MIOSINA: CARACTERÍSTICAS, ESTRUTURA, TIPOS E FUNÇÃO - BIOLOGIA - 2025

A miosina é um motor molecular, proteico, capaz de movimentar os filamentos de actina no citosol. A energia que impulsiona o movimento da miosina vem da hidrólise do ATP. Por causa disso, a miosina é frequentemente definida como uma enzima mecanoquímica.

Em eucariotos, a miosina é uma proteína muito abundante. Existem diferentes classes de miosina, que são codificadas por uma família de genes. Em leveduras, 5 classes são distinguidas, enquanto em mamíferos dezenas foram descritas.

Fonte: David Richfield (Usuário: Slashme) Ao usar esta imagem em trabalhos externos, ela pode ser citada da seguinte forma: Richfield, David (2014). "Galeria Médica de David Richfield". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.009. ISSN 2002-4436.

A miosina tem uma ampla variedade de funções. A miosina I, junto com a actina, participa da movimentação dos ceratócitos.

A miosina II confere rigidez à membrana plasmática, participa da citocinese e da contração muscular. Ambas as miosinas I e II colaboram com a migração celular. As miosinas I e V realizam o transporte das vesículas ao longo dos filamentos de actina.

Estrutura

Em micrografias eletrônicas, a estrutura típica das isoformas de miosina tem três domínios: cabeça, pescoço e cauda. Por hidrólise com quimiotripsina, obtém-se um segmento constituído pela cabeça e pescoço, denominado meromiosina pesada (HMM), e um segmento da cauda, ​​denominado meromiosina leve (LMM).

O domínio principal é a extremidade N-terminal da cadeia pesada, e o domínio cauda é a extremidade C-terminal da cadeia leve.

As classes de miosina podem ser diferenciadas pelo número de cadeias polipeptídicas que as compõem, e pela abundância e classe das cadeias leves presas ao pescoço.

A miosina I possui uma cadeia polipeptídica, que forma uma cabeça e sua cauda não possui regiões alfa-helicoidais. Enquanto as miosinas I e V têm duas cadeias polipeptídicas e, portanto, formam duas cabeças e uma cauda, ​​na qual as cadeias alfa-helicoidais se enrolam para formar uma estrutura semelhante a uma haste.

As miosinas I e V têm locais de ligação para a calmodulina, que regula e se liga ao Ca ^{+ 2}, nas cadeias leves. A miosina I liga o Ca ⁺² às cadeias leves, mas o faz de uma maneira diferente da calmodulina.

Caracteristicas

No nível mecanoquímico, as miosinas têm três características, a saber:

- A cabeça da miosina é o domínio motor que avança em etapas discretas: A união da cabeça da miosina a um filamento de actina, sua inclinação e posterior separação produzem o movimento da miosina. Este processo é cíclico e depende do ATP.

- Mudanças de conformação: a hidrólise de uma molécula de ATP é acoplada a cada etapa de uma molécula de miosina, por meio de níveis de amplificação e transmissão. Isso envolve grandes mudanças conformacionais na miosina.

O primeiro nível de amplificação é produzido pela perda do grupo gama-fosfato do ATP, o que permite uma reorganização dos elementos estruturais no sítio de ligação do ATP. Este rearranjo é coordenado com mudanças estruturais no local de ligação da actina.

O segundo nível de amplificação envolve a comunicação da mudança conformacional no sítio ativo aos componentes estruturais do terminal carboxila.

- Direcionalidade: verificou-se que as miosinas têm uma polaridade, ou direcionalidade reversa, em direção à extremidade (+) do filamento de actina. Esta conclusão vem de experimentos de deslizamento de filamentos de actina, usando microscópio de luz de fluorescência.

Recursos

A miosina, juntamente com a actina, participa da contração muscular, adesão celular, citocinese, enrijecimento das membranas corticais e deslocamento de algumas vesículas, entre outras funções.

Defeitos na miosina podem produzir condições patológicas. Por exemplo, defeitos nas miosinas I e V estão relacionados, respectivamente, a miopatias de miosina e distúrbios de pigmentação (síndrome de Griscelli). Enquanto os distúrbios nas isoformas da miosina VI causam perda auditiva.

Contração muscular

A unidade funcional e estrutural do músculo esquelético é o sarcômero. Durante a contração muscular, o comprimento do sarcômero atinge 30% do seu comprimento original.

Os sarcômeros são constituídos por filamentos de miosina grossos e filamentos de actina finos que são organizados de forma complexa. Em geral, as cabeças da miosina estão localizadas nas extremidades distais do filamento e suas caudas em direção ao centro do sarcômero, e a organização é bipolar.

Para que a contração muscular ocorra, as cabeças de miosina nas extremidades opostas devem se mover em direção ao disco Z ou à extremidade (+) do filamento. Como a organização dos filamentos grossos é bipolar, ocorre o deslizamento dos filamentos finos sobre os filamentos grossos, impulsionado pelo ATP.

