A Célula: Citosol e Citoesqueleto

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

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)