Filamentos Intermedirios Os filamentos intermedirios ( FI ) so fibras proteicas duras e resistentes encontradas no citoplas-ma da maioria, mas NO todas as clulas animais.

So denominadas intermedirias porque seu dimetro aparente (8 a 10 nm) est entre os finos fi-lamentos de actina e os grossos de miosina das clulas musculares (so intermedirios entre a actina e os microtbulos). Na maioria das clulas animais, o ncleo rodeado por uma extensa rede de FI que se estende para a periferia da clula onde interage com a membrana plasmtica. Alm disso existe, abaixo do envelope nuclear, uma estrutura compactamente entrelaada de FI a lmina nuclear.

FI Polmeros de Protenas Fibrosas Os monmeros de muitas protenas que formam os FI so molculas fibrosas e alongadas que pos-suem uma cabea amino-terminal globular, uma cauda carboxi-terminal globular e um domnio-basto. O domnio-basto central, com aproximadamente 310 aminocidos, consiste de uma regio em -hlice contendo repeties em tandem de uma sequencia de 7 aminocidos formando regies contendo o que se chama de repetio-hepta.

Estas regies (tambm chamada de motivo) permitem a formao de estruturas dimricas torcidas entre duas -hlices paralelas.

Dois dos dmeros enrolados se associam de maneira antiparalela, formando uma subunidade te-tramrica, atravs de ligaes no covalentes O arranjo antiparalelo dos dmeros implica em que o tetrmero e, portanto, o FI que ele forma seja uma estrutura NO polarizada. Esta caracterstica distingue os FI dos MT e dos filamentos de actina que so polarizados e cujas funes dependem desta polaridade. Os tetrmeros so adicionados a um filamento em alongamento atravs de uma simples reao de ligao na qual se alinham ao longo do eixo do filamento e se enrolam a ele num padro helicoidal. Mesmo levando-se em considerao a diversidade em tamanho e seqncia de aminocidos, os vrios FI possuem uma mesma organizao estrutural bsica.

O domnio-basto central estruturalmente muito semelhante em todas as protenas, porm, os domnios globulares da cabea e da cauda, variam muito em tamanho e seqncia de aminocidos. O domnio basto em -hlice desempenha papel fundamental na associao dos FI, enquanto que, os terminais globulares carboxi e amino, provavelmente determinam as funes especficas dos diferentes FI.

Classes de Filamentos Intermedirios Os FI citoplasmticos das clulas de vertebrados podem ser agrupados em 3 classes: (1) filamentos de queratina; (2) Vimentina e filamentos relacionados a ela; (3) neurofilamentos.

Principais Tipos de protenas de F I nas clulas de Vertebrados Tipos de F I Polipeptdeos Componetes Localizao Celular Lminas Nucleares Lminas A,B e C(60.000 75.000) Lmina Nuclear das Clulas Eucariontes

Vimentina e Protenas rela-cionadas com a vimentina

Vimentina(54.000) Muitas clulas de origem mesenquimal, so expressas transitoriamente durante o desenvol-vimento.

Desmina(53.000) Msculos

Protena cida fibrilar glial (50.000) Clulas gliais ( astrcitos e clulas de Schwann)

Periferina(66.000) Neurnios

Queratinas Tipo I (cidas)(40.000 70.000) Clulas epiteliais e seus derivados (cabelos e

unhas) Tipo II (neutras/bsicas)(40.000 70.000)

Filamentos intermedirios neuronais

Proteinas de Neurofilamentos NF-L, NF-M e NF-H(60.000 130.000) - internexina(66.000) Nestina(200.000)

Neurnios

Adaptado de Alberts et al. 1999 Biologia Molecular da Clula e Cooper, 1977 The Cell

Os FI contm aproximadamente 08 protofilamentos; sua associao requer interaes entre tipos

especficos de filamentos proticos intermedirios. Alguns exemplos: 1. Filamentos de Queratina associam-se em heterodmeros contendo um polipeptdeo Tipo I e ou-tro Tipo II. 2. Filamentos de Vimentina esses filamentos contm apenas um simples polipeptdeo (ex: Vimen-tina) ou consistem de dois diferentes tipos de protenas relacionadas com a Vimentina (ex: Vimen-tina mais Desmina).

Importante: Os filamentos de Vimentina NO formam copolmeros com os filamentos de Queratina. 3. Filamentos Intermedirios Neuronais a -internexina pode associar-se, formando filamentos; entretanto, as trs protenas neurofilamentosas copolimerizam para formar os heterodmeros. 4. Nestina - expressa precocemente durante o desenvolvimento do neurnio.

