110.000 dáltons e são constituídos por duas cadeias polipeptídicas de estruturas semelhantes, mas não iguais, chamadas tubulinas alfa e beta, que formam um dímero, uma molécula dimérica denominada de tubulina. Em corte transversal ao microtúbulo, sua parte mostra-se constituída por um anel com 13 dímeros. As fileiras dos grânulos na seção longitudinal são chamadas protofilamentos.





Microfilamentos de Actina

Todas as células eucariotas possuem a proteína actina. Os filamentos de actina atuam no citoplasma na forma de redes ou feixes.Os filamentos de actina que se distribuem logo abaixo da membrana plasmática, estão ligados entre si por várias proteínas que seligam à actina formando uma rede chamada córtex celular. Esta rede é altamente dinâmica e atua juntamente com as moléculas de miosina no controle dos movimentos da superfície celular. A distribuição e a orientação dos filamentos corticais de actina são controlados por sítios de nucleação na membrana plasmática e diferentes regiões da membrana coordenam a formação de diferentes estruturas baseadas nesses filamentos.

Os filamentos de actina podem formar estruturas lábeis ou estáveis nas células. Filamentos estáveis formam o núcleo das microvilosidades e constituem um componente curcial na maquinaria contrátil das células musculares. A colisão de sinais extracelulares localizados com uma determinada região da superfície celular pode induzir uma reorganização local do córtex de actina sob a região correspondente na membrana plasmática.

Basicamente há três tipos de filamentos de actina modelando a membrana plasmástica das céulas eucariotas: protusões finas e pontiagudas semelhantes a microespículas se formam na superfície das céulas como conseqüência da reunião de feixes de filamentos de actina ancorados no córtex celular; expansões semelhantes a folhas chamadas lamelipódios, formadas também na superfície celular e invaginações da superfície da célula como as que ocorrem durante a divisão celular. Os filamentos de actina são finos e flexíveis.

Aparecem em micrografia eletrônica como fios de 8 nm de espessura, consistindo de uma dupla alfa-hélice compacta de moléculas de actina globular (G-actina) uniformemente orientadas. Portanto, podemos encontrar a proteína actina de duas formas: globular ou monomérica e filamentosa (F-actina), onde a forma globular se arranja de modo a formar um filamento. Assim como os microtúbulos, os filamentos de actina são estruturas polarizadas consistindo de duas extremidades com crescimento diferenciado: uma extremidade positiva (ou extremidade farpada) onde o crescimento é rápido e uma extremidade negativa ou penetrante, de crescimento mais lento.

Esses microfilamentos são formados por duas cadeias de nomômeroas globosos da proteína G-actina, que se polimerizamlembrando dois colares de pérolas enrolados, formando uma estrutura quaternária fibrosa (F-actina). São filamentos finoscom 8 nm de diâmetro. Os filamentos de actina são muito abundante no músculoa é encontrada também, embora em menorquantidade no citoplasma de todas as células, onde constitui 5-30% das proteínas totais do citoplasma.

Já foram descritos seis tipos de moléculas de actina, extraídas de células dos animais ou de células humanas. Trata-se de uma proteína extremamente conservada durante a evolução. Mais de 80% das sequências de aminoacidos são exatamente iguais em todos os tipos de actina. As diferenças nas sequências de aminoácidos estão localizadas na extremidade-NH2 da molécula, e parecem ter influência muito pequena na velocidade da polimerização dos monômeros de actina.

Diversas drogas que influem sobre a estrutura dos microfilamentos de actina, como as citocalasinas e as faloidinas (ambas extraídas de fungos), interferem com os movimentos celulares e têm sido usadas em experimentos sobre esses movimentos. As citocalasinas se combinam com moléculas as moléculas de actina e impedem a polimerização dessas moléculas para formar microfilamentos. As faloidinas se combinam lateralmete com os microfilamentos de actina, estabilizando-os. Tanto as citocalasinas como as faloidinas impedem os movimentos dependentes da actina.

Como no caso dos microtúbulos, tanto a destruição como a estabilização de microfilamentos têm o mesmo efeito, mostrando que o dinamismo entre os monômeros de actina dos microfilamentos e os do pool citoplasmático é essencial para a função desses microfilamentos. Todavia, nem todos os microfilamentos das células não musculares são os mais sensíveis.



Filamentos Intermediários

Os filamentos intermediários são fibras protéicas duras e resistentes encontradas no citoplasma da maioria, mas não de todas as células animais. São assim denominados devido ao fato de, em micrografia eletrônica, possuírem diâmetro de tamanho intermediário entre os filamentos finos (actina) e microtúbulos, de calibre maior.



Sua forma é de cordão com um diâmetro em torno de 10 nm. São formados por um grupo de proteínas heterogêneas. Os filamentos intermediários são muito importantes no citoplasma de células que estão sujeitas à stress mecânico, estando presente em grande número em epitélios ligando as células entre si por junções especializadas, denomiadas de desmossomos.

Os filamentos intermediários s ão consitituídos por polímeros de proteínas fibrosas, contrariamente aos filamentos de actina e microtúbulos que são consitituídos por monômeros globulares. As proteínas que formam os filamentos intermediários são moléculas fibrosas e alongadas que possuem uma cabeça amino-terminal, uma cauda carboxiterminal e um domínio bastão. São encontrados tanto no citoplasma da célula, como nuclearmente

Bibliografia:http://morpheus.fmrp.usp.br/biocell/citoesq.htm