Citoesqueleto: microtúbulos e dinâmica microtubular

1. Microtúbulos: uma rede dinâmica de organização celular

Os microtúbulos são os elementos mais espessos do citoesqueleto. Formam tubos ocos com elevada rigidez à flexão, capazes de percorrer grandes distâncias no citoplasma. A sua rede é simultaneamente:

• uma estrutura que posiciona organelos;
• uma via para motores moleculares;
• um sistema de procura e captura de alvos celulares;
• o material de base do fuso mitótico;
• o eixo estrutural de cílios e flagelos;
• uma rede dinâmica que se adapta rapidamente a sinais e ao ciclo celular.

Ao contrário dos filamentos intermédios, os microtúbulos têm polaridade e usam a energia química associada ao GTP para controlar a montagem. Ao contrário dos filamentos de actina, apresentam um tubo de 25 nm e servem frequentemente de vias para transporte de longa distância.

Parte I — Estrutura, polaridade e dinâmica

2. Do heterodímero ao tubo oco

A unidade solúvel de montagem é o heterodímero de α/β-tubulina, com cerca de 8 nm de comprimento e 4 nm de largura. Os dois monómeros têm estrutura semelhante, mas não são equivalentes funcionalmente.

2.1 Níveis de organização

1. Heterodímero α/β: α-tubulina e β-tubulina associam-se de forma estável; em condições fisiológicas não funcionam como monómeros independentes.
2. Protofilamento: heterodímeros ligam-se longitudinalmente, sempre na mesma orientação: α-β-α-β.
3. Lâmina: protofilamentos estabelecem contactos laterais.
4. Microtúbulo: normalmente 13 protofilamentos fecham-se num tubo oco com aproximadamente 25 nm de diâmetro externo.

A parede não é perfeitamente simétrica. Na maioria dos microtúbulos existe uma costura, onde o padrão de contacto lateral difere do restante tubo. Esta geometria ajuda a explicar por que o microtúbulo possui propriedades anisotrópicas e pode abrir os protofilamentos durante a despolimerização.

2.2 Vantagem mecânica do tubo

Uma estrutura tubular utiliza material longe do eixo central e resiste bem à flexão. Por isso, os microtúbulos:

• mantêm trajetos relativamente retos;
• sustentam prolongamentos como axónios e cílios;
• resistem a forças de compressão;
• transmitem força a longas distâncias;
• funcionam como carris para motores.

3. Polaridade

Como os heterodímeros se alinham sempre na mesma orientação, as extremidades são diferentes:

• extremidade +: expõe β-tubulina; geralmente cresce e encurta mais depressa;
• extremidade −: expõe α-tubulina; frequentemente fica ancorada ou protegida num centro organizador.

O sinal + ou − não representa carga elétrica. Indica apenas polaridade estrutural e cinética. A extremidade + tende a ter menor concentração crítica e é o principal local de exploração dinâmica do citoplasma.

Em muitas células animais em interfase, as extremidades − estão próximas do centrossoma e as + dirigem-se para a periferia. Existem exceções importantes: neurónios, epitélios e células diferenciadas podem possuir redes não centrossómicas ou de polaridade mista.

4. GTP na α-tubulina e na β-tubulina

Cada heterodímero possui dois locais de nucleótido:

• o GTP da α-tubulina encontra-se num local não permutável e permanece ligado;
• o GTP da β-tubulina está num local permutável e pode ser hidrolisado a GDP depois de o dímero entrar no microtúbulo.

A incorporação é favorecida quando β-tubulina transporta GTP. Após montagem, a hidrólise não desmonta imediatamente o microtúbulo. Cria uma parede de GDP-tubulina mantida numa conformação relativamente reta por contactos com os restantes dímeros. Esta parede contém energia de deformação e torna-se instável se perder a proteção terminal.

5. Capa de GTP, catástrofe e resgate

A capa de GTP é uma região terminal enriquecida em GTP-tubulina ou em conformações semelhantes ao estado de crescimento. Não precisa de ser uma camada perfeitamente uniforme; representa um estado estrutural que conserva protofilamentos retos e contactos laterais estáveis.

