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Função do Citoesqueleto e Movimento Celular

O citoesqueleto eucariótico é uma rede de filamentos longos, feitos a partir da montagem e desmontagem repetitiva de componentes dinâmicos de proteínas. Os sistemas de filamentos primários que compõem o citoesqueleto são microtúbulos, filamentos de actina e filamentos intermediários.

Ele cria uma arquitetura interna para dar a uma célula sua forma por meio de elaborada(s) ligação(ões) a si mesma, a membrana celular e organelas internas.

É comum pensar que as organelas da célula estão soltas, navegando no citoplasma. No entanto, uma célula se parece com um prédio em construção, cheio de escoras e cabos sustentando estruturas e movimentando organelas sempre ligadas a uma estrutura interna.

Microtúbulos do citoesqueleto

O citoesqueleto dá forma e sustentação à célula, organiza as organelas e facilita o transporte de moléculas, divisão celular e sinalização celular.

Observe, na figura abaixo, uma célula humana (fibroblasto). Ela foi cultivada em um meio de cultura contendo anticorpos, os quais se ligaram a um tipo de proteína que forma o citoesqueleto da célula.

citoesqueleto microtúbulos que aparecem em verde
Uma célula humana em cultura, vista ao microscópio óptico. Os microtúbulos que aparecem em verde são formados por proteínas, responsáveis pela forma da célula e pelo movimento interno de organelas, em especial durante a divisão celular. O núcleo aparece em azul e mede cerca de 41 μm em seu maior diâmetro.

Posteriormente, uma substância fluorescente se ligou aos anticorpos, e a observação da célula, submetida a uma luz especial, permitiu registrar essa imagem. Essa técnica é chamada imunoensaio de fluorescência. Perceba os filamentos que se destacam em verde. O diâmetro da célula encontra-se muito aumentado pelas diversas substâncias aderidas aos filamentos, mas a imagem permite perceber como ela tem um verdadeiro esqueleto em seu interior.

Fotomicrografias ao microscópio óptico de tecido da glândula mamária humana
Fotomicrografias ao microscópio óptico de tecido da glândula mamária humana tratado com anticorpos monoclonais. Esses anticorpos ligam-se a antígenos produzidos por células cancerígenas, colorindo-as de marrom. Ampliação de cerca de 300 vezes.

O citoesqueleto é composto de microtúbulos que se ligam à membrana e às organelas internas e mantêm controle sobre a forma da célula. A movimentação das organelas internas do citoplasma, muito pequenas para aparecer na imagem, depende do encurtamento ou do alongamento dos microtúbulos. Na divisão celular, esses microtúbulos são responsáveis pela movimentação e repartição de cromossomos e organelas.

Movimento celular

Além de conferir sustentação mecânica à célula, o citoesquetelo é responsável por diversos movimentos internos, promovidos por elementos citoplasmáticos, normalmente de dimensões diminutas, que estão aderidos a estruturas filamentosas. A função dos filamentos varia conforme a estrutura apresentada por eles.

Na imagem abaixo, obtida por uma técnica de microscopia óptica desenvolvida recentemente, vemos microtúbulos, estruturas formadas por pequenas unidades em organização espiral, com diâmetro de 25 nanômetros (nm). Os microtúbulos são estruturas relativamente rígidas presentes no interior das células, mas que se projetam para fora, formando o esqueleto interno de cílios e flagelos.

microtúbulos do citoesqueleto
Técnica especial de microscopia óptica que permite visualizar pequenas bolsas de enzimas (em vermelho) sendo movimentadas no citoplasma, aderidas a microtúbulos do citoesqueleto (em verde, diâmetro de 25 nm).

Observe, na figura abaixo, o corte transversal de uma cauda de espermatozoide humano e veja as estruturas tubulares em seu interior. Imagem da cauda de espermatozoide humano obtida em microscópio eletrônico de transmissão. O corte transversal evidencia os microtúbulos no interior da cauda, formados por unidades da proteína globular denominada tubulina. Cada microtúbulo tem 25 nanômetros de diâmetro e é longo, apresentando de 10 μm a 200 μm de comprimento. No detalhe à direita, imagem ampliada de uma unidade tubular, com um eixo central formado por duas colunas e rodeado por nove conjuntos tubulares duplos. As unidades de tubulina são visíveis em cada microtúbulo.

A globulina, proteína que forma os microtúbulos, empilha-se em forma espiral, formando uma estrutura parecida com um canudo de refrigerante com o interior vazio. Isso dá grande resistência mecânica ao conjunto. Observe, na figura, o detalhe de uma unidade formada por dois microtúbulos centrais e nove unidades periféricas. O deslocamento coordenado dessas unidades tubulares produz o movimento típico da cauda e o deslocamento do espermatozoide.

Diversidade de filamentos

As células da superfície dos brônquios, estruturas do sistema respiratório, apresentam cílios com uma estrutura interna parecida com a da cauda dos espermatozoides.

Além de microtúbulos, as células têm fibras mais delgadas e algumas delas são muito importantes nos movimentos celulares. Elas são chamadas microfilamentos e compostas de actina, uma proteína muito particular. Os microfilamentos são quase três vezes mais delgados do que os microtúbulos, tendo cerca de 7 nanômetros de diâmetro.

Célula de rim de mamífero
Célula de rim de mamífero ao microscópio óptico, com coloração especial em verde para microtúbulos e vermelho para microfi lamentos (fi bras de actina). Núcleo com 40 μm em seu diâmetro maior

A imagem da figura acima mostra uma célula de rim de um pequeno roedor de zonas áridas da América do Norte. Como ele vive praticamente sem beber água, seu rim é objeto de muitos estudos. A célula foi tratada com anticorpos que ressaltam os microtúbulos em verde e os microfilamentos em vermelho.

Como vimos, esses filamentos são polímeros de actina, uma proteína que participa dos movimentos celulares. Ela consegue interagir com outras proteínas e promover movimentos celulares de maneira muito dinâmica. Além disso, a actina resiste à tração, sendo utilizada para manter o formato de células. Está presente em grande quantidade e disposta de maneira linear em células musculares (miócitos), onde desempenha outras funções, mas ocorre também nas demais células do corpo humano.

Thiago Faruk

Thiago Faruk é biólogo formando pela USP e mestre em ensino de ciências e matemática pela Unicamp. É um grande prazer ser um colaborador do Planeta Biologia. Aqui minha função é produzir artigos e fazer curadoria de artigos que chegam até mim, fazendo correções, edições e oferecer aos nossos leitores o melhor conteúdo na área de biologia.

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