Citoesqueleto

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O citoesqueleto consiste em (a) microtúbulos, (b) microfilamentos e (c) filamentos intermediários.[1]

O citoesqueleto é uma rede complexa e dinâmica de filamentos proteicos interligados presentes no citoplasma de todas as células, incluindo as de bactérias e arqueias.[2] Nos eucariotos, estende-se do núcleo da célula até a membrana celular e é composto por proteínas semelhantes nos vários organismos. É composto por três componentes principais: microfilamentos, filamentos intermediários e microtúbulos, e todos são capazes de crescer ou desmontar rapidamente dependendo das necessidades da célula.[3]

Uma infinidade de funções pode ser executada pelo citoesqueleto. Sua função principal é dar à célula sua forma e resistência mecânica à deformação e, por meio da associação com tecido conjuntivo extracelular e outras células, estabiliza tecidos inteiros.[4][5] O citoesqueleto também pode se contrair, deformando assim a célula e o ambiente da célula e permitindo a migração celular.[6] Além disso, está envolvido em muitas vias de sinalização celular e na captação de material extracelular (endocitose),[7] na segregação de cromossomos durante a divisão celular,[4] no estágio de citocinese da divisão celular,[8] como andaime organizar o conteúdo da célula no espaço[6] e pode ser um modelo para a construção de uma parede celular)[4] e no transporte intracelular (por exemplo, o movimento de vesículas e organelas dentro da célula.[4] Além disso, pode formar estruturas especializadas, como flagelos, cílios, lamelipódios e podossomos. A estrutura, função e comportamento dinâmico do citoesqueleto podem ser muito diferentes, dependendo do organismo e do tipo de célula.[4][9][8] Mesmo dentro de uma célula, o citoesqueleto pode mudar por meio da associação com outras proteínas e da história anterior da rede.[6]

Um exemplo em larga escala de uma ação realizada pelo citoesqueleto é a contração muscular. Isto é realizado por grupos de células altamente especializadas trabalhando juntas. Um componente principal do citoesqueleto que ajuda a mostrar a verdadeira função dessa contração muscular é o microfilamento. Os microfilamentos são compostos pela proteína celular mais abundante conhecida como actina.[10] Durante a contração de um músculo, dentro de cada célula muscular, os motores moleculares da miosina exercem coletivamente forças em filamentos de actina paralelos. A contração muscular começa a partir de impulsos nervosos que fazem com que quantidades maiores de cálcio sejam liberadas do retículo sarcoplasmático. O aumento do cálcio no citosol permite que a contração muscular comece com a ajuda de duas proteínas, a tropomiosina e a troponina.[10] A tropomiosina inibe a interação entre a actina e a miosina, enquanto a troponina detecta o aumento do cálcio e libera a inibição.[11] Esta ação contrai a célula muscular e, através do processo síncrono em muitas células musculares, todo o músculo.

História[editar | editar código-fonte]

Em 1903, Nikolai Koltsov propôs que a forma das células fosse determinada por uma rede de túbulos que ele denominou citoesqueleto. O conceito de mosaico de proteínas que coordenava dinamicamente a bioquímica citoplasmática foi proposto por Rudolph Peters em 1929[12] enquanto o termo (cytosquelette, em francês) foi introduzido pela primeira vez pelo embriologista francês Paul Wintrebert em 1931.[13]

Quando o citoesqueleto foi introduzido pela primeira vez, pensava-se que era uma substância desinteressante, semelhante a um gel, que ajudava as organelas a permanecerem no lugar.[14] Muitas pesquisas foram realizadas para tentar entender o propósito do citoesqueleto e seus componentes.