A força de deslocamento ocorre porque centenas de cabeças de miosina, de um filamento grosso, interagem com um filamento fino.

Citocinese

Durante a mitose, quando os microtúbulos nos pólos do fuso se separam, a actina e a miosina II formam um anel contrátil no equador da célula. Esse anel se contrai, diminuindo seu diâmetro e dividindo a célula em duas partes.

Enrijecimento das membranas corticais

Em células mutantes sem miosina II, a membrana plasmática se deforma facilmente quando uma força externa é aplicada. Isso ocorre porque a miosina II fornece força de agregação às proteínas da membrana plasmática.

Adesão celular

No tecido epitelial, os feixes contráteis de actina e miosina II estão localizados nas proximidades da membrana plasmática e formam uma cintura circular que circunda a superfície celular interna. Essa cintura circular determina a forma da célula e mantém a ligação entre as células.

O contato entre as células ocorre pela união da cinta circular às moléculas de adesão celular, por meio de proteínas de união.

Deslocamento de algumas vesículas

Evidências experimentais revelam que a miosina V realiza o transporte da membrana do aparelho de Golgi para a periferia da célula. Algumas evidências são:

- Nas células do tecido nervoso, por imunofluorescência de astrócitos, verificou-se que a miosina V está localizada próxima ao Golgi.

- Nas leveduras, mutações no gene da miosina V interrompem a secreção de proteínas e, conseqüentemente, as proteínas se acumulam no citosol.

- As isoformas da miosina I são responsáveis ​​pelo transporte dos vacúolos em direção à membrana celular. Usando anticorpos específicos contra isoformas de miosina I, verificou-se que essas isoformas estão localizadas em diferentes partes da célula.

Por exemplo, quando uma ameba viva é marcada com um anticorpo contra a miosina IC, o transporte do vacúolo para a membrana é interrompido. Por causa disso, o vacúolo se expande e a célula se rompe.

Doenças relacionadas à miosina

Miosinas e perda auditiva

Existem numerosos genes e mutações que causam perda auditiva. Esta doença é freqüentemente monogenética.

Mutações não convencionais da miosina, com uma ou duas cabeças de miosina, afetam a função do ouvido interno. Algumas das isoformas de miosina mutadas são miosina IIIA, miosina VIIA e miosina XVA. Recentemente, duas mutações foram descobertas na miosina VI.

As mutações na miosina VI são c.897G> T e p.926Q. A primeira mutação afeta uma região que interage com o sítio ativo, chamada Switch I. Os homozigotos para a mutação exibem o fenótipo precocemente, causando efeitos graves.

A segunda mutação afeta uma região de resíduos carregados, em uma hélice alfa na cauda da miosina VI. Essa região é importante para a dimerização motora proximal e afeta a função estereociliar da miosina VI.

Outra mutação é p.Asn207Ser, que produz um motor incapaz de produzir força. Isso porque Asn 207 é um resíduo de aminoácido do sítio ativo, cuja função é a ligação e hidrólise do ATP.

A mutação p.Arg657Trp resulta na perda da função da miosina VI. O resíduo Arg está envolvido nas mudanças conformacionais que acoplam a hidrólise ao movimento da miosina.

Miosina X e câncer

Miosina X (Myo10) é uma miosina não convencional que se expressa no cérebro, endotélio e muitos epitélios. Myo10 e três classes de projeções baseadas em actina (filopódios, invadopódios e projeções semelhantes a filopódios) funcionam durante a metástase do câncer.

As células cancerosas invasivas têm um grande número de filopódios e expressam altos níveis de fascina. Esta proteína faz ligações cruzadas entre os filamentos de actina. Para escapar do tumor primário, formam-se invadópodes, ricos em atividade proteolítica, que digerem a matriz extracelular circundante.

Uma vez que as células alcançam a matriz extracelular, as projeções semelhantes a filopódios ajudam a se dispersar e colonizar. Altos níveis de Myo10 indicam alta agressividade e metástase no câncer de mama.

O silenciamento de MyoX produz a perda do caráter metastático das células, que são incapazes de formar projeções baseadas em actina. Todas essas projeções possuem aderências baseadas em integrina, que são transportadas pelo Myo10 dentro do filopódio.

MyoX está envolvido na formação do centrossoma. A ausência de MyoX favorece a formação de fusos multipolares. MyoX também está envolvido na sinalização em células cancerosas. Por exemplo, MyoX é ativado por 3,4,5, -inositol trifosfato (PIP3).

Referências

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2. Brownstein, Z., Abu-Rayyan, A., Karfunkel-Doron, D., Sirigu, S., Davido, B., Shohat, M., Frydman, M., Houdusse, A., Kanaan, M., Avraham, K. 2014. Novas mutações de miosina para perda auditiva hereditária reveladas por captura genômica direcionada e sequenciamento maciço paralelo. European Journal of Human Genetics, 22: 768-775.
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