Biologia Celular e Molecular. Prof a Dr a. Iêda Guedes

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1 Biologia Celular e Molecular Prof a Dr a. Iêda Guedes

2 Função do Citoesqueleto -rede de filamentos / dinâmica -manutenção da forma da célula -organização da estrutura interna da célula -crescimento e adaptação -papel na divisão celular -tráfego de organelas -movimentação celular -contração muscular -cone de crescimento (neurônio)

3 O citoesqueleto é formado por: Filamentos da actina Filamentos intermediários Microtúbulos

4 Epitélio de revestimento do intestino

5 Filamentos Intermediários

6 A construção de um filamento intermediário

7 A construção de um filamento intermediário Filamentos intermediários I monômero - estresse mecânico - não apresentam polaridade - espessura 10 nm

8 A construção de um filamento intermediário Filamentos intermediários II -8 tetrâmeros formam o filamento

9 As principais categorias de filamentos intermediários

10 As principais categorias de filamentos intermediários

11 Proteínas dos Filamentos Intermediários Tipo Proteína Tamanho (kd) Sítio de Expressão I Queratinas ácidas Células epiteliais (~15 proteínas) II Queratinas básicas ou neutras Células epiteliais (~15 proteínas) III Vimentina 54 Fibroblastos, células brancas do sangue e outros tipos celulares Desmina 53 Células musculares Proteína ácida fibrilar glial 51 Células gliais Periferina 57 Neurônios periféricos IV Proteínas do neurofilamento NF-L 67 Neurônios NF-M 150 Neurônios NF-H 200 Neurônios a - internexina 66 Neurônios V Laminas nucleares Lâmina nuclear de todos os tipos celulares VI Nestina 200 Células do tronco do sistema nervoso central

12 As principais categorias de filamentos intermediários Epithelial-keratin astrocytes-gfap

13 Queratina -cerca de 20 tipos de queratina em células epiteliais humanas -cerca de 10 tipos específicos de unhas e cabelos -forma redes de queratina -mais de um tipo de queratina em um dado tipo celular -mutações nos genes de queratina = doenças -tipagem de carcinomas Célula epitelial, imunolocalização de queratina

14 Os filamentos intermediários no Sistema nervoso Neurofilamentos A) neurofilamentos em axônio B) neurofilamentos em células da glia C) seção trasnversal de axônio -as redes de neurofilamentos são montadas durante o crescimento neuronal -quanto maior a expressão de neurofilamentos maior o calibre do neurônio -neurofilamentos em excesso, interferência no processo de transporte axonal = esclerose lateral amiotrófica

15 Os filamentos intermediários revestindo a membrana nuclear

16 Os filamentos intermediários nos desmossomos

17 Doenças Genéticas Associadas aos Filamentos Intermediários A) Epidermólise bullosa simplex (EBS): -Mutações nos genes K14 e K5 -Sintomas: bolhas na pele provocada pela citólise celular na camada epidermal basal Há três subtipos: 1-) Weber-Cockayne 2-) Koebner 3-) Dowling-Meara B) Hiperqueratose epidermolítica (HE): - Citólise na camada suprabasal C) Epidermólise palmoplantar queratoderma (EPQ): - Bolhas restritas à pele palmoplantar

18 Epidermólise bullosa simplex (EBS):

19

20 Microtúbulos

21 Polimerização da tubulina no centrossomo

22 Microtúbulos nas células eucarióticas -tubulina é um dímero de tubulina -ligam 2 GTPs -13 protofilamentos -espessura 25 nm -polímeros estabilizados por ligações não covalentes

23 Estrutura dos Microtúbulos -GTP associado à subunidade b - hidrolizável -cabeça-cauda filamentos polarizados -13 protofilamentos -polímeros estabilizados por ligações não covalentes

