Citoesqueleto, Notas de estudo de Ciências Biologicas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ

PRÓ REITORIA DE ENSINO E GRADUAÇÃO

CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

O CITOESQUELETO: FORMA, MOBILIDADE, BASES MOLECULARES E

MOVIMENTOS CELULARES

MACAPÁ

BRUNA RIWELLY MODESTO LOBO

DEUZARINA DUARTE CARDOSO

LUCAS SILVA SANTOS JÚNIOR

LUCCAS XAVIERVDA FONSECA

RUBENILSON DE OLIVEIRA PINTO

O CITOESQUELETO: FORMA, MOBILIDADE, BASES MOLECULARES E

MOVIMENTOS CELULARES

Trabalho apresentado à disciplina de Biologia Celular, como requisito avaliativo para obtenção de nota do Curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal do Amapá, orientado pelo Professor Dr. Júlio Sá. MACAPÁ 2013

1.INTRODUÇÃO

As células eucariontes conseguem adotar diversas formas, organizarem os vários componentes que fazem parte do seu interior, interagirem mecânicamente com o abiente em que se encontram, isso se dá pois estas possuem uma armação proteica filamentosa espalhada por todo o citosol, que recebeu o nome de citoesqueleto. Bem diferente do esqueleto ósseo, o citoesqueleto é uma estrutura altamente dinâmica que está continuamente se reorganizando, conforme as células vão alterando suas formas,como por exemplo no processo de divisão celular ou respondendo ao ambiente em que esta se encontra. Ao contrário do nome, o citoesqueleto não funciona unicamente como “ossos” da célula, mas também como seus músculos, sendo responsável pelos movimentos celulares, como por exemplo o deslizamento da célula sobre uma determinada superfície,ou a contração das células musculares e as alterações no formato celular que ocorrem no longo processo de desenvolvimento de um embrião. A célula eucariótica, é comparada a uma fábrica que produz substâncias altamente complexas que possui em seu interior um alto grau de organização, no qual máquinas especializadas, apesar de concentradas em áreas distintas, estão conectadas por sistemas de transporte.O citoesqueleto controla o posicionamento das organelas que desempenham essas funções especializadas e também fornece a maquinaria de transporte que deve conectá-las. O citoesqueleto é composto por três tipos de filamentos – os filamentos intermediários, os microtúbulos e os filamentos de actina e um conjunto de proteínas acessórias classificadas como reguladoras, ligadoras e motoras.

2. COMPOSIÇÃO DO CITOESQUELETO

O citoesqueleto é composto por três tipos de filamentos – os filamentos intermediários, os microtúbulos e os filamentos de actina e um conjunto de proteínas acessórias classificadas como reguladoras, ligadoras e motoras. As proteínas reguladoras controlam o nascimento, o alongamento, o encurtamento e o desaparecimento dos três filamentos principais do citoesqueleto. Estes processos se baseiam nas propriedades moleculares dos filamentos, já que são polímeros integrados por unidades monoméricas dispostas linearmente que podem somar-se ou subtrair-se. As proteínas ligadoras conectam os filamentos entre si ou com outros componentes da célula. As proteínas motoras servem para transladar macromoléculas e organelas de um ponto a outro do citoplasma. Também fazem com que dois filamentos contíguos e paralelos entre si deslizem em sentidos opostos, o que constitui a base da motilidade, da contração e das mudanças de forma da célula. Esta propriedade confere uma função adicional ao citoesqueleto, a de ser o “sistema muscular” da célula, ou seja, a citomusculatura. O exemplo mais estruturado de interação entre filamentos e proteínas motoras encontra-se na miofibrila da célula muscular esquelética, na qual compõem uma armação macromolecular adaptada para a contratilidade. O citoesqueleto dá forma estável ou mutante ás células, como resultado da interação dos três tipos de filamentos com diferentes proteínas acessórias. Em primeiro lugar serão analisados os filamentos intermediários; em seguida, os microtúbulos e, finalmente, os filamentos de actina, cada um com suas respectivas proteínas acessórias. 3.FILAMENTOS DO CITOESQUELETO

3. 1 FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS Os filamentos intermediários apresentam uma grande resistência à tensão, e sua principal função é permitir que as células resistam ao estresse mecânico ocasionado quando essas são distendidas.Esses filamentos são denominados “intermediários”, pois, nas células musculares lisas, as células nas quais foram originalmente identificados, seu diâmetro se encontra entre o diâmetro dos delgados filamentos que contêm actina e aquele dos espessos filamentos de miosina.

