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    Citoesqueleto: Definição, Estrutura e Função (com Diagrama)

    Você provavelmente já conhece o papel que seu próprio esqueleto desempenha em sua vida; isso dá estrutura ao seu corpo e ajuda você a se mover.

    Sem ele, você seria mais uma bolha humana do que uma pessoa em movimento e funcional. Como o próprio nome sugere, o citoesqueleto serve a um propósito muito semelhante nas células procarióticas e eucarióticas.

    Você já se perguntou o que faz as células parecerem redondas e as impede de desmoronar em glóbulos viscosos? Ou como as muitas organelas dentro da célula se organizam e se movem dentro da célula, ou como a própria célula viaja? As células dependem de um citoesqueleto para todas essas funções.

    A importante unidade estrutural do citoesqueleto é realmente uma rede de fibras proteicas no citoplasma que dá à célula sua forma e permite que ela desempenhe funções importantes, como a célula. movimento.

    Leia mais sobre as organelas e funções das outras células.
    Por que as células precisam de um citoesqueleto?

    Enquanto algumas pessoas podem imaginar as células como não estruturadas, poderosos microscópios usados na biologia celular revelam que as células são muito organizadas.

    Um componente principal é vital para manter essa forma e nível de organização: o citoesqueleto da célula. Os filamentos de proteínas que compõem o citoesqueleto formam uma rede de fibras através da célula.

    Essa rede fornece suporte estrutural à membrana plasmática, ajuda a estabilizar as organelas em suas posições apropriadas e permite que a célula embaralhe seu conteúdo como necessário. Para alguns tipos de células, o citoesqueleto ainda permite que a célula se mova e viaje usando estruturas especializadas.

    Elas se formam a partir dos filamentos de proteínas quando necessárias para a locomoção celular.

    O serviço do citoesqueleto prevê a formação da célula faz muito sentido. Muito parecido com o esqueleto humano, a rede de proteínas do citoesqueleto cria suporte estrutural que é crucial para manter a integridade da célula e impedir que ela entre em colapso em seus vizinhos.

    Para células com membranas muito fluidas, a rede de proteínas que compõem o citoesqueleto são particularmente importantes para manter o conteúdo celular dentro da célula.

    Isso é chamado de integridade da membrana.
    Benefícios do citoesqueleto para as células

    Algumas células altamente especializadas também contam com o citoesqueleto para suporte estrutural.

    Para essas células, a manutenção da forma exclusiva da célula permite que ela funcione corretamente. Isso inclui neurônios, ou células cerebrais, que possuem corpos celulares redondos, braços ramificados chamados dendritos e caudas esticadas.

    Esse formato característico da célula possibilita que os neurônios captem sinais usando seus braços dendritos e passem esses sinais. através de suas caudas de axônio e nos dendritos em espera de uma célula cerebral vizinha. É assim que as células cerebrais se comunicam.

    Também faz sentido que as células se beneficiem da organização que a rede de fibras proteicas do citoesqueleto lhes proporciona. Existem mais de 200 tipos de células no corpo humano e um total geral de cerca de 30 trilhões de células em todos os seres humanos do planeta.

    As organelas em todas essas células devem executar uma ampla variedade de processos celulares, como a construção e decomposição de biomoléculas, liberando energia para o corpo usar e realizando uma série de reações químicas que tornam a vida possível.

    Para que essas funções funcionem bem em todo o nível do organismo, cada célula precisa de um estrutura e maneira de fazer as coisas.
    Quais componentes compõem o citoesqueleto

    Para desempenhar esses papéis importantes, o citoesqueleto conta com três tipos distintos de filamentos:

    1. Microtúbulos
    2. Filamentos intermediários
    3. Microfilamentos

      Essas fibras são tão infinitesimalmente pequenas que são completamente invisíveis a olho nu. Os cientistas só os descobriram depois que a invenção do microscópio eletrônico mostrou o interior da célula.

      Para visualizar o quão pequenas são essas fibras de proteínas, é útil entender o conceito de nanômetro, que às vezes é escrito como nm. Nanômetros são unidades de medida, assim como uma polegada é uma unidade de medida.

