terça-feira, 4 de maio de 2010

O CITOESQUELETO E A SUA COMPOSIÇÃO

AULDREY EINNE ANDRES JUSTI

 

Trabalho referente ao componente curricular metodologia científica do curso de Farmácia da Universidade do Oeste de Santa Catarina como questão avaliativa.

 

RESUMO

O citoesqueleto, presente apenas nas células eucariontes, é uma das mais importantes estruturas das células. Constituído basicamente por três filamentos – filamentos intermediários, microtúbulos, filamentos de actina – ele é o responsável pela variedade de formas e pela execução de movimentos coordenados e direcionados. Os filamentos intermediários – fibras protéicas, duras, resistentes - estão presentes principalmente nas células que sofrem atrito, como as da epiderme, se fixando a especializações da membrana. Apresentam essa denominação por possuírem diâmetro de tamanho intermediário entre os filamentos finos (actina) e microtúbulos, de calibre maior. Os microtúbulos têm acentuada participação no movimento de cílios e flagelos, no transporte celular de partículas, no deslocamento dos cromossomos na mitose, e no estabelecimento e formação das células. Outro filamento que compõe o citoesqueleto são os de actina, sendo de muita importância em função de estarem presentes em abundância nos músculos, porém podem ser encontrados também no citoplasma de todas as células. Na microscopia eletrônica aparecem como fios de 8 nm de espessura, consistindo de uma dupla alfa-hélice compacta de moléculas de actina globular uniformemente orientadas.

Palavras chaves: Citoesqueleto. Microtúbulos. Filamentos intermediários. Filamentos de actina.

 

ABSTRACT

The cytoskeleton is present only in eukaryotic cells, is one of the most important structures of cells. Composed of three strands - intermediate filaments, microtubules, actin filaments - he is responsible for the variety of forms and carrying out coordinated and directed movements. Intermediate filaments - protein fibers, hard, tough - are present mainly in cells that suffer from friction, such as the epidermis, is securing the expertise of the membrane. Have this designation by having a diameter of intermediate size between the thin filaments (actin) and microtubules, larger caliber. The microtubules are marked participation in the movement of cilia and flagella, in the cellular transport of particles in displacement of chromosomes in mitosis, and the establishment and formation of cells. Another strand that makes up the cytoskeleton is actin, being of great importance due to be present in abundance in muscles, but can also be found in the cytoplasm of all cells. Electron microscopy appears as wires 8 nm thick, consisting of a double alpha-helix compact globular actin molecules uniformly oriented.

Key words: Cytoskeleton. Microtubules. Intermediate filaments. Actin filaments.

 

INTRODUÇÃO

O nome citoesqueleto é dado a uma armação composta por proteínas, em forma de filamentos, espalhada por todo o citosol, encontrada nas células eucariontes. Três tipos de filamentos – filamentos intermediários, os microtúbulos e os filamentos de actina – e um conjunto de proteínas acessórias – reguladoras, ligadoras e motoras – constituem o citoesqueleto (ROBERTIS E HIB, 2006).

Controlar o nascimento, o alongamento, o encurtamento e o desaparecimento dos três filamentos principais do citoesqueleto são funções atribuídas às proteínas reguladoras. Já as ligadoras têm como principal atividade ligar os filamentos entre si ou entre outros componentes existentes na célula. As motoras, por sua vez, transportam macromoléculas e organelas de um ponto a outro do citoplasma. Essas também possuem a responsabilidade de fazer com que dois filamentos contíguos e paralelos deslizem entre si, em sentidos opostos, constituindo dessa forma a base da motilidade, da contração e das mudanças de forma da célula. Segundo Robertis e Hib (2006), “esta propriedade confere uma função adicional ao citoesqueleto, a de ser o ‘sistema muscular’ da célula, ou seja, a citomusculatura.”

Entretanto, o citoesqueleto tem por finalidade dar forma às células, interando os três filamentos com diferentes proteínas acessórias.

 

1.1  OBJETIVOS

1.1.1     Objetivo Geral

            Caracterizar o citoesqueleto como uma estrutura de grande importância para a forma e a contração das células eucariontes.