mecânica, por isso são encontrados filamentos muito mais desenvolvidos nas células submetidas a grandes tensões. 3.1.2 OS DIFERENTES TIPOS DE FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS SÃO CARACTERIZADOS POR PROPRIEDADES A seguir oferecemos uma breve descrição das características principais dos seis tipos de filamentos intermediários: Laminofilamentos. Em todas as células, apoiada sobre a fase interna do envoltório nuclear, existe uma malha delgada de filamentos intermediários conhecida como lâmina nuclear , composta por filamentos intermediários chamados laminofilamentos, que são os únicos que não se localizam no citosol. Os laminofilamentos contêm três tipos de monômeros com pesos moleculares que variam de 65 a 75 kDa. Esses monômeros possuem domínios fibrosos mais longos que os dos filamentos intermediários citosólicos, e seu encaixe gera uma malha achatada e não uma rede tridimensional. A lâmina nuclear é responsável pela forma e resistência do envoltório nuclear. Filamentos de queratina. Os filamentos de queratina (ou ceratina*) chamados também tonofilamentos são encontrados nas células epiteliais, particularmente na epiderme e seus derivados (pêlos, unhas, etc.), nas mucosas e nas glândulas. Que se associam aos hemidesmossomos e aos desmossomos, com os quais compõem uma trama filamentosa contínua espalhada por todo o epitélio, ao qual conferem grande parte de sua resistência mecânica. Uma proteína ligadora denominada filagrina une os filamentos de queratina no seu ponto de cruzamento. Os monômeros de filamentos de queratina são chamados citoqueratinas. Existem cerca de 30 citoqueratinas diferentes classificadas em dois grupos: as de classe I , que são ácidas, e as de classe II , que são neutras ou básicas. Os diferentes tipos de células epiteliais contêm filamentos de queratina diferentes já que cada um fabrica citoqueratinas de qualidade distinta. Por exemplo, as células epiteliais da bexiga contêm uma combinação particular de citoqueratinas, pertencentes às classes I e II. Algo similar ocorre nos outros epitélios. Estas combinações particulares são aproveitadas para diagnosticar a origem de alguns tumores cancerígenos e suas metástases, já que as citoqueratinas não se modificam com a formação cancerosa e podem ser identificadas com a ajuda de anticorpos específicos. Filamentos de vimentina. Os filamentos de vimentina (do latim vimentus , ondulado) apresentam um aspecto ondulado e seus monômeros têm um peso molecular de 54 kDa. São muito comuns nas células embrionárias. No organismo desenvolvido localizam-se nas células de origem

mesodérmica, como os fibroblastos, células endoteliais, células do sangue, etc. A proteína ligadora que une os filamentos de vimentina no seu ponto de cruzamento é a plactina. Uma vez que os anticorpos contra os monômeros de vimentina mostram reações cruzadas em células de mamíferos, aves e anfíbios podemos afirmar que são proteínas que se conservaram no decorrer da evolução. Filamentos de desmina. Os filamentos de desmina são formados por monômeros de 53 kDa e se encontram no citoplasma de todas as células musculares, sejam estriadas (voluntárias e cardíacas) ou lisas. Nas células estriadas ligam as miofibrilas por seus lados. Nas células cardíacas também se associam aos desmossomas dos discos intercalares. Nas células musculares lisas associam-se aos filamentos de actina. Os filamentos de desmina unem-se entre si mediante uma proteína ligadora específica denominada sinamina. Neurofilamentos. Os neurofilamentos são os principais elementos estruturais dos neurônios, incluindo dendritos e axônio. Neste formam uma rede tridimensional que converte o axoplasma (o citosol do axônio) em um gel extremamente resistente e estruturado. Nos neurofilamentos são reconhecidos três tipos de monômeros, com pesos que vão de 68 a 200 kDa. Filamentos gliais. Os filamentos gliais encontram-se no citosol dos astrócitos e de algumas células de Schwann. São compostos por monômeros ácidos de 50 kDa. Os oligodendrócitos não contêm este tipo de filamentos intermediários. 3.2 MICROTÚBULOS Os microtúbulos são filamentos do citoesqueleto encontrados em quase todas as células eucariontes e possuem um diâmetro de 25 nm. São caracterizados por seu aspecto tubular e porque são notavelmente retilíneos e uniformes. Nos cortes transversais apresentam uma configuração anular, com uma parede de 6 nm de espessura e uma luz central uniformemente clara. De acordo com sua localização, os microtúbulos se classificam em: 1) citoplasmáticos , presentes na célula em interfase; 2) mitóticos , correspondentes às fibras do fuso mitótico; 3) ciliares , localizados nos eixo dos cílios e 4) centriolares , pertencentes aos corpúsculos basais e aos centríolos. Embora todos tenham as mesmas características morfológicas, diferem em algumas propriedades. Por exemplo, os microtúbulos ciliares e os centriolares são muito estáveis comparados com os citoplasmáticos e os mitóticos, que mudam permanentemente de comprimento. As proteínas acessórias dos microtúbulos (reguladoras, ligadoras e motoras) recebem o nome de MAP (do inglês, microtubule-associated proteins ).