5.1 Crescimento

1. Dímeros de GTP-tubulina chegam à extremidade +.
2. Associam-se longitudinal e lateralmente.
3. A taxa de adição excede a taxa de hidrólise/perda.
4. Mantém-se uma capa protetora.
5. O microtúbulo cresce.

5.2 Catástrofe

Se a hidrólise alcançar a extremidade ou a adição abrandar demasiado:

1. perde-se a capa estabilizadora;
2. GDP-tubulina tende a adotar conformação curva;
3. protofilamentos abrem-se e afastam-se, formando o aspeto de “casca de banana”;
4. contactos laterais rompem-se;
5. ocorre despolimerização rápida.

A transição de crescimento para encurtamento rápido chama-se catástrofe.

5.3 Resgate

A passagem de encurtamento para novo crescimento chama-se resgate. Pode ocorrer quando:

• a extremidade encontra uma zona remanescente rica em GTP-tubulina;
• proteínas estabilizadoras se associam;
• a concentração local de GTP-tubulina permite restabelecer uma extremidade em crescimento.

6. Concentração crítica e temperatura

A concentração crítica é a concentração de dímeros livres para a qual as velocidades de associação e dissociação se equilibram numa determinada extremidade:

`Cc = koff / kon`

A Cc da extremidade + é normalmente inferior à da extremidade −. Consequentemente, a concentrações intermédias, a + pode crescer enquanto a − perde subunidades.

6.1 Dependência da temperatura

Em experiências clássicas, o arrefecimento favorece despolimerização e o reaquecimento permite repolimerização se houver tubulina e GTP. A temperatura modifica a termodinâmica e a cinética das interações entre dímeros. Esta reversibilidade foi essencial para purificar tubulina e estudar microtúbulos.

Em células, o comportamento também depende de proteínas reguladoras, nucleação, modificações da tubulina e estado metabólico; não deve ser reduzido a uma simples curva de temperatura.

7. Treadmilling versus instabilidade dinâmica

Os dois fenómenos podem coexistir, mas não são sinónimos.

7.1 Treadmilling

• adicionam-se dímeros numa extremidade;
• perdem-se dímeros na extremidade oposta;
• o comprimento pode permanecer aproximadamente constante;
• existe fluxo de subunidades ao longo do polímero;
• depende da diferença de Cc entre as extremidades.

7.2 Instabilidade dinâmica

• uma mesma extremidade alterna entre crescimento e encurtamento;
• crescimento → catástrofe → encurtamento → resgate → crescimento;
• depende fortemente do estado da capa de GTP;
• permite pesquisar rapidamente o espaço celular.

7.3 Comparação de alto rendimento

8. Parâmetros da instabilidade dinâmica

Para descrever quantitativamente uma população de microtúbulos, consideram-se:

• velocidade de crescimento;
• velocidade de encurtamento;
• frequência de catástrofe;
• frequência de resgate;
• duração das pausas;
• tempo total em crescimento, encurtamento ou pausa.

Duas células podem ter a mesma quantidade total de tubulina polimerizada e, ainda assim, possuir redes muito diferentes se estes parâmetros variarem. Uma pequena alteração na frequência de catástrofe pode mudar profundamente a capacidade de um microtúbulo alcançar o córtex, capturar um cinetócoro ou transportar uma vesícula.

9. Três grandes níveis de regulação

A regulação pode ser organizada em três grupos:

1. características do próprio microtúbulo: estado GTP/GDP e modificações pós-traducionais;
2. proteínas associadas aos microtúbulos: MAPs, incluindo +TIPs e despolimerases;
3. fármacos ou compostos exógenos: estabilizadores ou desestabilizadores.

Parte II — Código da tubulina e proteínas reguladoras

10. Estado conformacional da tubulina

GTP-tubulina favorece uma conformação compatível com uma parede reta. GDP-tubulina prefere curvar. Enquanto os contactos laterais e a capa terminal se mantêm, a parede conserva a forma tubular. Quando a capa se perde, a tensão conformacional acumulada acelera a abertura dos protofilamentos.