Os FI so geralmente mais estveis do que os filamentos de Actina ou os MTs, no exibindo o com-portamento dinmico associado com outros elementos do citoesqueleto. As protenas filamentosas intermedirias frequentemente so modificadas por fosforilao, o que pode regular sua associao e desorganizao dentro da clula. O exemplo mais caracterstico a fosforila-o da Lmina Nuclear.

Organizao Intracelular dos Filamentos Intermedirios Os FI formam uma elaborada rede no citoplasma da maioria das clulas, estendendo-se de um anel ao redor do ncleo, em direo MP. Os filamentos de Queratina e Vimentina ligam-se ao envelope nuclear, aparentemente servindo para posicionar e ancorar o ncleo dentro da clula. A vimentina tambm se associa MP, formando assim, uma ligao direta entre o ncleo e a MP. Esta rede de FI provavelmente est associada aos MTs, pois, drogas que desorganizam os MTs cau-sam, tambm, um colapsamento dos Filamentos de Vimentina ao redor do ncleo. A famlia das queratinas a que apresenta a maior diversidade entre suas subunidades; no epitlio humano existem mais de 20 diferentes queratinas, alm de, pelo menos, mais 8 queratinas duras, especfi-cas de cabelos e unhas. Uma nica clula epitelial capaz de sintetizar uma grande variedade de queratinas, todas elas po-dendo copolimerizar formando um nico sistema de filamentos. Os tipos mais simples de epitlios, como o de um embrio jovem ou do fgado em adultos, possuem uma espcie de queratina tipo I e tipo II. Outros epitlios, como o da lngua, da bexiga ou glndulas sudorparas, possuem 6 ou mais quera-tinas. Na pele, a diversidade ainda maior.

ESTABILIDADE MECNICA S CLULAS Existe evidncia de que a principal funo dos FI citoplasmticos a de resistir tenso mecnica.

A estrutura dos filamentos est adaptada para funo mecnica. A disposio caracterstica da vi-mentina faz com que suportem foras de estiramento muito maiores do que as suportadas pelos MT ou filamentos de actina. Na pele, os filamentos de queratina das camadas mais externas da epiderme esto ligadas covalen-temente uns aos outros e a protenas associadas e, a medida que as clulas morrem, as ligaes cruzadas entre as queratinas persistem constituindo a parte principal da camada protetora do animal. Os Filamentos de Queratina das clulas epiteliais esto fortemente ancorados MP, por duas reas especializadas: Importante os filamentos de queratina ancorados em ambos os lados dos desmossomos servem como uma ligao mecnica entre clulas adjacentes em uma camada epitelial, fornecendo assim, estabilidade mecnica para todo o tecido. Desmina conecta a associao individual da actina-miosina entre si, bem como, com a MP, desse modo ligando as aes dos elementos contrteis individuais. Neurofilamentos so os maiores FI presentes nos neurnios adultos. Particularmente abundantes nos longos axnios dos neurnios motores, desempenham importante papel no suporte mecnico dessas finas extenses celulares.

Lmina Nuclear A lmina nuclear consiste de uma malha de FI que recobre a superfcie interna da membrana nucle-ar interna das clulas eucariontes. Sua espessura de 10 a 20 nm e interrompida na regio dos poros nucleares por onde as macro-molculas entram e saem do ncleo.

A lmina nuclear constituda por lminas, protenas homlogas s outras dos FI, mas apresentam 4 diferenas:

1. Seu domnio-basto central um pouco maior; 2. Possuem um sinal nuclear de transporte que as direciona do citosol, onde so sintetizadas, para o ncleo; 3. Esto organizadas num padro entrelaado bidimensional que parece necessitar sua associao com outras protenas; 4. A malha que eles formam extremamente dinmica, de tal forma que se desestrutura no incio da mitose e reestrutura no final.

Por que existem tantos tipos diferentes de F I, se sua funo simplesmente proporcionar resistn-cia tensional s clulas e tecidos? Qual a funo dos domnios da cabea e da cauda dessas protenas que mostram to grande variao nas sequencias? As diferentes necessidades funcionais devem estar sendo supridas pelas regies variveis das dife-rentes protenas que formam os F I que se projetam a partir da superfcie desses filamentos e determinam a capacidade de associao entre si e com outros componentes da clula. Portanto, as regies variveis dessas protenas desempenham funes semelhantes s desempe-nhadas pelas protenas acessrias dos filamentos de actina e dos MT. A diferena est no fato de que, ao invs de formarem protenas separadas, as regies variveis so parte integrante das subunidades dos F I.

FI Polmeros de Protenas FibrosasClasses de Filamentos IntermediriosLocalizao CelularPolipeptdeos ComponetesTipos de F IOrganizao Intracelular dos Filamentos IntermediriosESTABILIDADE MECNICA S CLULASLmina Nuclear