contíguas. Graças à polaridade das tubulinas, o próprio microtúbulo acaba polarizado, já que em uma de suas extremidades ficam expostas as subunidades α e na outra, as subunidades β. Os heterodímeros podem se agregar (polimerizar-se) ou se afastar (despolimerizar-se) por ambas as extremidades. Como é óbvio, durante a polimerização, o microtúbulo se alonga e, durante a despolimerização ele se encurta. Uma das extremidades do microtúbulo é chamada mais [+]; a outra, menos [-]. Estas designações são devidas ao fato de o microtúbulo se alongar pela extremidade [+] e se encurtar mais rapidamente pela extremidade [-]. 3.2.3 OS MICROTÚBULOS CITOPLASMÁTICOS SÃO ESTRUTURAS DINÂMICAS A extremidade [-] dos microtúbulos se localiza no centrossomo. Ali, os processos de polimerização e de despolimerização se acham bloqueados por influência de um componente centrossômico (mais adiante veremos que se trata do complexo proteico de γ-tubulinas). Os microtúbulos citoplasmáticos são estruturas dinâmicas, já que incessantemente se formam microtúbulos novos, quando alguns se alongam e outros se encurtam até desaparecer. Os microtúbulos se desenvolvem a partir da matriz centrossômica. Para isso, algumas poucas tubulinas (provenientes do depósito de tubulinas livres que se acham no citosol) concorrem para a matriz centrossômica e se nucleiam (polimerizam-se). Esse núcleo constitui o primeiro esboço do microtúbulo e se forma por influência do complexo proteico de γ-tubulinastubulinas , que promove o encaixe das primeiras 13 tubulinas da extremidade [-]. Os centríolos não desempenham nenhum papel neste processo. De imediato, o microtúbulo começa a crescer por sua extremidade [+], ao serem agregadas novas tubulinas provenientes do depósito de tubulinas do citosol. O complexo de γ-tubulinas tem forma anular, seu diâmetro é similar ao dos microtúbulos, e se comporta como um molde a partir do qual se nucleiam as primeiras 13 tubulinas. Sua forma seria como a que permite a defasagem existente entre as tubulinas dos protofilamentos contíguos. Além disso, o complexo de γ-tubulinas se comporta como um capuz que bloqueia o crescimento e o encurtamento do microtúbulo por sua extremidade [-]. Quando as tubulinas se despolimerizam dos microtúbulos, passam a fazer parte do depósito de tubulinas livres do citosol. Inicialmente, cada tubulina contém um GDP em sua subunidade β, que não tarda em se intercambiar por um GTP no mesmo citosol. Em seguida, as tubulinas com GTP são atraídas pelas extremidades [+] dos microtúbulos em crescimento e se unem a eles. Diferentemente do que ocorre no citosol, a polimerização faz com que o GTP das tubulinas se

