Estudo dos cílios

Os cílios possuem aparência capilar e estão presentes nas superfícies de muitas células animais e vegetais que servem para mover fluido sobre a superfície da célula, ou para impulsionar a (remo) células filhas através de um fluido. Nos seres humanos, por exemplo, as células epiteliais que recobrem o trato respiratório têm cada uma, uns duzentos cílios que pulsam em sincronia para impulsionar a mucosidade da garganta para eliminação. Os cílios são pequenos e aparecem em grande número na célula, a principal função dos cílios é locomoção da célula; através do batimento desta estrutura celular. São originados pelos centríolos e constituídos por túbulos de proteínas, coberta por uma membrana denominada membrana ciliar, que é uma continuação da membrana plasmática. Os cílios são considerados centríolos modificados e alongados, a sua base é chamada de Citossomo ou Corpúsculo basal, são formados por nove grupos e dois microtúbulos periféricos e um grupo de dois microtúbulos centrais.

Introdução Em muitas estruturas biológicas, as proteínas são simplesmente componentes de moléculas maiores. Assim como qualquer máquina, muitas proteínas formam partes de estruturas que só funcionam quando todos os componentes estão montados. O cílio é o exemplo disso. As estruturas responsáveis pela mobilidade celular são constituídas por pequenos apêndices, especialmente diferenciados, que variam em número e tamanho. Se não escassos e longos recebem o nome de flagelos, ao passo que se são numerosos e curtos são denominados cílios, ou seja; os cílios e flagelos se diferenciam em quantidade, no movimento, na célula presente não podendo ambos estar presentes na mesma célula.O cílio tem poder de regeneração e seu movimento é produzido pela curvante do seu axonema o qual é composta por microtúbulos que estão modificados e dispostos num padrão, cujo aspecto curioso e diferente foi uma das revelações mais extraordinária no ínicio da microscopia eletrônica que servirão como base para o estudo mais profundo desta estrutura. Composição do cílio Um cílio se compõe de um grupo de fibras recoberto por uma membrana que recebe o nome de axonema. Um axonema contém um anel de 9 microtúbulos duplos que rodeiam os microtúbulos centrais.

Cada dupla exterior compõe-se de um anel de 13 filamentos (Subfibra A) fundidos em um conjunto de 10 filamentos (Subfibra B) os filamentos dos microtúbulos se compõem de proteínas chamadas alfa e beta tubulina. Os 11 microtúbulos que compõem o axonema se matem unidos com 3 tipos de conectores: as subfibras A estão unidas aos microtúbulos centrais por uns raios radiais; as duplas exteriores adjacente estão unidas mediante uns elances compostos por uma proteína sumamente elástica chamada nexina; e os microtúbulos centrais estão unidos por uma ponte de elance. Finalmente, cada subfibra A leva dois braços, um braço interior e um braço exterior contendo ambos a proteína dineína.

Mobilidade ciliar Os cílios ocorrem em grandes números na superfície celulares dos ciliados e lhes confere grande velocidade de deslocamento em meio aquático. Os cílios são arranjados em grandes fileiras alinhadas longitudinalmente. O complexo sistema de microtúbulos originado dos corpos basiais conecta os cílios de uma fileira e interconectam fileiras adjacentes de cílios. Desta forma os cílios apresentam um batimento coordenado e sincronizado. Os batimentos sincronizados dos cílios criam uma força hidrodinâmica contra a viscosidade da água resultando na propulsão da célula. O batimento ciliar é uma forma exaustivamente estudada de movimento celular. Os cílios são apêndices finos, semelhantes a cabelos com 0.25 micrometros de diâmetro, contendo no seu interior um feixe de microtúbulos; estende-se a partir da superfície de muitos tipos de células e são encontrados na maioria de espécies de animais,l protozoários e algumas plantas inferiores. A função primária dos cílios consiste em movimentar fluido sobre a superfície celular ou deslocar células isoladas através de um fluido. Os protozoários, por exemplo, usam os cílios tanto para coletar partículas de alimentos como para locomoção.