      Você deve ter adivinhado pela palavra raiz metro
      que a unidade nanométrica pertence ao sistema métrico, assim como um centímetro faz.
      Tamanho é importante

      Os cientistas usam nanômetros para medir coisas extremamente pequenas, como átomos e ondas de luz.

      Isso ocorre porque um nanômetro equivale a um bilionésimo de metro. Isso significa que, se você pegasse um medidor de medidor, com aproximadamente 3 pés de comprimento quando convertido para o sistema americano de medição, e o dividisse em um bilhão de peças iguais, uma única peça seria igual a um nanômetro.

      Agora imagine que você poderia cortar os filamentos de proteínas que compõem o citoesqueleto da célula e medir o diâmetro na face cortada.

      Cada fibra mede entre 3 e 25 nanômetros de diâmetro, dependendo do tipo de filamento. Por contexto, um cabelo humano tem 75.000 nanômetros de diâmetro. Como você pode ver, os filamentos que compõem o citoesqueleto são incrivelmente pequenos.
      Os microtúbulos são a maior das três fibras do citoesqueleto, com uma freqüência de 20 a 25 nanômetros de diâmetro. Os filamentos intermediários são as fibras de tamanho médio do citoesqueleto e medem cerca de 10 nanômetros de diâmetro.

      Os menores filamentos de proteínas encontrados no citoesqueleto são microfilamentos. Essas fibras semelhantes a fios medem meros 3 a 6 nanômetros de diâmetro.

      Em termos do mundo real, isso é até 25.000 vezes menor que o diâmetro de um cabelo humano comum.
      ••• O papel científico dos microtúbulos no citoesqueleto
      Os microtúbulos recebem seu nome tanto de sua forma geral quanto do tipo de proteína que eles contêm. São semelhantes a tubos e formados a partir de unidades repetidas de polímeros de proteínas alfa e beta-tubulina que se ligam.

      Leia mais sobre a principal função dos microtúbulos nas células.

      Se você visualizasse filamentos de microtúbulos sob um microscópio eletrônico, pareciam cadeias de pequenas proteínas entrelaçadas em uma treliça espiral apertada.
      Cada unidade de proteína se liga a todas as unidades ao seu redor, produzindo uma estrutura muito forte e muito rígida. De fato, os microtúbulos são o componente estrutural mais rígido que você pode encontrar nas células animais, que não possuem paredes celulares como as células vegetais.

      Mas os microtúbulos não são apenas rígidos. Eles também resistem às forças de compressão e torção. Essa qualidade aumenta a capacidade do microtúbulo de manter a forma e a integridade da célula, mesmo sob pressão.
      Os microtúbulos também fornecem polaridade à célula, o que significa que a célula possui dois lados únicos ou pólos. Essa polaridade faz parte do que possibilita à célula organizar seus componentes, como organelas e outras porções do citoesqueleto, porque fornece à célula uma maneira de orientar esses componentes em relação aos polos.
      Microtúbulos e movimento Dentro da célula

      Microtúbulos também suportam o movimento do conteúdo celular dentro da célula.

      Os filamentos de microtúbulos formam trilhos, que agem como trilhos de trem ou rodovias na célula. Os transportadores de vesículas seguem essas trilhas para movimentar a carga celular no citoplasma. Essas faixas são cruciais para remover o conteúdo indesejado das células, como proteínas dobradas, organelas velhas ou quebradas e invasores de patógenos, como bactérias e vírus.
      Os transportadores de vesículas simplesmente seguem a trilha correta de microtúbulos para mover essa carga para o centro de reciclagem da célula , o lisossomo. Lá, o lisossomo recupera e reutiliza algumas partes e degrada outras.

      O sistema de faixas também ajuda a célula a mover biomoléculas recém-construídas, como proteínas e lipídios, para fora das organelas de fabricação e para os locais onde a célula precisa. moléculas.

      Por exemplo, transportadores de vesículas usam faixas de microtúbulos para mover proteínas da membrana celular das organelas para a membrana celular.
      Microtúbulos e movimento celular

      Somente algumas células podem usar a locomoção celular para viagens e aquelas que geralmente dependem de estruturas móveis especializadas feitas de fibras de microtúbulos.

      A célula espermática é provavelmente a maneira mais fácil de visualizar essas células viajantes.