hidrolise em GDP e fosfato. Como vemos, a formação dos microtúbulos é um processo que consome energia. As tubulinas com GDP tendem claramente a se despolimerizar da extremidade [+] dos próprios os filamentos, o que se deve ao encurvamento que essa extremidade sofre por influência precisamente do GDP. Assim descrito, o processo de polimerização e despolimerização das tubulinas compreenderia um círculo vicioso, já que a polimerização com a consequente formação de GDP levaria à imediata despolimerização dos monômeros. Isto não ocorre, já que as tubulinas recém- incorporadas demoram um tempo para hidrolisar seu GTP e formam um capuz de tubulinas-tubulinasGTP em uma extremidade do microtúbulo, o que impede a saída das tubulinas chegadas com antecedência, apesar de que, nelas, o GTP já se converteu em GDP. Por causa desta particularmente denominada instabilidade dinâmica quando um microtúbulo alcança o comprimento desejado, para mantê-lo deveria alternar breves períodos de polimerização com outros de despolimerização. Tendo em vista que em termos energéticos isso seria muito oneroso, desconta-se a existência de proteínas reguladoras que se unem à extremidade [+] do microtúbulo para evitar esta instabilidade. A despolimerização do microtúbulo é muito rápida do que a polimerização. A diferença de velocidade se torna evidente quando o microtúbulo passa de uma fase de alongamento para outra de encurtamento e vice-versa. No primeiro caso, a despolimerização é tão abrupta que é conhecida como “catástrofe”. Por outro lado, quando o encurtamento cessa, e o microtúbulo começa a se alongar, o processo por ser relativamente lento leva o nome de “salvamento”. No citosol existe uma proteína reguladora chamada catastrofina que detém o crescimento dos microtúbulos e causa sua despolimerização depois da perda do capuz de tubulinas-GTP. A colchicina , um medicamento utilizado para o tratamento da gota , atua de forma semelhante, já que se une às tubulinas e impede sua polimerização, o que leva pelo fato de o capuz não se formar ao desaparecimento dos microtúbulos. A colcemida é um derivado da colchicina que possui os mesmos efeitos. 3.2.4 OS MICROTÚBULOS CITOPLASMÁTICOS SÃO NECESSÁRIOS PARAO TRANSPORTE DE ORGANELAS E DAS MACROMOLÉCULAS Os microtúbulos citoplasmáticos constituem verdadeiras vias de transporte pelas quais se mobilizam macromoléculas e organelas (mitocôndrias, vesículas transportadoras etc.) de um ponto a outro do citoplasma. Esta função é realizada com assistência de duas proteínas motoras, a cinesina e a dineína. Quando elas estão “carregadas” com o material a transportar, a cinesina

lhes confere estabilidade. Outras MAP ligadoras, chamadas MAP1 e MAP2 , criam pontes similares desses microtúbulos neuronais. As tau contêm um número determinado de fosfatos, cujo aumento altera seu funcionamento normal. O aumento dos fosfatos poderia se produzir pela presença de cinases superativas ou de fosfatases hipoativas. Isto ocorre na doença de Alzheimer , caracterizada por deterioração neuronal progressiva como consequência da instabilidade dos microtúbulos. Como na seção anterior, estes microtúbulos são imprescindíveis para o transporte intracelular de organelas e de outros materiais vitais para a célula. 3.2.6 OS MICROTÚBULOS MIÓTICOS MOBILIZAM OS CROMOSSOMOS DURANTE A MITOSE E MEIOSE A célula em mitose e em meiose conta com dois centrossomos em lugar de um, e os microtúbulos citoplasmáticos observados na interfase são substituídos pelos microtúbulos mitóticos, chamados também fibras do fuso mitótico. Ao contrário dos citoplasmáticos nos microtúbulos mitóticos, a extremidade [-] não se acha bloqueada pela matriz centrossômica, de modo que os microtúbulos podem se polimerizar e se despolimerizar também por essas extremidades. Os microtúbulos mitóticos podem desaparecer mediante o uso de vimblastina e de vincristina. Esses medicamentos atuam de forma semelhante à colchicina embora não o façam quase seletivamente sobre as fibras do fuso, daí a sua utilização para bloquear as divisões das células neoplásicas no tratamento do câncer. O taxol (Paclitaxel) é um outro medicamento para tratar o câncer, pois impede a despolimerização das fibras do fuso e induz seu crescimento descontrolado, incompatível com a divisão celular. 3.2.7 OS MICROTÚBULOS CILIARES FORMAM O EIXO DOS CÍLIOS E FLAGELOS Os cílios são apêndices delgados de 0,25 μm de diâmetro e vários micrômeros de comprimento que surgem da superfície de diversos tipos celulares. Os de maior comprimento chamam-se flagelos. Cada um é composto por um eixo citosólico, a matriz ciliar, envolto por um prolongamento da membrana plasmática. Em meio a essa matriz, seguindo o eixo longitudinal do cílio, encontra-se uma armação filamentosa regular chamada axonema , o qual é composto por vários microtúbulos paralelos entre si associados com proteínas acessórias. Cada cílio nasce em um corpúsculo basal ou cinetossoma (do grego, kineetós , móvel, e sôma , corpo), que é uma estrutura idêntica a um centríolo do diplossomo. Os corpúsculos basais e