Nas células epiteliais que revestem o trato respiratório humano, uns números gigantescos de cílios (109/cm2 ou mais) limpam as camadas de muco contendo partículas de poeira e células mortas em direção à boca onde serão engolidas ou eliminadas. Os cílios também auxiliam no deslocamento do óvulo pelo oviduto, e uma estrutura relacionada, o flagelo impulsiona os espermatozóides. Figura 1 mostrando as diferenças de um movimentos entre os cílios e o flagelo. Áreas ciliadas se curvam em ondas unidirecionais coordenadas (Fig 1). Cada cílio se move com um movimento de chicote; uma batida para frente; na qual o cílio se estende totalmente golpeando o liquido circundante, seguida por uma fase de recuperação, na qual ele retorna à sua posição original com um movimento de enrolamento que minimize o arrasto viscoso. Os ciclos dos cílios adjacentes são quase sincrônicos criando um padrão ondulatório de batimento ciliar que pode ser observado ao microscópio (Fig. 2).O movimento do cílio é produzido pela curvante do seu núcleo chamado axonema, é composto por microtúbulos e suas proteínas associadas que se projetam a distancias regulares ao longo do seu comprimento.

Enquanto cada membro do par de microtúbulos individuais ( o par central) é um microtúbulo completo, cada um dos pares externos é um microtúbulo completo, cada um dos pares externos é composto por um microtúbulo completo e outro parcial, mantidos unidos, compartilhando uma parede formado por um anel de 13 subunidades enquanto o túbulo incompleto parece possuir somente 11 Figura 2. Célula ciliada Dineína ciliar Os microtúbulos possuem proteínas com diversificadas funções, algumas servem para manter os feixes de túbulos unidos de pontes transversais. Outras geram a força que dirige o movimento de curvatura, enquanto outras formam um sistema de revezamento ativado mecanicamente que controle o movimento de modo a produzir a forma de onde desejada. A mais importante dessas proteínas é a dineína ciliar, cujas cabeças interagem com microtúbulos adjacentes e geram uma força de deslizamento entre eles. Devido as múltiplas pontes que mantém unidos os pares de microtúbulos adjacentes, o que seria um movimento de deslizamento entre microtúbulos livres, transforma-se em movimento de curvatura do cílio.Tal como a dineína citoplasmática, dineína ciliar possui um domínio motor que hidrolisa ATP e se move ao longo de um microtúbulo na direção de sue extremidade "menos", e uma cauda que transporta a carga que, neste caso, é um microtúbulo adjacente. A dineína ciliar é consideravelmente maior do que a dineína citoplasmática, tanto no tamanho de suas cadeias pesadas como no número e na complexidade de suas cadeias polipeptídicas menores. A cauda da dineína (em vermelho) ciliar liga-se somente ao túbulo A e não ao túbulo B, possui estrutura levemente diferente .

Diagrama das partes constituintes do cílio Conclusão Os cílios crescem a partir de Corpúsculos Basais que estão intimamente relacionados com os Centríolos.Os corpúsculos basais possuem a mesma estrutura dos centríolos que são encontrados embutidos no centro dos centrossomos das células animais. De fato, em alguns organismos, os corpúsculos e os centríolos parecem ser funcionalmente interconversíveis: por exemplo, durante cada mitose da Chlamydomonas, os flagelos são reabsorvidos e os corpúsculos basais se movem para o interior da célula e inserem-se nos pólos do fuso. Os centríolos e os corpúsculos basais são estruturas cilíndricas, com 0,2 um de largura e 0,4 um de comprimento. Nove grupos de três microtúbulos, fundidos em tripletes, formam a parede do centríolo e cada triplete se inclina para dentro como as lâminas de uma turbina . Tripletes adjacentes ligam-se ao longo de seu comprimento a intervalos regulares, enquanto raios proteicos podem ser vistos em micrografias eletrônicas irradiando-se para fora de cada triplete a partir de um núcleo central, formando um padrão semelhante a uma rode de carroça . Durante a formação ou a regeneração de um cílio, cada par de microtúbulo do axonema se forma a partir de dois dos microtúbulo do triplete do corpúsculo basal e, desta forma, a simetria característica de 9 elementos é preservada. Não se sabe como o par central se forma no axonema; essa estrutura não é encontrada nos corpúsculos basais. Micrografia eletrônica de uma secção transversal de dois corpúsculos basais no córtex de um protozoário. Desenho esquemático da vista lateral de um corpúsculo basal, constituído por nove tripletes de microtúbulos. A estrutura de um centríolo é essencialmente a mesma