Inicialmente, pensava-se que o citoesqueleto era exclusivo dos eucariontes, mas em 1992 descobriu-se que também estava presente nos procariontes. Essa descoberta ocorreu após a constatação de que as bactérias possuem proteínas homólogas à tubulina e à actina; os principais componentes do citoesqueleto eucariótico.[15]

Referências

  1. ↑ Betts, J Gordon; Desaix, Peter; Johnson, Eddie; Johnson, Jody E; Korol, Oksana; Kruse, Dean; Poe, Brandon; Wise, James; Womble, Mark D; Young, Kelly A (8 de junho de 2023). Anatomy & Physiology. Houston: OpenStax CNX. 3.2 The cytoplasm and cellular organelles. ISBN 978-1-947172-04-3 
  2. ↑ Hardin J, Bertoni G, Kleinsmith LJ (2015). Becker's World of the Cell 8th ed. New York: Pearson. pp. 422–446. ISBN 978013399939-6 
  3. ↑ McKinley, Michael; Dean O'Loughlin, Valerie; Pennefather-O'Brien, Elizabeth; Harris, Ronald (2015). Human Anatomy 4th ed. New York: McGraw Hill Education. p. 29. ISBN 978-0-07-352573-0 
  4. ↑ a b c d e Alberts B, et al. (2008). Molecular Biology of the Cell 5th ed. New York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-4105-5 
  5. ↑ Herrmann H, Bär H, Kreplak L, Strelkov SV, Aebi U (julho de 2007). «Intermediate filaments: from cell architecture to nanomechanics». Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 8 (7): 562–73. PMID 17551517. doi:10.1038/nrm2197 
  6. ↑ a b c Fletcher DA, Mullins RD (janeiro de 2010). «Cell mechanics and the cytoskeleton». Nature. 463 (7280): 485–92. Bibcode:2010Natur.463..485F. PMC 2851742Acessível livremente. PMID 20110992. doi:10.1038/nature08908 
  7. ↑ Geli MI, Riezman H (abril de 1998). «Endocytic internalization in yeast and animal cells: similar and different». Journal of Cell Science. 111 ( Pt 8) (8): 1031–7. PMID 9512499. doi:10.1242/jcs.111.8.1031 
  8. ↑ a b Wickstead B, Gull K (agosto de 2011). «The evolution of the cytoskeleton». The Journal of Cell Biology. 194 (4): 513–25. PMC 3160578Acessível livremente. PMID 21859859. doi:10.1083/jcb.201102065 
  9. ↑ Fuchs, E.; Karakesisoglou, I. (2001). «Bridging cytoskeletal intersections». Genes & Development. 15 (1): 1–14. PMID 11156599. doi:10.1101/gad.861501Acessível livremente 
  10. ↑ a b Cooper, Geoffrey M. (2000). «Actin, Myosin, and Cell Movement». The Cell: A Molecular Approach. 2nd Edition (em inglês). Cópia arquivada em 28 de abril de 2018 
  11. ↑ Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L (2002). «Myosins Move Along Actin Filaments». Biochemistry. 5th Edition (em inglês). Cópia arquivada em 2 de maio de 2018 
  12. ↑ Peters RA. «The Harben Lectures, 1929. Reprinted in: Peters, R. A. (1963) Biochemical lesions and lethal synthesis, p. 216. Pergamon Press, Oxford.» 
  13. ↑ Frixione E (junho de 2000). «Recurring views on the structure and function of the cytoskeleton: a 300-year epic». Cell Motility and the Cytoskeleton. 46 (2): 73–94. PMID 10891854. doi:10.1002/1097-0169(200006)46:2<73::AID-CM1>3.0.CO;2-0 
  14. ↑ Hardin J (3 de dezembro de 2015). Becker's World of the Cell 9th ed. [S.l.]: Pearson. 351 páginas. ISBN 978-0-321-93492-5 
  15. ↑ Wickstead B, Gull K (agosto de 2011). «The evolution of the cytoskeleton». The Journal of Cell Biology. 194 (4): 513–25. PMC 3160578Acessível livremente. PMID 21859859. doi:10.1083/jcb.201102065 

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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