os centríolos serão analisados na Seção 1.14. 3.2.8 O MOVIMENTO DOS CÍLIOS Os cílios são estruturas que se movem. Segundo as células em que se encontram, seus movimentos servem para arrastar líquidos e partículas (como ocorre na árvore respiratória), para deslocar outras células (por exemplo, os espermatozoides, o ovócito (oócito) ou zigoto na tuba uterina) ou para mobilizar as células automaticamente (por exemplo, os espermatozoides). O movimento ciliar pode ser pendular, unciforme, infundibuliforme ou ondulante. No movimento pendular, o cílio parece rígido e se flexiona em sua base. No unciforme (o mais comum nos metazoários) o cílio se dobra e adquire a forma de uma forquilha. No infundibuliforme, o cílio gira, descrevendo uma figura cônica. No ondulante, característico dos flagelos, o movimento se desloca da extremidade proximal à extremidade distal do cílio. Nas superfícies epiteliais cobertas por cílios pode se ver que estes se movem coordenadamente e dão lugar a verdadeiras ondas que se deslocam pelo epitélio em uma determinada direção. Estes ondas são produzidas porque cada cílio se move com pequeno atraso (ou adiantamento) com relação ao situado à frente (ou atrás) dele. A passagem da onda de uma célula à vizinha derivaria da passagem de certos solutos (sinais) através das junções comunicantes que regulam as células epiteliais entre si. O movimento ciliar é produzido pelo axonema. Observados em um corte transversal, os microtúbulos do axonema mostram uma configuração especial conhecida como “9 + 2”. Isso obedece ao fato de que na parte periférica dessa estrutura observam-se nove pares de microtúbulos, os quais formam um círculo, e na parte central, dois microtúbulos mais. Diz-se “9 + 2” porque os dois microtúbulos de cada par periférico estão firmemente unidos entre si formam uma dupla, e os do par central estão separados. Um dos microtúbulos de cada par periférico, identificado com a letra A, é complexo, quer dizer, possui 13 protofilamentos; o outro, chamado B, é incompleto, pois conta com 10 ou 11 protofilamentos. As duplas se dispõem em forma oblíqua, de modo que o microtúbulo A encontra-se mais próximo do centro do cílio que o microtúbulo B. Além disso, as extremidades [-] de ambos os microtúbulos apontam para o corpúsculo basal. O axonema contém proteínas ligadoras e proteínas motoras. As proteínas ligadoras unem as duplas entre si e as sustentam em suas posições no interior do cílio, o que mantém a integridade do axonema durante o movimento ciliar. Assim, as nexinas unem o microtúbulo A de uma dupla ao microtúbulo B da dupla vizinha; a bainha interna envolve os microtúbulos centrais, e as proteínas radiais unem os microtúbulos A com essa bainha. As proteínas motoras são representadas pela dineína ciliar. Esta se diferencia da dinéina

mais próximo do centro do centríolo do que o microtúbulo C. As nove trincas do corpúsculo basal estão conectadas entre si por dois tipos de proteínas ligadoras. Umas são fibras curtas que enlaçam o microtúbulo A de uma trinca com o microtúbulo C da trinca vizinha. As outras são fibras longas que se unem às trincas de forma semelhante aos raios de uma roda. Vimos que cada cílio nasce de um corpúsculo basal que, como o cílio, situa-se perpendicularmente à membrana plasmática. Cabe lembrar que os microtúbulos A e B das duplas do cílio continuam com os microtúbulos A e B das trincas do corpúsculo basal. O significado do microtúbulo C das trincas e o sítio de origem dos microtúbulos centrais do axonema ainda não foram determinados. Às vezes, a extremidade livre do corpúsculo basal mostra uma raiz fibrilar curta que se introduz no citoplasma e que tem por função sustentar o cílio. Os corpúsculos basais se diferenciam dos centríolos do diplossomo pelas seguintes particularidades: 1) os primeiros localizam-se próximo da superfície celular (na raiz dos cílios) e os segundos próximos do núcleo; 2) os corpúsculos basais não possuem a matriz centrossômica que envolve os centríolos; 3) os corpúsculos basais podem ser formados por apenas uma unidade, enquanto os centríolos apresentam-se de dois a dois, ambos perpendiculares entre si. 3.2.10 NA CILIOGÊNESE , OS MICROTÚBULOS DO AXONEMA SE DESENVOLVEM À PARTIR DO CORPÚSCULO BASAL Na ciliogênese, os microtúbulos A e B do corpúsculo basal cumprem a função da γ-tubulina do centrossomo, ou seja, atuam como moldes para a nucleação (polimerização) das primeiras tubulinas dos microtúbulos A e B do axonema. As tubulinas do axonema nascente se unem às extremidades [+] dos microtúbulos A e B do corpúsculo basal, que apontam para a superfície da célula. Portanto, as extremidades [-] dos microtúbulos dos cílios se localizam junto ao corpúsculo basal. Depois da nucleação inicial, novas tubulinas são agregadas, alongando os microtúbulos do axonema até que o cílio alcance o seu comprimento definitivo. 3.2.11 OS CORPÚSCULOS BASAIS SE DERIVARIAM DOS CENTRÍOLOS DO CENTROSSOMO Pelo que foi dito na seção anterior, deduzimos que antes que os cílios nasçam, formam-se os respectivos corpúsculos basais. Estes apareceriam como consequência de uma reprodução

