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02/04/2013
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Tema 03: Citoesqueleto
Prof: Dr. Cleverson Agner Ramos
Universidade Federal do Amazonas – ICB – Dep. Morfologia
Disciplina: Biologia Celular / Aulas Teóricas
CitoesqueletoIntrodução
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Filamentos Intermediários
Subunidade Fibrosa
Microtúbulos
Dímero de Tubulina
Monômero de α‐Tubulina
Monômero de β‐Tubulina
CitoesqueletoIntrodução
Citoqueratinas
Vimentina
Desmina
Neurofilamentos
LaminasTubulinas / Actina / /
Microfilamentos (Filamentos de Actina)
Monômero de Actina
MicrofilamentosEstrutura geral dos monômeros
Domínio Menos (‐)
Domínio Mais (+)
Sítio de ligação ao ATP/ADP
II
I
III
IV
8 nm
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MicrofilamentosDinâmica da polimerização da Actina
DESPOLIMERIZAÇÃO
POLIMERIZAÇÃO
MONÔMERO ATIVO
POLIMERIZA NÃO POLIMERIZA
Sítio de ligação ao filamento de actina Proteína ligante no
Sítio de ligação
Proteína ligante mantendo Actina ligada ao ADP/ATP
Timosina β4
Profilina
MicrofilamentosDinâmica da polimerização da Actina
Nucleação Agregação Estado Estável
Actina‐GActina‐F
Núcleo
Extremidade (‐)
Extremidade (+)
ATP
Actina‐F
Núcleo Núcleo
Ativação
Tempo
Massa dos filamen
tos
Sem fragmentos adicionados
Com fragmentos adicionados
Nucleação Agregação Estado Estável
Concentração de Actina
Massa
Monômero
Filamento
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MicrofilamentosProteínas de Controle da Polimerização da Actina
Proteína MM Atividade
Cofilina 15.000 Dissociação da Extremidade (‐)
Severina 40.000 Capa da Extremidae (+)
Gelsolina 87.000 Capa da Extremidae (+)
CapZ 36.000 (α) / 32.000 (β) Capa da Extremidae (+)
Tropomodulina 40.000 Capa da Extremidae (‐)
Complexo Arp2/3 200.000 Capa da Extremidae (‐)
Algumas Proteínas Citosólicas de Controle da Polimerização da Actina
Tropomodulina
Cauda de Miosina
Filamento de Actina
Disco ZDisco Z
Cap Z
MicrofilamentosProteínas Acessórias ‐Miosina
Tipo Cadeia Pesada (MM) Estrutura Tamanho do Passo (nm) Atividade
Ligação de membranas e vesículas de endocitose
Deslizamento em Filamentos de
Actina
Transporte de Vesículas
Endocitose
Projeções Citoplasmáticas
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MicrofilamentosProteínas Acessórias ‐Miosina
Miosina I
Miosina V
Cauda de Miosina II
Cabeça de Miosina II
Região Livre
Miosina Actina
MicrofilamentosContração Muscular
Moléculas de Actina
Moléculas de TropomiosinaMoléculas de Troponina
Actina Tropomiosina Troponina
Filamento Fino
Filamento Fino
Pontes Cruzadas
Filamento Grosso
Molécula de miosina (do Filamento Fino)
Grupos Cabeça
Meromiosina Leve
Meromiosina Pesada
Molécula de miosina dividida pela papaina
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MicrofilamentosCórtex Celular – Funções Variadas nas Células
O córtex celular é uma camada situadalogo abaixo da membrana plasmática,formada por filamentos de actina eproteínas ligantes à actina. Esta camadacontrola a forma e os movimentos desuperfície da maioria das célulasanimais
Reconhecimento, Percepção do Ambiente, Adesão e Migração
Fatores de Crescimento
Formação de Filopódios
Formação de Lamelipódios
Adesão Focal
Miosina IIArp2/3 Cofilina
MicrofilamentosAdesão Celular
Célula‐Célula
Cadeirina
Catenina
Actina
Domínio Extracelular
Célula‐MEC
Integrina
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MicrofilamentosDivisão Celular
MicrofilamentosAumento de Superfície de Absorção
Miosina I
Miosina II
CadeiasLeves
Domínio Motor
Cadeias Pesadas