24 Crescimento dos Microtúbulos

25 Proteínas Motoras que transportam cargas ao longo dos microtúbulos

26 Proteínas Motoras que transportam cargas ao longo dos microtúbulos: Cinesinas e Dineínas

27 A despolimerização dos microtúbulos leva ao desarranjo das vesículas de Golgi

28 Fibras do Fuso Mitótico

29 A disposição dos microtúbulos em um cílio ou flagelo

30 Cílio ou flagelo

31 Cílios

32 Filamentos de Actina

33 Filamentos de Actina

34 Estrutura da Actina Filamentos com polaridade estrutural Formado por monômeros de 2 domínios definidos

35 A estrutura da Actina Actina G Actina F

36 Como se organizam os filamentos

37 Estruturas formadas por actina Microvilosidade feixes contráteis protusões e filopódios Anel contrátil

38 Estruturas formadas por actina: microvilosidades

39 Crescimento dos filopódios

40 Deslocamento Celular

41 Algumas funções da miosina-i e da miosina-ii em uma célula eucariota

42 Caso clínico 1 - No berçário, pediatras observaram em um recém-nascido prematuro, com cinco dias de vida, o aparecimento de bolhas pelo corpo, principalmente aonde eram colocados os eletrodos na pele e locais de contato com esparadrapo (utilizados principalmente para fixar punções venosas). - Foi solicitado então avaliação da equipe dermatológica, a qual fez a biópsia da pele da criança para confirmar a hipótese diagnóstica. - A biópsia evidenciou através de imunofluorescência alterações nos desmossomos das células epidérmicas. - Qual filamento do citoesqueleto envolvido nesta patologia? - Filamentos intermediários - Foi confirmada então a hipótese diagnóstica: Epidermólise bolhosa

43 Caso clínico 2 - Um casal de jovens procurou o ambulatório de infertilidade do HC pois há cinco anos tentam ter filhos sem sucesso - Nos antecedentes pessoais, ela teve a menarca aos 13 anos e já aos 15 anos os ciclos eram regulares; nunca fez uso de anticoncepcional, iniciou atividade sexual aos 18 anos e negava DSTs. Nunca teve filhos. - Ele referiu resfriados freqüentes, sendo que tratou de otite média 4 vezes e de sinusite 12 vezes. Também negou DSTs ou uso de drogas. Teve sua primeira relação aos 17 anos. - Durante a investigação, foi descartado o fator feminino e observado alterações no espermograma. - Qual filamento do citoesqueleto envolvido nesta patologia? - Microtúbulos - Diagnóstico: Síndrome dos Cílios imóveis

44 Caso clínico 3 - Queixa: Menino de 7 anos com aparente perda força nas pernas, apóia as mãos nos joelhos para andar e apresenta quedas freqüentes. Mãe relata que a criança não consegue pular e quando andava de bicicleta não coneguia acompanhar seus colegas de mesma idade. - Exame físico: bom estado geral, apresentando a musculatura normotrófica, entretanto, a força muscular estava diminuída nos membros inferiores e acentuação da lordose lombar. - O pediatra, suspeitando de uma doença neuromuscular, encaminhou o paciente ao neurologista, que fez uma biópsia da musculatura para firmar seu diagnóstico - Resultado da biópsia: fibras musculares de diversos tamanhos com substituição de parte delas por tecido gorduroso e conjuntivo além de necrose de algumas fibras musculares. - Qual filamento do citoesqueleto está envolvido nesta patologia? - Filamentos de Actina (distrofina) - Diagnóstico: Distrofia Muscular de Duchenne ou Distrofia Muscular Pseudohipertrófica

45 RESUMO - O citoesqueleto * rede intrincada de filamentos protéicos que se estende por todo citoplasma, sendo parte essencial das células eucarióticas e responsável pelotransporte, localização e sustentação das diversas organelas ali presentes e pela motilidade celular. - O citoesqueleto é constituído de: * filamentos intermediários * microtúbulos e seus motores moleculares * filamentos de actina e seus motores moleculares

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