1.1.2     Objetivos específicos

·        Demonstrar as funções do citoesqueleto

·        Especificar a finalidade dos contituintes do citoesqueleto

 

1.2  JUSTIFICATIVA

O estudo do citoesqueleto é importante pois este desempenha um papel essencial nas células estabelecendo, mantendo ou modificando suas estruturas. Segundo Junqueira e Carneiro, 2005 “é responsável também pelos movimentos celulares como contração, formação de psedópodos e deslocamentos intracelulares de ribossomos, organelas, cromossomos, vesículas e grânulos diversos.”

 

2 DESENVOLVIMENTO

De acordo com o tipo estrutural e a necessidade da célula os elementos estruturais apresentam aspectos diferentes, constituindo um conjunto dinâmico.

 

2.1 FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS

Os filamentos intermediários, constituintes do citoesqueleto, recebem esse nome por apresentarem uma espessura menor que a dos microtúbulos e maior que a dos filamentos de actina, essa análise pode ser feita na figura 1:

 

cytoskeleton02

Figura1: Comparativo de espessura

Fonte: <http://laboratoriotrintaedois.blogspot.com/2008/07/curso-citoesqueleto-na-fiocruz-dia-1.html>. Acesso em 09/04/2010

 

Os filamentos intermediários não são constituídos por monômeros precursores que constantemente se agregam e se separam. São mais estáveis que do que os microtúbulos e os filamentos de actina (JUNQUEIRA E CARNEIRO, 2005).

Nas células que sofrem atrito, como as da epiderme, os filamentos intermediários se apresentam em maior quantidade se fixando a especializações da membrana plasmática. Aparecem também nos axônios – prolongamentos das células nervosas ou neurônios – e em todos os tipos de células musculares. Entretanto, estão ausentes nas células que se multiplicam de forma rápida, como nos oligodendrócitos – células que produzem mielina no sistema nervoso central.

Conforme Robertis e Hib (2006),

Os filamentos intermediários contribuem para a manutenção da forma celular e estabelecem as posições das organelas no interior da célula. Todavia, sua função principal é de natureza mecânica, por isso são encontrados filamentos muito mais desenvolvidos nas células submetidas a grandes tensões.

           

2.2 MICROTÚBULOS

Encontrados em quase todas as células eucariontes, os microtúbulos – constituintes do citoesqueleto – são caracterizados pela forma tubular, sendo retilíneos e uniformes.  Possuem quatro classificações: citoplasmáticos, mitóticos, centriolares e ciliares. Apesar de apresentarem as mesmas características morfológicas possuem diferentes propriedades.

A movimentação de cílios e flagelos, o transporte intracelular de partículas, o deslocamento dos cromossomos na mitose, o estabelecimento e manutenção da forma celular tem participação efetiva dos microtúbulos.

São estruturas dinâmicas em várias células, podendo aumentar ou diminuir em comprimento pela adição ou perda de subunidades de tubulina. As proteínas motoras se movem de uma direção a outra ao longo dos microtúbulos carregando organelas específicas para os locais pré-determinados dentro da célula (GREGHI, 1999).

Algumas moléculas interferem na função dos microtúbulos, alterando a função dos mesmos nos processos celulares dos quais participam.

Conforme Junqueira e Carneiro (2005),

Na década de 30, observou-se que o alcalóide colchicina paralisa a mitose na metáfase, e, desde então, a colchicina tem sido usada nos estudos sobre os cromossomos e a divisão celular. Estudos posteriores mostraram que a colchicina se combina especificamente com os dímeros de tubulina e causa o desaparecimento dos microtúbulos menos estáveis, como o do fuso mitótico. Os microtúbulos dos cílios e flagelos são resistentes à colchicina, talvez devido às proteínas (MAPS) a eles associadas.

 

2.3 FILAMENTOS DE ACTINA

Formados por duas cadeias em espiral de monômeros globosos da proteína actina G, que se polimerizam lembrando dois colares de pérolas enrolados, os filamentos de actina se agregam para formar feixes mais espessos. Segundo Magalhães, Costa e Faria (2002), “embora os filamentos de actina estejam distribuídos por toda a célula, eles estão mais concentrados no córtex, logo abaixo da membrana plasmática.”

A actina é encontrada no músculo, entretanto, pode estar presente em menor quantidade no citoplasma de todas as células.

