Visão geral do citoesqueleto

O citoesqueleto é uma rede de filamentos de proteínas presentes dentro da célula, possuindo três filamentos distintos – microfilamentos, microtúbulos e filamentos intermediários. Cada um tem características que os distinguem, incluindo a dinâmica de sua montagem e desmontagem, propriedades mecânicas, polaridade e o tipo de motores moleculares associados a eles. Anteriormente, pensava-se que eles estavam presentes apenas em células eucarióticas; no entanto, seus homólogos foram eventualmente encontrados em células procarióticas. Estudos sobre homólogos bacterianos de proteínas do citoesqueleto levantam a hipótese de que o citoesqueleto se originou em bactérias e arqueias.

Apesar de usar a palavra 'esqueleto', o citoesqueleto não é uma estrutura fixa. É uma estrutura dinâmica e adaptativa que participa de várias funções celulares. Essas funções podem ser amplamente categorizadas como i) Organização espacial do conteúdo celular, ii) Conectando a célula ao seu ambiente externo física e bioquimicamente iii) Geração de forças coordenadas que auxiliam no movimento celular e na mudança na forma celular. Embora esses filamentos sejam organizados em redes que resistem à deformação, eles podem sofrer uma rápida reorganização em resposta a sinais ou forças externas.

Microfilamentos ou actina filamentosa (F-actina) são filamentos espirais destros de monômeros globulares de actina (G-actina). Estes são filamentos polares devido à taxa de polimerização em cada extremidade. Esses filamentos se alongam constantemente para produzir uma forte força sustentada necessária para realizar mudanças de motilidade e forma celular. Os microtúbulos são estruturas cilíndricas ocas com treze protofilamentos constituídos por heterodímeros de alfa-beta-tubulina. Os microtúbulos são conhecidos por terem a dinâmica de montagem e desmontagem mais complexa. Ao contrário dos microfilamentos, os microtúbulos alternam rapidamente entre polimerização e despolimerização. A dinâmica dos microtúbulos é regulada por uma estrutura conhecida como Centros Organizadores de Microtúbulos (MTOCs). O terceiro componente, filamentos intermediários, são proteínas fibrosas longas compostas por múltiplas subunidades formadas por meio de processos de várias etapas. Esses filamentos são geralmente estruturas estáticas, sua dinâmica regulada por meio de modificações pós-traducionais como fosforilação e desfosforilação.