Aula 23: Microtúbulos

LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS – CEDERJ – UENF / 2º PERÍODO DISCIPLINA: Biologia Celular 1 - Aula 23: Microtúbulos · Os microtúbulos são filamentos longos e ocos, responsáveis pela formação de estruturas transitórias, como o fuso miótico, ou permanentes, como os flagelos. A forma geral e a disposição do núcleo e das organelas celulares também são determinadas pela distribuição desses filamentos. Organização geral dos microtúbulos · Como os microfilamentos, os microtúbulos também se formam pela polimerização de uma proteína globular. Porém, enquanto os microfilamentos são homopolímero de actina, os microtúbulos são heteropolímeros de duas formas da proteína tubulina, a α e a β-tubulinas . · Treze protofilamentos formam a circunferência dos microtúbulos. Cada protofilamento, por sua vez, é formado por dímeros de α e β- tubulinas alternadamente dispostos. Dinâmica de polimerização dos microtúbulos · Na maioria das células, os microtúbulos são estruturas extremamente lábeis e dinâmicas, desaparecendo e reorganizando-se rapidamente. · O período de nucleação ocorre quando são formados os primeiros protofilamentos. · Condições de polimerização de microtúbulos: 1. Presença da concentração mínima necessária de dímeros de tubulina α-β (concentração crítica); 2. Temperatura adequada (37ºC),; 3. Presença de GTP e Mg++. · Correspondentemente, existem condições de despolimerização: 1. Temperatura baixa (4ºC); 2. Falta de GTP; 3. Presença de íons Ca++ (mais uma razão para a concentração citoplasmática de cálcio se manter baixa). 4. Concentração de tubulina não polimerizada abaixo da crítica. · In vivo, as células possuem um centro organizador de microtúbulos ou centrossoma, de onde partem todos os seus microtúbulos. Em geral, os microtúbulos se orientam com a extremidade minus voltada para o centro organizador e a extremidade plus voltada para periferia celular. O centro organizador dos microtúbulos · O que define o centro organizador de microtúbulos não é a presença do centríolo, e sim uma forma específica de tubulina, a γ-tubulina, que se distribui no material pericentriolar (em torno dos centríolos). A polimerização e a despolimerização de microtúbulos são contínuas · Os microtúbulos de uma célula típica estão constantemente se alongando e encurtando, num processo conhecido como instabilidade dinâmica. · Essa instabilidade dinâmica resulta da hidrólise espontânea da molécula de GTP ligada à subunidade β da tubulina em GDP. Os microtúbulos organizam a forma das células · A forma geral das células depende da distribuição dos microtúbulos a partir do centrossomo, que, por sua vez, está sempre próximo ao núcleo, exceto durante a divisão celular · Se, por um estímulo natural (ver box) ou por micromanipulação, o centrossoma de uma célula for deslocado de sua posição, todas as organelas celulares se reposicionarão em relação a ela, inclusive o núcleo. Por essas evidências, considera-se que o centro organizador de microtúbulos corresponde ao centro da célula. Notas do resumo · Os microtúbulos podem estar associados a proteínas acessórios que aumentam sua estabilidade através da formação de pontes entre as subunidades de tubulina. · As cinesinas e dineínas são proteínas que se associam aos microtúbulos e são capazes de promover o deslizamento entre eles ou o transporte de organela e vesículas através do citoplasma, utilizando-os como trilhos. · Cílios e flagelos são estruturas motoras de protozoários e tipos celulares como espermatozóides e epitélios ciliados que conjugam em sua estrutura microtúbulos e proteínas acessórias estruturais e motoras. · Várias drogas interferem na dinâmica de polimerização e despolimerização dos microtúbulos e muitas delas são usadas na pesquisa e no tratamento de doenças como câncer e a gota.