As citocalasinas e as faloidinas (ambas extraídas de fungos) são drogas que influenciam sobre a estrutura dos filamentos de actina, interferindo nos movimentos celulares. A combinação das citocalasinas com moléculas de actina acabam por impedir a polimerização dessas moléculas para a formação de filamentos. Já as faloidinas combinam-se lateralmente com os filamentos de actina, estabilizando-os.

Conforme De Robertis e De Robertis Jr (1993), “os filamentos de actina podem ser facilmente identificados ao microscópio eletrônico, uma vez que se ‘descoram’ com a miosina para construir complexos em forma de flecha.”

 

3 METODOLOGIA

O estudo foi desenvolvido através de uma análise teórica de bibliografias com base na biologia celular e molecular. Foi realizada também uma busca de informações online.

 

4 CONCLUSÃO

Microtúbulos, filamentos de actina, filamentos intermediários e macromoléculas protéicas são constituintes do citoesqueleto. Esses componentes formam um conjunto dinâmico, que assume aspectos diferentes de acordo com o tipo celular e as necessidades da célula. Apenas os filamentos intermediários são estáveis apresentando como funções a sustentação (JUNQUEIRA E CARNEIRO, 2005).

Anatomicamente definidos como cilindros muito delgados e longos, os microtúbulos são formados pela associação de dímeros protéicos dispostos em hélice. Esses estão em constante reorganização. Os processos que envolvem o alongamento e o encurtamento dos microtúbulos são em virtude do desequilíbrio que ocorre entre a polimerização e despolimerização. Tem como atividades principais participar da movimentação dos cílios e flagelos, do transporte intracelular de partículas, do deslocamento dos cromossomos na mitose, além de estabelecer e manter a forma das células.

Já os filamentos de actina, encontrados em sua maioria nos músculos e em menor quantidade no citoplasma de todas as células, têm participação efetiva na formação do córtex celular – camada imediatamente por dentro da membrana plasmática. Diferentes tipos de drogas podem interferir sobre a estrutura desses filamentos, entre elas estão as citocalasinas e as faloidinas.

Entretanto, existem os filamentos que são mais estáveis que os microtúbulos e os filamentos de actina, denominados de intermediários. São encontrados abundantemente nas células que sofrem atrito e em menor quantidade nos axônios e em todos os tipos de células musculares. Porém, nas células que produzem mielina no sistema nervoso central são ausentes.

No homem, pode-se perceber a presença do citoesqueleto na fecundação – movimento do flagelo do espermatozóide é realizado pelos microtúbulos – e também na fase adulta, pois a contração muscular depende dos microfilamentos de actina e miosina.

Além disso, o citoesqueleto, tem como funções atuar na divisão celular organizando as fibras do fuso, na formação dos centríolos e fibras do áster, nos movimentos celulares, no deslocamento ou migração de organelas citoplasmáticas, no movimento dos cromossomos e no movimento de vesículas.

 

REFERÊNCIAS

CITOESQUELETO. Disponível em <http://morpheus.fmrp.usp.br/biocell/citoesq.htm>. Acesso em Abril/2010.

CITOESQUELETO. Disponível em <http://www.pesquisasnota10.hpg.ig.com.br/bio/58.htm>. Acesso em Abril/2010.

DE ROBERTIS, Emérito; DE ROBERTIS Jr, Norman Sprague. Bases da Biologia Celular e Molecular. 2.ed. 1993.

DE ROBERTIS, Eduardo; HIB, José. Bases da Biologia Celular e Molecular. 4.ed. 2006.

GREGHI, Carlos Magno. Citoesqueleto. Disponível em                                                                           < http://www.dbi.ufla.br/Ledson/LBMP/Citoes13.htm>. Acesso em Abril/2010

JUNQUEIRA, Luiz C; CARNEIRO, José. Biologia Celular e Molecular. 8.ed. São Paulo, 2005.

LUCKMAN, Luiz Carlos; ROVER, Ardinete; VARGAS, Marisa. Diretrizes para elaboração de trabalhos científicos: apresentação, elaboração de citações e referências de trabalhos científicos. Joaçaba, SC: UNOESC, 2007.

MAGALHÃES; COSTA; FARIA. Filamentos de actina, miosina e filamentos intermediários. Disponível em < http://eduep.uepb.edu.br/rbct/sumarios/pdf/filactina.pdf>. Acesso em Abril/2010.

 

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