É importante não pensar no GTP como um “cimento” estático. A sua hidrólise fornece uma diferença de energia que permite ao microtúbulo funcionar como sistema fora do equilíbrio, capaz de alternar rapidamente entre estados.

11. “Código da tubulina”

As tubulinas existem em vários isotipos e sofrem modificações pós-traducionais. A combinação de isotipos, idade do polímero e modificações constitui o chamado código da tubulina. Este código não altera apenas a estabilidade: modifica a interação com motores, MAPs, enzimas de corte e estruturas especializadas.

11.1 Modificações principais

• Acetilação da α-tubulina, frequentemente em Lys40 no lúmen: associa-se a microtúbulos longevos e flexíveis; pode favorecer resistência a esforço mecânico.
• Tirosinação/destirosinação da α-tubulina: remoção e reposição da tirosina carboxilo-terminal distinguem populações recentes e estáveis e influenciam motores e +TIPs.
• Formação de Δ2-tubulina: remoção adicional torna a alteração irreversível no ciclo de tirosinação.
• Poliglutamilação: acrescenta cadeias de glutamato às caudas carboxilo-terminais; regula motores, MAPs e enzimas de corte; é importante em axonemas.
• Poliglicilação: particularmente associada a cílios e flagelos, contribuindo para estabilidade e função axonemal.
• Fosforilação e poliaminação: podem alterar interações, estabilidade e organização em contextos específicos.

11.2 O que o código não significa

Uma modificação não é um rótulo com significado único em todas as células. O resultado depende de:

• local da modificação;
• extensão da cadeia adicionada;
• combinação com outras modificações;
• proteínas que “leem” essa marca;
• tipo celular e função da rede.

12. MAPs e +TIPs

MAP é uma designação ampla para proteínas associadas aos microtúbulos. Podem:

• estabilizar a parede;
• promover nucleação;
• ligar microtúbulos entre si;
• ancorá-los ao córtex ou a organelos;
• aumentar catástrofe ou resgate;
• cortar o polímero;
• ligar motores e carga.

As +TIPs são proteínas que se acumulam seletivamente nas extremidades + em crescimento. Em microscopia, muitas formam “cometas”: o sinal é mais intenso na ponta e diminui para trás à medida que o microtúbulo envelhece e o estado estrutural muda.

12.1 Família EB

Proteínas EB, como EB1 e EB3, reconhecem a geometria e o estado de nucleótido da extremidade em crescimento. Além de regularem diretamente a dinâmica, funcionam como plataforma para recrutar outras +TIPs.

12.2 Outras +TIPs citadas

• CLASPs: favorecem resgate e estabilização em regiões celulares específicas;
• CLIP-170: associa-se a extremidades e interage com carga e outras proteínas;
• MCAK: cinesina-13 que promove despolimerização;
• MACF: proteína de ligação cruzada que integra microtúbulos e actina no córtex.

13. Como uma proteína chega à extremidade +?

Existem cinco estratégias principais, que podem coexistir:

1. Reconhecimento direto: proteínas EB reconhecem o estado estrutural da extremidade.
2. Boleia ou hitchhiking: uma +TIP liga-se a uma proteína já enriquecida na ponta.
3. Transporte por motor: um motor leva a proteína em direção à extremidade +.
4. Difusão lateral: a proteína liga-se à parede e difunde até à ponta.
5. Copolimerização: a proteína associa-se a dímeros de tubulina que são incorporados.

A permanência na ponta é transitória. As proteínas saem por troca rápida com o citosol, por dissociação após mudança do estado da tubulina ou por serem deixadas para trás à medida que a ponta cresce — um comportamento semelhante a treadmilling da própria população de +TIPs.

14. MCAK: uma cinesina que despolimeriza

MCAK pertence à família das cinesinas-13, mas não é um motor processivo clássico de transporte. Concentra-se nas extremidades, usa ATP e promove curvatura e remoção de dímeros.

Funções importantes incluem:

• ajustar o comprimento de microtúbulos;
• corrigir ligações inadequadas entre cinetócoros e fuso;
• aumentar a frequência de catástrofe;
• facilitar remodelação rápida durante a mitose.

O exemplo mostra que “cinesina” descreve uma superfamília de domínios motores; nem todas as cinesinas transportam carga para a extremidade +.

