o citoesqueleto eucariótico é uma rede de três sistemas de filamento longo, feitos a partir da montagem repetitiva e desmontagem de componentes proteicos dinâmicos. Os sistemas de filamentos primários que compõem o citoesqueleto são microtúbulos, filamentos de actina e filamentos intermédios. Ela cria uma arquitetura interna (ver figura abaixo) para dar a uma célula sua forma através de ligações elaboradas para si mesma, a membrana plasmática e organelas internas.
três componentes principais do citoesqueleto incluem filamentos de actina (também chamados microfilamentos), microtúbulos e filamentos intermediários. São composições estruturais distintas que exibem funções ligeiramente diferentes mas interdependentes.
a estrutura do citoesqueleto é modificada pela adesão a células vizinhas ou à matriz extracelular (ECM). A força e o tipo destas adesões são fundamentais para regular a montagem/desmontagem dos componentes do citoesqueleto. Esta propriedade dinâmica permite o movimento celular, que é governado por forças (internas e externas). Esta informação é sentida por mecanossensores e disseminada através do citoesqueleto levando à sinalização e resposta química.
embora subunidades dos três sistemas de filamento estejam presentes em toda a célula, as diferenças nas estruturas de subunidades e as forças atrativas entre elas conferem a cada sistema estabilidades variáveis e propriedades mecânicas distintas. Estas características explicam a sua distribuição em determinadas estruturas e / ou regiões da célula. Numerosas proteínas associadas ao citoesqueleto também ajudam a regular a distribuição espacial e temporal do citoesqueleto. A organização e montagem de um sistema de filamento é influenciada pelos outros de forma coordenada para a maioria das funções celulares.
as proteínas acessórias organizam os filamentos em estruturas de ordem superior
a ligação cruzada dos filamentos por motores específicos ou proteínas de ligação multivalentes (proteínas acessórias) aumenta a estabilidade e forma estruturas de ordem superior. Tal organização facilita a geração de forças contrácteis de longo prazo e, ocasionalmente, apoia forças de compressão enquanto é dinâmico. Estas estruturas estão ligadas entre as células através de entroncamentos e, por conseguinte, facilitam a mecanotransdução e a resposta cumulativa a nível dos tecidos ou órgãos (ver o painel inferior na figura abaixo e os “mediadores da mecanotransdução” para mais pormenores sobre entroncamentos).
as proteínas acessórias são uma parte crítica da rede de sinalização que integra sinais extra – e intracelulares (por exemplo, força, íons, etc.) com o(s) Módulo (s) de montagem do citoesqueleto. Estes podem ser específicos para certos tipos de filamentos. Por exemplo, a fimbrina liga-se apenas aos filamentos de actina, enquanto outros como a plectina não são específicos.
fatores Acessórios também podem ajudar a regular a estabilidade, propriedades mecânicas e a produção de força para os filamentos individuais dentro da estrutura maior. Por exemplo, a fascin cruza filamentos de actina em feixes rígidos que têm resistência mecânica para gerar força protrusiva, enquanto a filamina cruza os filamentos de actina em redes semelhantes a gel que são flexíveis e produzem menos força. Exemplos de estruturas citoesqueléticas de ordem superior:
feixes contrácteis encontrados nas células musculares: compostos por filamentos de actina e uma série de proteínas acessórias – tropomiosina estabiliza os filamentos de actina e regula a associação da miosina para controlar o momento da contracção.
o centro organizador de microtúbulos (MTOC) cria uma organização global da rede de microtúbulos para estabelecer a polaridade e o posicionamento das organelas celulares.
lâmina Nuclear: composta por filamentos intermédios e pelo fuso mitótico (feito de microtúbulos). A lâmina é mecanicamente tensa com a rede contínua de cromossomas e matriz nuclear.
os filamentos intermédios também formam cabos flexíveis da superfície celular ao centro para formar uma “gaiola” em torno do núcleo. Estas estruturas equipadas com proteínas acessórias têm uma resistência e resistência extra em relação aos filamentos individuais. Por exemplo, a filagrina enrola firmemente filamentos de queratina na(s) camada (s) superior (es) das células da pele, proporcionando resistência ao stress físico e à perda de água. As bactérias abrigam proteínas e filamentos semelhantes, no entanto, as proteínas associadas ao filamento variam muito entre as espécies e atualmente não se sabe como eles evoluíram de procariontes para eucariontes.