A Célula: Citosol e Citoesqueleto

O citoesqueleto de uma célula é uma rede de fibras proteicas intracelulares que fornece suporte estrutural, ancora organelos e auxilia o movimento intra e extracelular. O citosol é o líquido dentro da membrana celular que envolve os organelos e o citoesqueleto. O citosol é uma solução complexa onde ocorrem muitos processos bioquímicos.

Última atualização: Apr 1, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Conteúdo

Citoesqueleto

O citoesqueleto é composto por diferentes fibras proteicas que se estendem através do citosol. Três tipos diferentes de fibras proteicas fornecem a estrutura ao longo da qual as proteínas motoras moleculares se movem.

Fibras proteicas

  • Microfilamentos (filamentos de actina):
    • Estrutura:
      • Os mais pequenos
      • Proteína intracelular mais comum
      • 2 filamentos feitos de aproximadamente 7 nm de polímeros de actina (F-actina) enrolados entre si (dupla hélice)
      • O crescimento é direcional (extremidade positiva e negativa).
    • Função:
      • Desmonta e monta rapidamente (autoestrada), permitindo que a célula se mova
      • Fornece um trajeto para a proteína motora miosina
      • Fornece algum suporte estrutural à célula
    • Exemplos:
      • Contrações musculares
      • Montagem ao longo da circunferência da célula durante a citocinése e compressão na divisão em 2 células filhas
      • Movimento de macrófagos dentro do corpo
      • Fluxo citoplasmático (movimento do citoplasma dentro da célula)
  • Filamentos intermediários:
    • Estrutura:
      • Tamanho médio
      • 10nm de diâmetro
    • Compostos por várias fibras proteicas diferentes
    • Função:
      • Manutenção da forma celular
      • Servem de âncora para os organelos
      • Componentes estruturais da lâmina nuclear
    • Exemplos:
      • A queratina protege contra o stress mecânico.
      • Conexão célula-célula e comunicações intercelulares
      • Mais estáveis que os microfilamentos
      • Maior resistência à tração
  • Microtúbulos:
    • Estrutura:
      • Os maiores
      • Espiral de 25-100 nm composta por alfa e beta tubulina
    • Função:
      • Âncora no centríolo próximo ao núcleo
      • Crescimento direcional: adição e subtração de subunidades de tubulina
      • “Autoestradas” para o transporte dentro da célula por motores moleculares
    • Exemplos:
      • Montam e fornecem a estrutura para o movimento cromossómico durante a divisão celular
      • Formam cílios e flagelos, permitindo o movimento através da matriz extracelular

Motores moleculares

Proteínas especializadas que “caminham” ao longo das autoestradas de microtúbulos, transportando organelos, substratos ou cromossomas dentro da célula.

  • Estrutura:
    • Complexos proteicos:
      • Vesícula de transporte
      • Proteína de conexão
      • Proteína motora
    • Complexo diferente com base na direção do transporte:
      • A dineína (dinactina conectora) move-se da periferia em direção ao núcleo.
      • A cinesina move-se do núcleo para a periferia.
  • Função:
    • Converter energia química em energia cinética
    • Transportar substâncias ao longo de “autoestradas” de microtúbulos
    • A montagem ocorre ao longo dos microtúbulos por hidrólise de ATP.
  • Exemplos:
    • Movimentar-se ao longo do fuso mitótico para separar as cromátides irmãs durante a divisão celular
    • Transportar vesículas cheias de neurotransmissores pelos axónios dos neurónios
Motor molecular movendo-se ao longo do microtúbulo

Motor molecular a mover-se ao longo do microtúbulo

Imagem por Lecturio.

Citosol

  • O citosol é um líquido encontrado dentro das células (matriz fluida):
    • Água (70%)
    • Iões dissolvidos (pH 7,0-7,4)
    • Proteínas pequenas
    • Macromoléculas grandes e solúveis em água
  • Rodeado por membrana celular em células procariontes
  • Parte do citoplasma (todo o material dentro da membrana celular, exceto o núcleo)
  • Local dos processos celulares eucariontes:
    • Transdução de sinal
    • Citocinese
    • Glicólise
    • Via das Pentoses Fosfato
    • Biossíntese de proteínas
    • Gliconeogénese
    • Transporte de metabolitos e vesículas
  • Áreas organizacionais dentro do citosol (os componentes não se misturam aleatoriamente):
    • Gradientes de concentração: (e.g., cálcio) podem ser criados perto de canais abertos
    • Complexos proteicos: formam-se para passar o substrato ao longo da via metabólica
    • Compartimentos proteicos: formam-se para separar o conteúdo do citosol (e.g., enzimas proteassómicas dentro do proteassoma)
    • Microdomínios criados pelo citoesqueleto: podem impedir que proteínas maiores acedam a áreas do citosol (crivo)

Referências

  1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002). Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science. How Cells Regulate Their Cytoskeletal Filaments. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26809/
  2. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002). Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science. The Cytoskeleton and Cell Behavior. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26930/
  3. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Molecular Cell Biology. 4th edition. New York: W. H. Freeman. Section 18.1, The Actin Cytoskeleton. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21493/

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