Parte III — Fármacos que alteram microtúbulos

15. Princípio geral

Os fármacos dos microtúbulos não precisam de destruir toda a rede para bloquear uma célula. Em concentrações baixas, podem apenas suprimir a dinâmica. Como o fuso necessita de crescimento e encurtamento rápidos para capturar e alinhar cromossomas, uma pequena redução da instabilidade dinâmica pode impedir mitose.

16. Paclitaxel

O paclitaxel, originalmente conhecido como Taxol, liga β-tubulina no lado luminal de microtúbulos polimerizados.

16.1 Efeitos celulares

• estabiliza a parede;
• reduz catástrofes e suprime remodelação;
• pode aumentar feixes de microtúbulos;
• dificulta reorganização do fuso;
• mantém o spindle assembly checkpoint ativo ou produz segregação anómala, conforme dose e contexto;
• conduz a paragem prolongada, morte durante mitose ou saída mitótica defeituosa.

É utilizado em vários carcinomas, incluindo mama, ovário e pulmão. Tecidos não tumorais também dependem de microtúbulos, explicando toxicidades como neuropatia periférica e mielossupressão.

17. Colquicina

A colquicina liga tubulina solúvel e inibe a incorporação de dímeros; pode também alterar as extremidades do polímero. O efeito é reversível e dependente da concentração.

Na gota, o objetivo não é bloquear mitose tumoral. A colquicina reduz funções dependentes de microtúbulos em neutrófilos, incluindo migração, secreção e resposta inflamatória ao urato. A margem terapêutica é estreita; não é um analgésico simples e a toxicidade por sobredosagem pode ser grave.

18. Vinblastina

A vinblastina pertence aos alcaloides da vinca. Liga β-tubulina e, a baixas concentrações, suprime dinâmica; a concentrações superiores, favorece perda de polímero e agregados de tubulina. É usada em esquemas de quimioterapia.

A frase conjunta sobre gota e cancro deve ser lida por fármaco:

• colquicina — sobretudo doença inflamatória, classicamente gota;
• vinblastina — antineoplásico;
• paclitaxel — antineoplásico estabilizador.

O resultado terapêutico pode ser obtido tanto por estabilização excessiva como por desestabilização: em ambos os casos perde-se a dinâmica necessária ao fuso.

Parte IV — Nucleação e organização espacial

19. Centros organizadores de microtúbulos

A nucleação espontânea de um tubo com 13 protofilamentos é cineticamente difícil. As células usam centros organizadores de microtúbulos, ou MTOCs, que concentram nucleadores e ancoram extremidades −.

19.1 Centrossoma

O centrossoma das células animais contém:

• um par de centríolos;
• material pericentriolar, PCM;
• complexos de γ-tubulina e proteínas de organização.

Os centríolos ajudam a organizar e recrutar PCM, mas a nucleação ocorre principalmente no PCM. Em interfase, o centrossoma pode produzir uma rede radial. Na mitose, dois centrossomas contribuem para os polos do fuso.

19.2 Corpúsculo basal

Um centríolo que se associa à membrana e nucleia um cílio passa a funcionar como corpúsculo basal. O corpúsculo organiza os microtúbulos axonemais e estabelece a polaridade do cílio.

19.3 MTOCs não centrossómicos

Células diferenciadas podem deslocar a nucleação ou ancoragem para Golgi, membrana, dendrites, axónio ou outras regiões. Esta reorganização permite adaptar a polaridade dos microtúbulos à função celular.

20. γ-TuRC e material pericentriolar

O complexo em anel de γ-tubulina, γ-TuRC, funciona como molde de nucleação:

1. proteínas do PCM, como pericentrina, organizam a matriz;
2. γ-TuRC é recrutado e ativado;
3. moléculas de γ-tubulina apresentam uma geometria compatível com 13 protofilamentos;
4. α/β-tubulina associa-se ao molde;
5. a extremidade − permanece ligada/protegida;
6. a extremidade + cresce para o citoplasma.

Nineína participa particularmente na ancoragem das extremidades −, enquanto pericentrina funciona como plataforma de PCM. O centrossoma coordena nucleação, ancoragem e libertação de microtúbulos.