DomínioMotor
Microfilamentosligados a
membrana
Core de Actina(ligados por
fimbrina e vilina)
Base de filamentos de
Actina
Fibras de Espectrina
Citoqueratinas
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Microtúbulos
Microfilamentos (Filamentos de Actina)
Monômero de Actina
Filamentos Intermediários
Subunidade Fibrosa
Microtúbulos
Dímero de Tubulina
Monômero de α‐Tubulina
Monômero de β‐Tubulina
α‐Tubulina
GTP Cambiável
Protofilamento Reto
Hidrólise do GTP Enfraqueceligações dos monômeros
Protofilamento Curvado
Despolimerização
Troca GDP‐GTP
MicrotúbulosEstrutura geral dos Dímeros
Protofilamento
α‐Tubulina β‐Tubulina
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MicrotúbulosDinâmica de Polimerização
β‐Tubulina
CapaGTP
α‐Tubulina
McrotubulosGDP
Final (+)
Final(‐)
Formação do Protofilamento
Formaçãode Folhas
Alongamentodo Microtúbulo
Massa de Microtúbulos
Refrigerar à 4°C
Aquecer à 37°C
TempoDespolimerizaçãode Microtúbulos
Polimerização de αβ‐Tubulina
MicrotúbuloPre‐existente
Tubulinaligada ao GDP
Tubulinaligada ao GTP
Adição de Tuulinaligada ao GTP
BaixaConcentração de GTP ligado à tubulina livre
Estável Instável
Alta concentração de GTP ligado à tubulina livre
MicrotúbulosProteínas de Controle da Polimerização de MTs
Proteína MM Localização Função
Proteínas que modulam a dinâmica dos microtúbulos
Dendritos e axôniosde células nãoneuronais
Dendritos
Vários tipos cels
Dendritos e axônios
Vários tipos cels
Vários tipos cels
Vários tipos cels
Monta e Estabiliza MTs
Estabiliza e faz ligações cruzadas entre filamentos intermediários
Estabiliza MTs
Monta, estabiliza e liga MTs
Liga MTs, Endossomas e Cromossomos
Liga dímeros de tubulina
Desacoplador de MTs
PROTEÍNAS DE ESTABILIZAÇÃO DOS MTS
PROTEÍNAS DE DESESTABILIZAÇÃO DOS MTS
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MicrotúbulosEfeitos do Taxol e da Colchicina
Taxol
Colchicina
MicrotúbulosCentro Organizador de Microtúbulos (MTOC: Microtubule organizing center )
Os microtúbulos normalmenteapresentam uma das extremidadesancorada a um único centroorganizador de microtúbulos,chamado centrossomo ou centrocelular, (estrutura geralmentelocalizada ao lado do núcleopróximo do centro da célula) e aoutra livre no citoplasma.
Centríolo
Material Paracentriolar
Cinetocoro
CromátidesIrmãs
MTs do Cinetocoro
Centrômero
Dineína
Microtúbulos do Cinetocoro
Citosol
Cen
trômero
Cam
adaInterna
Cam
adaExterna
Corpo Basal
Flageloou Cílio
Núcleo
Centríolo
Célula Animal Interfásica
Célula Nervosa
Dendrito
Axônio
Núcleo
Corpo Celular
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MicrotúbulosProteínas Acessórias/Motoras
MicrotúbulosProteínas Acessórias/Motoras
Golgi ao RER
RER ao Golgi
Dineína
Cinesina
Movimento da Vesícula
Cinesina
Receptor de Cinesina
Microtúbulo Estático
Microtúbulo em Movimento
Cinesina ligada à lâmina de vidro
Vesícula contendo proteínas
Cabeça
Pescoço
CadeiaLeve
Cauda
Sítios de Ligaçãoaos MTs
Haste
Pescoço
Cabeça
CadeiasPesadas
CadeiasIntermediárias
CadeiasLeves
ProteínaCAP
Dinamtina
Espectrina
Dineína
Membrana Ankirina
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MicrotúbulosCílios e Flagelos
Movimento do Cílio
Movimento do Flagelo
Batida de Força Batida de Recuperação
Filamentos Intermediários
Filamentos Intermediários
Subunidade Fibrosa
Microtúbulos
Dímero de Tubulina
Monômero de α‐Tubulina
Monômero de β‐Tubulina
Microfilamentos (Filamentos de Actina)
Monômero de Actina
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Filamentos IntermediáriosEstrutura Geral dos monômeros
Monômero
DímeroParalelo
TetrâmeroAntí‐Paralelo