dicotômica por parte dos centríolos do diplossomo, mediante um processo baseado no desenvolvimento de procentríolos similar. Outra teoria sugere que os corpúsculos basais se formariam de novo , sem a participação dos centríolos. 3.3 FILAMENTOS DE ACTINA 3.3.1 O DIÂMETRO DOS FILAMENTOS DE ACTINA Os filamentos de actina ou microfilamentos possuem um diâmetro de 8 nm e são mais flexíveis que os microtúbulos. Podem estar associados em feixes ou redes, de modo que raramente são vistos isolados. Com base na sua distribuição na célula, os filamentos de actina classificam-se em: 1) corticais , que se localizam por baixo da membrana plasmática, onde constituem o componente citosólico mais importante, e 2) transcelulares , visto que atravessam o citoplasma em todas as direções. Da mesma forma que os microtúbulos tratados com anticorpos antitubulina, os filamentos de actina podem ser localizados com a ajuda de anticorpos antiactina fluorescentes. Os filamentos de actina também formam o esqueleto das microvilosidades e fazem parte da armação contrátil das células musculares. Os filamentos de actina são polímeros constituídos pela soma linear de monômeros, cujo encaixe dá aos filamentos uma configuração helicoidal característica. Os monômeros encontram-se livres no citosol, onde formam um depósito ao qual a célula recorre quando necessita. Cada monômero é um polipeptídeo de 375 aminoácidos que se encontra associado a um ADP ou um ATP; sua estrutura terciária é globular, daí receber o nome de actina G. Igualmente aos microtúbulos, os filamentos de actina possuem uma extremidade [+] e uma extremidade [-]; pela primeira, alongam-se e se encurtam mais rapidamente que pela segunda. Esta bipolaridade deve-se a que os próprios monômeros que possuem. 3.3.2 OS FILAMENTOS DE ACTINA SE FORMAM À PARTIR DE TRÍMEROS DE ACTINAS G Cada filamento de actina começa a se formar a partir de um núcleo de três monômeros de actina G que se combinam entre si, em qualquer ponto do citosol onde a constituição de filamentos de actina seja necessária. O alongamento do núcleo original ocorre como consequência da agregação sucessiva de novos monômeros nas extremidades [+] e [-] do filamento ainda inacabado. Para a polimerização é necessário que as actinas G contenham um ATP.