21. Vias alternativas de nucleação

21.1 Nucleação sobre microtúbulos preexistentes

O complexo augmin liga-se a um microtúbulo-mãe e recruta γ-TuRC. O novo microtúbulo nasce a partir da parede do anterior. Esta amplificação é importante no fuso, onde aumenta rapidamente a densidade de microtúbulos sem depender apenas dos polos.

21.2 Nucleação associada à cromatina

Durante a mitose, cromatina gera uma zona de Ran-GTP que liberta fatores de montagem do fuso, como TPX2, da inibição por importinas. Estes fatores promovem nucleação e estabilização perto dos cromossomas.

21.3 Significado funcional

As vias não competem necessariamente. Centrossomas, cromatina e microtúbulos preexistentes cooperam para construir um fuso robusto. Em células sem centrossomas funcionais, mecanismos alternativos podem ainda formar estruturas bipolares, embora com maior risco de erro.

Parte V — Transporte intracelular

22. Microtúbulos como vias de tráfego

Numa rede radial típica:

• extremidades − concentram-se perto do centrossoma;
• extremidades + dirigem-se para a periferia;
• cinesinas transportam muitas cargas para fora;
• dineína citoplasmática transporta muitas cargas para o centro.

Este padrão ajuda a explicar:

• localização perinuclear do Golgi;
• extensão do RE para a periferia;
• movimentos bidirecionais de endossomas e lisossomas;
• distribuição de mitocôndrias em regiões de consumo energético;
• transporte de vesículas secretoras;
• tráfego axonal ao longo de grandes distâncias.

Uma carga pode ligar motores opostos. A direção observada resulta da regulação de adaptadores, atividade dos motores, MAPs, estado da via e sinais da carga; não é apenas um “cabo de guerra” permanente.

23. Princípios comuns dos motores

Os motores:

• ligam o microtúbulo através de um domínio motor;
• ligam carga diretamente ou por adaptadores;
• hidrolisam ATP;
• convertem alterações conformacionais em passos;
• podem trabalhar de modo processivo, mantendo a carga ligada durante muitos ciclos;
• respondem a MAPs e ao código da tubulina.

Regra útil, com exceções:

• cinesinas → extremidade +;
• dineína citoplasmática → extremidade −.

24. Superfamília das cinesinas

Existem cerca de 15 famílias de cinesinas. Muitas têm:

• duas cadeias motoras, formando homo ou heterodímero;
• duas cabeças ATPásicas;
• região de pescoço que contribui para direção e coordenação;
• cauda para carga ou montagem em complexos.

A posição e a estrutura do domínio motor variam. A maioria das cinesinas de transporte caminha para +, mas cinesina-14 desloca-se para −. Cinesinas-13, como MCAK, atuam sobretudo como despolimerases.

24.1 Ciclo de uma cinesina processiva

De forma simplificada:

1. uma cabeça está ligada ao microtúbulo;
2. ATP liga-se e reposiciona o neck linker;
3. a segunda cabeça avança para o local seguinte;
4. hidrólise e libertação de produtos diminuem a afinidade da cabeça posterior;
5. as cabeças alternam em movimento “mão sobre mão”.

O passo de muitas cinesinas convencionais corresponde a aproximadamente 8 nm, a repetição axial dos dímeros ao longo de um protofilamento.

25. Dineína citoplasmática e dinactina

A dineína é muito maior e estruturalmente diferente da cinesina. Contém:

• cadeias pesadas com anel de domínios AAA+ ATPásicos;
• uma haste que termina no local de ligação ao microtúbulo;
• um linker que funciona como elemento mecânico;
• cadeias intermédias, leves intermédias e leves;
• adaptadores que ligam carga e regulam atividade.

A dineína isolada não realiza todo o transporte celular de forma eficiente. Interage com dinactina e adaptadores ativadores. A dinactina:

• aumenta processividade;
• organiza o complexo motor-carga;
• participa na ligação a organelos;
• integra regulação espacial.