Protofilamento
Protofibrila
FilamentoIntermediário
BastãoCabeça Cauda
Filamentos IntermediáriosVariabilidade das Proteínas dos Filamentos Intermediários
Proteína MM (10‐3) Forma do Filamento Distribuição Tecidual
LAMINAS NUCLEARES
Lamina A 70 Homopolímero Núcleo
Lamina B 68 Homopolímero Núcleo
Lamina C 68 Homopolímero Núcleo
CITOQUERATINAS (Mais de 15 isoformas)
Citoqueratinas ácidas 40‐57 Heteropolímero Epitélio
Citoqueratinas básicas 53‐67 Heteropolímero Epitélio
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS DO TIPO III
Vimentina 57 Homo/Heteropolímero Mesênquima (Fibroblastos)
Desmina 53 Homo/Heteropolímero Músculo
Proteína Glial Ácida fibrilar 50 Homo/Heteropolímero Células Gliais e Astrócitos
Periferina 57 Homo/Heteropolímero Neurônios Centrais e Periféricos
NEUROFILAMENTOS
NF‐L 62 Homopolímero Neurônios Maduros
NF‐M 102 Heteropolímero Neurônios Maduros
NF‐H 110 Heteropolímero Neurônios Maduros
Internexina 66 ‐‐‐ Desenvolvimento do CNS
Algumas Proteínas de Filamentos Intermediários em Mamíferos
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Filamentos IntermediáriosLaminas Nucleares
CitoplasmaProteína Integral
Membrana Citosólica
Membrana Nuclear
Ribossomo
Complexo Poro Nuclear
RE
Espaço Intermembrana Lamina
Heterocromatina
PORO NUCLEAR
Filamentos IntermediáriosAdesão Celular ‐ Citoqueratinas
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Filamentos IntermediáriosAdesão Celular ‐ Citoqueratinas
MembranaCelulas
Citoqueratina
PlacaProtéica
Desmogleínas Desmocolinas
Normal
Mutante
Derme
Derme
Epiderme
Epiderme
Filamentos IntermediáriosNeurofilamentos
Neurofilamentos de Cels GliaisNeurofilamentos de AxôniosMicrotúbulos
Neurofilamentos
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Filamentos IntermediáriosCélulas Musculares ‐ Desmina
Desmina
Disco Z Desmina/Sinemina
Linha M
Sarcômero
Extremidade (+) dos Filamentosde Actina terminando no disco Z
Disco ZExtremidade(‐) dos filamentos de Actina
Filamentos finos de miosina revertem a polaridade no meio do sarcômero (Linha M)
Citoesqueleto
Polaridade
Estabilidade Dinâmica
Separação das Cromátides
Contatos focais
Citocinese
Protusão
Cinesina e Dineínas
Cílios e Flagelos
Microvilosidades
Desliamento
Polarida
MIGRAÇÃO
MOBILIDADEDIVISÃO CELULAR
ADESÃO AO SUBSTRATO
ADESÃO AO CELULAR
MORFOLOGIA
TRANSPORTE INTRACELULARTRANSPORTE INTRACELULAR
Hemidesmossomos
Desmossomos
Citoqueratinas
NeurofilamentosDesminas
CONTRAÇÃO
MICROFILAMENTOS Polímeros de Actina
Resistência
Polímeros de MICROTÚBULOS
Polímeros de Tubulna
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS
Laminas
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ReferênciasLODISH, H., BERK, A., MATSUDAIRA, P., KAISER, C. A., KRIEGER, M., SCOTT, M. P., ZIPURSKY, S. L. e DARNELL, J. (2004) ‐Molecular Cell Biology. 5th edition & CD‐ROM. New York : W. H. Freeman and Company. ISBN 0716743663.
ALBERTS, B., JOHNSON, A., LEWIS, J., RAFF, M., ROBERTS, K. e WALTER, P. (2002) – Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York : Garland Science. ISBN 0815340729.
JUNQUEIRA L. C. & CARNEIRO, J. (1991). Biologia Celular e Molecular, 5ª ed., Guanabara Koogan. RJ.
NELSON, D. L. e COX, M. M. (2005) ‐ Lehninger Principles of Biochemistry. 4th edition & CD‐ROM (Understand! Biochemistry). New York : W. H. Freeman and Company. ISBN 0716743396.
OSGOOD, M. e OCORR, K. (2005) ‐ The Absolute, Ultimate Guide to Lehninger Principles ofBiochemistry: Study Guide and Solutions Manual. 4th edition. New York : W. H. Freeman andCompany. ISBN 0716759551.
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