      Como você sabe, as células espermáticas parecem um pouco como girinos com cauda longa, ou flagelos, que eles chicoteiam para nadar até seu destino e fertilizar um óvulo. A cauda do esperma é feita de tubulina e é um exemplo de filamento de microtúbulo usado para locomoção celular.

      Outra estrutura móvel bem conhecida também desempenha um papel na reprodução são os cílios. Essas estruturas móveis semelhantes a pêlos alinham as trompas de falópio e usam um movimento de ondulação para mover o óvulo através da trompa de falópio e para o útero. Esses cílios são fibras de microtúbulos.
      Papel dos filamentos intermediários no citoesqueleto
      Os filamentos intermediários são o segundo tipo de fibra encontrada no citoesqueleto. Você pode imaginá-los como o verdadeiro esqueleto da célula, pois seu único papel é o suporte estrutural. Essas fibras proteicas contêm queratina, que é uma proteína comum que você pode reconhecer nos produtos para cuidados com o corpo.

      Essa proteína compõe cabelos e unhas humanos, além da camada superior da pele. É também a proteína que forma chifres, garras e cascos de outros animais. A queratina é muito forte e útil para proteger contra danos.

      O papel principal dos filamentos intermediários é a formação da matriz de proteínas estruturais sob a membrana celular. É como uma malha de suporte que dá estrutura e forma à célula. Ele também confere alguma elasticidade à célula, permitindo que ela responda com flexibilidade sob estresse.
      Filamentos intermediários e ancoragem de organelas

      Um dos trabalhos importantes desempenhados por filamentos intermediários é ajudar a manter as organelas nos lugares certos dentro a célula. Por exemplo, filamentos intermediários ancoram o núcleo em seu devido lugar na célula.

      Essa ancoragem é crucial para os processos celulares porque as várias organelas dentro de uma célula devem trabalhar juntas para desempenhar essas funções celulares. No caso do núcleo, amarrar essa organela importante à matriz do citoesqueleto significa que as organelas que dependem de instruções de DNA do núcleo para realizar seus trabalhos podem acessar facilmente essas informações usando mensageiros e transportadores.

      Essa importante tarefa poderia ser impossível se o núcleo não estivesse ancorado porque esses mensageiros e transportadores precisariam viajar procurando no citoplasma um núcleo errante!
      Papel dos microfilamentos no citoesqueleto
      Microfilamentos, também chamados filamentos de actina , são cadeias de proteínas de actina torcidas em uma haste espiral. Esta proteína é mais conhecida por seu papel nas células musculares. Lá, eles trabalham com outra proteína chamada miosina
      para permitir a contração muscular.

      Quando se trata do citoesqueleto, os microfilamentos não são apenas as menores fibras. Eles também são os mais dinâmicos. Como todas as fibras do citoesqueleto, os microfilamentos dão suporte estrutural à célula. Por causa de suas características únicas, os microfilamentos tendem a aparecer nas bordas da célula.

      A natureza dinâmica dos filamentos de actina significa que essas fibras proteicas podem alterar seus comprimentos rapidamente para atender às necessidades estruturais da célula. Isso possibilita à célula alterar sua forma ou tamanho ou até formar projeções especiais que se estendem para fora da célula, como filopodia
      , lamellipodia
      e microvilosos
      .
      Projeções de microfilamentos

      Você pode imaginar o filopodia como um sensor que uma célula projeta para sentir o ambiente ao seu redor, captar sinais químicos e até mudar a direção da célula, se estiver em movimento. Os cientistas às vezes também chamam filopodia de microspikes
      .

      Filopodia pode fazer parte de outro tipo de projeção especial, lamellipodia. Essa é uma estrutura semelhante a um pé que ajuda a célula a se mover e viajar. Os microvilos são como pequenos pêlos ou dedos usados pela célula durante a difusão. O formato dessas projeções aumenta a área da superfície, para que haja mais espaço para as moléculas se moverem através da membrana através de processos como a absorção.

      Esses dedos também desempenham uma função fascinante chamada fluxo de citoplasma.

      Isso ocorre quando os filamentos de actina vasculham o citoplasma para mantê-lo em movimento. O fluxo de citoplasma aumenta a difusão e ajuda a mover os materiais desejados, como nutrientes e materiais indesejados, como resíduos e detritos celulares, ao redor da célula.

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