25.1 Funções

• transporte retrógrado em axónios;
• deslocação de endossomas e lisossomas para regiões perinucleares;
• posicionamento de Golgi;
• movimento e orientação do fuso;
• transporte de sinais e material danificado do axónio para o corpo celular.

Parte VI — Cílios, flagelos e doença

26. Corpúsculo basal e axonema

Na base do cílio existe um corpúsculo basal, estruturalmente relacionado com o centríolo:

• nove tripletos de microtúbulos;
• ausência de par central;
• ancoragem à membrana;
• recrutamento da maquinaria que inicia o axonema.

A zona de transição regula a entrada e saída de proteínas e separa funcionalmente o compartimento ciliar do restante citoplasma.

No axonema de um cílio móvel típico:

• nove dupletos periféricos;
• dois microtúbulos centrais;
• braços de dineína axonemal;
• raios radiais;
• ligações entre dupletos;
• membrana plasmática envolvente.

Esta organização é designada 9+2.

27. Cílios móveis, flagelos e cílios primários

27.1 Cílios móveis

• frequentemente 9+2;
• numerosos em epitélio respiratório e tuba uterina;
• deslocam fluido e partículas;
• batimento coordenado depende de dineína e reguladores axonemais.

27.2 Flagelo

O flagelo do espermatozoide usa o mesmo princípio axonemal, mas é mais longo e produz ondas de propagação adaptadas à locomoção.

27.3 Cílio primário

• geralmente único por célula;
• organização 9+0;
• em regra não motil, embora existam cílios 9+0 especializados com motilidade;
• funciona como antena de sinalização;
• concentra recetores e vias como Hedgehog;
• participa na deteção mecânica e química.

O número 9+0 ou 9+2, por si só, não descreve toda a função: a presença de braços de dineína, raios radiais e proteínas acessórias também é decisiva.

28. Como a dineína produz batimento

1. Braços de dineína de um dupleto ligam o dupleto vizinho.
2. A hidrólise de ATP produz deslocamento relativo.
3. Como os dupletos estão ligados e ancorados, não deslizam livremente.
4. A força converte-se em curvatura.
5. Ativação coordenada em lados opostos produz um batimento.
6. A orientação temporal ao longo do axonema gera ondas ou golpes efetivos e de recuperação.

Raios radiais, complexo central, ligações de nexina e outras estruturas coordenam o padrão. A dineína axonemal não deve ser confundida com a dineína citoplasmática: pertencem à mesma grande família, mas atuam em complexos e funções distintas.

29. Discinesia ciliar primária

A discinesia ciliar primária resulta de variantes em genes necessários à montagem ou função de cílios móveis. Exemplos citados:

• DNAI1 — componente de dineína axonemal;
• DNAH5 — cadeia pesada de dineína;
• RSPH9 — proteína do raio radial.

29.1 Consequências por tecido

Nem todas as variantes produzem a mesma ultraestrutura nem o mesmo fenótipo. Defeitos de raios radiais podem alterar o padrão de batimento sem ausência completa de braços de dineína.

29.2 Ciliopatia em sentido amplo

“Ciliopatia” inclui também doenças de cílios primários, com manifestações renais, retinianas, esqueléticas ou neurológicas. A discinesia ciliar primária constitui o paradigma centrado em cílios móveis.

Parte VII — Por que o paclitaxel trata cancro?

30. Ligação no lúmen do microtúbulo

O paclitaxel liga-se preferencialmente à β-tubulina em microtúbulos montados. A estabilização não torna o microtúbulo “melhor”; torna-o inadequadamente persistente e reduz a sua capacidade de remodelação.

31. Mecanismo mitótico

O fuso necessita de microtúbulos altamente dinâmicos para:

1. explorar o espaço celular;
2. capturar cinetócoros;
3. corrigir ligações erradas;
4. alinhar cromossomas;
5. separar cromátides;
6. reorganizar-se na saída de mitose.

O paclitaxel suprime estas transições. Dependendo da dose, duração e célula:

• ativa o checkpoint do fuso;
• prolonga mitose;
• induz morte mitótica;
• permite saída sem segregação correta;
• produz micronúcleos, aneuploidia incompatível ou catástrofe subsequente.