Nas células epiteliais, os feixes de filamentos de actina corticais se dispõem nas mais variadas direções e compõem uma malha contínua por baixo da membrana plasmática. Os filamentos se unem entre si e à membrana plasmática mediante a proteína ligadora fodrina. Por sua vez, esta se conecta a proteínas integrais da membrana, uma das quais é nada menos que o contratransportador de Na+^ e K+^ por intermédio de outra proteína ligadora, a anquirina. A fodrina é semelhante à espectrina que se encontra na membrana terminal das microvilosidades e no citoesqueleto das hemácias. 3.3.4 NOS EPITÉLIOS, UMA FRANJADEMICROFILAMENTOS DE ACTINA CORTICAIS PARTICIPAM NA FORMAÇÃO DO CINTURÃO DE ADESÃO O cinturão de adesão é uma forma de junção intercelular presente próxima da superfície apical das células epiteliais. Trata-se de uma franja reforçada de filamentos de actina corticais, que compõem uma espécie de anel que circunda cada célula. Estes filamentos se conectam com proteínas da membrana plasmática chamadas caderinas , por meio das proteínas ligadoras placoglobina , catenina , α-tubulinasactinina e vinculina. O cinturão de adesão é composto pelos filamentos de actina, pelas caderinas e pelas proteínas ligadoras. 3.3.5 EM ALGUNS EPITÉLIOS EMBRIONÁRIOS, O CINTURÃO DE ADESÃO TEM FUNÇÕES MORFOGENÉTICAS Nas células de alguns epitélios embrionários, os filamentos de actina do cinturão de adesão se encurtam, motivo pelo qual, a esta altura, as células reduzem o seu diâmetro. Consequentemente, as células perdem sua forma cilíndrica e adquirem um aspecto piramidal, o que gera um sulco e, em seguida, um tubo separado do epitélio de origem. 3.3.6 NAS CÉLULAS EPITELIAIS, OS FILAMENTOS DE ACTINA TRANSCELULARES TRANSPORTAM ORGANELAS Como em todas as células, nas epiteliais, os filamentos de actina transcelulares se acham estendidos entre pontos opostos da membrana plasmática e entre esta e o envoltório nuclear, de modo que atravessam o citoplasma em várias direções. Entretanto, próximo ao envoltório nuclear, existe uma rede de filamentos de actina que descansa sobre a malha perinuclear de filamentos intermediários; a essa rede ligam-se os filamentos de actina que partem do envoltório. Ao contrário, ao nível da membrana plasmática, os filamentos transcelulares se conectam com os filamentos de

actina corticais ou se unem a proteínas de membrana especiais. Os filamentos de actina transcelulares atuam como vias para transportar organelas pelo citoplasma. Este transporte é mediado pelas proteínas motoras miosina I e miosina V. A miosina I tem uma cabeça e uma cauda, pois uma de suas extremidades é globular e a outra, fibrosa. Quando esta proteína motora funciona, sua cauda se liga à membrana da organela que vai ser transladada, em geral, uma vesícula do sistema de endomembranas e sua cabeça se une intermitentemente a um filamento de actina vizinho, este último porque a cabeça da miosina I muda de posição repetidamente. As junções e disjunções alternadas fazem com que a miosina I deslize na direção da extremidade [+] do filamento de actina. As mudanças de posição da cabeça, responsáveis por esse deslizamento, consomem ATP, que é hidrolisado a ADP e P por uma ATPase dependente de Ca2+^ situada na própria cabeça. A miosina I desloca-se, aproximadamente, 10 nm por cada ATP que consome. A miosina V “caminha” sobre o filamento de actina e cada “passo” que dá avança cerca de 37 nm. 3.3.7 NAS CÉLULAS CONJUNTIVAS, OS FILAMENTOS DE ACTINA TRANSCELULARES SÃO CHAMADOS DE FIBRAS DE TENSÃO Nas células conjuntivas, a distribuição dos filamentos de actina transcelulares, denominadas fibras de tensão , é semelhante à indicada na seção anterior, embora componham feixes mais espessos e mais numerosos. Em cada feixe, a proteína ligadora α-tubulinasactinina une os filamentos de actina entre si. Ademais, cada filamento se liga à membrana plasmática mediante uma estrutura conhecida com o nome de contato focal. A extremidade do filamento se conecta com uma proteína transmembrana heterodimérica chamada integrina , por meio das proteínas ligadoras talina , α-tubulinas actinina, paxilina e vinculina. O conjunto, composto pela extremidade do filamento de actina, as proteínas ligadoras e a integrina, constitui o contato focal. Por seu domínio externo, a integrina se liga a uma proteína da matriz extracelular chamada fibronectina , e esta a uma fibra de colágeno. Entre os filamentos de actina das fibras de tensão encontram-se numerosas unidades da proteína motora miosina II , composta de dois polipeptídeos pesados, cada um combinado com dois polipeptídeos leves. Os seis polipeptídeos geram uma molécula fibrosa com duas cabeças em uma de suas pontas, já que nelas os polipeptídeos pesados têm uma estrutura globular. Como na miosina I, as cabeças da miosina II possuem atividade de ATPase e são responsáveis pelas propriedades mecânicas da molécula. As miosinas II não funcionam isoladas. Para poder atuar associam-se e formam conjuntos