Tumores com elevada proliferação são especialmente expostos a este problema, mas a resposta clínica não depende apenas da taxa mitótica.

32. Mecanismo em interfase

1. paclitaxel promove feixes aberrantes de microtúbulos e vimentina;
2. estas forças chegam ao núcleo através do complexo LINC;
3. SUN2, proteína da membrana nuclear interna, é necessária para parte do efeito;
4. alteram-se os níveis e a organização da lâmina A/C;
5. o núcleo deforma-se e perde integridade;
6. os níveis basais de lâmina A/C influenciam sobrevivência durante o tratamento e recuperação após remoção.

Este mecanismo ajuda a explicar atividade em tumores que não estão todos a dividir-se rapidamente. Não substitui o mecanismo mitótico; acrescenta uma via em interfase.

32.1 Integração com o capítulo T02

O mecanismo integra vários sistemas do citoesqueleto:

• microtúbulos estabilizados formam feixes anormais;
• vimentina, um filamento intermédio, redistribui forças;
• o complexo LINC transmite forças pelo invólucro;
• lâminas nucleares respondem e podem desorganizar-se;
• a alteração mecânica compromete o núcleo.

Logo, os sistemas do citoesqueleto não atuam isoladamente.

33. Quadro integrador de funções

34. Erros frequentes

1. “A extremidade + é positiva eletricamente.” O sinal refere-se a polaridade estrutural.
2. “α e β trocam livremente de posição.” O heterodímero é orientado e entra como unidade.
3. “Todo o GTP é hidrolisado.” O GTP da α-tubulina é não permutável; o da β é hidrolisável.
4. “GDP-tubulina cai imediatamente.” Pode permanecer presa e reta na parede enquanto a capa e os contactos a estabilizam.
5. “Catástrofe é a destruição de todos os microtúbulos.” É a transição de crescimento para encurtamento de uma extremidade.
6. “Treadmilling e instabilidade dinâmica são iguais.” O primeiro compara extremidades opostas; o segundo alterna estados na mesma extremidade.
7. “Microtúbulos estáveis são sempre melhores.” O fuso requer dinâmica; estabilização excessiva é tóxica.
8. “Todas as cinesinas caminham para +.” Cinesina-14 caminha para −; cinesina-13 atua como despolimerase.
9. “O centríolo é sozinho o nucleador.” A nucleação principal usa γ-TuRC no PCM.
10. “Todos os cílios são 9+2 e móveis.” Cílios primários são geralmente 9+0 e sensores.
11. “A dineína citoplasmática e a axonemal fazem o mesmo.” Uma transporta carga; a outra produz deslizamento no axonema.
12. “Paclitaxel só atua durante a mitose.” Há efeitos de transporte e integridade nuclear em interfase.

35. Resumo de alto rendimento

• Um microtúbulo típico contém 13 protofilamentos e mede cerca de 25 nm.
• A extremidade + expõe β-tubulina; a − expõe α-tubulina.
• O GTP da β-tubulina é hidrolisado após incorporação; o da α é não permutável.
• Capa de GTP favorece crescimento; perda da capa favorece catástrofe.
• Resgate é a passagem de encurtamento para crescimento.
• Treadmilling usa extremidades diferentes; instabilidade dinâmica ocorre na mesma extremidade.
• O código da tubulina modula motores, MAPs e estabilidade.
• EB1/EB3 são +TIPs; MCAK/cinesina-13 promove despolimerização.
• Paclitaxel estabiliza; colquicina e vinblastina inibem polimerização/suprimem dinâmica.
• γ-TuRC nucleia 13 protofilamentos no PCM.
• Augmin amplifica microtúbulos a partir de microtúbulos; Ran-GTP/TPX2 promove montagem junto à cromatina.
• A maioria das cinesinas vai para +; dineína citoplasmática vai para − e trabalha com dinactina.
• Cílios móveis 9+2 usam dineína axonemal; cílios primários geralmente 9+0 funcionam como sensores.
• Discinesia ciliar primária causa doença respiratória crónica, otite e infertilidade.
• O paclitaxel interfere com mitose e também pode comprometer integridade nuclear em interfase.