Arquitectura da célula

Como no nosso corpo, todas as células possuem um esqueleto que lhes dá a forma, confere rigidez e protege o seu frágil meio interno. O citosqueleto é formado por longos filamentos proteicos que formam redes cuja arquitectura global e detalhe apenas podem ser revelados com imagens de microscopia de alta resolução. Investigadores do Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL) em colaboração com a Universidade do Colorado obtiveram a primeira visualização 3D de uma células eucariótica completa, numa resolução suficientemente alta para "resolver" a distribuição do citoesqueleto na levedura. A imagem deste organismo unicelular revela interessantes detalhes sobre a estrutura mais fina do citoesqueleto bem como das suas interacções com outras partes da célula.

"Para realmente entender a arquitectura do citoesqueleto é necessário observar toda a célula em três dimensões, mas ao mesmo tempo é preciso ter uma muito boa resolução para ser capaz de investigar os detalhes estruturais. É impossível obter uma imagem assim com os microscópios convencionais."

Os microtúbulos são um componente chave do citoesqueleto. Estes são estruturas dinâmicas construídas a partir do constante crescimento e colapso de filas de proteínas elementares chamadas tubulinas. Para aumentar a sua rigidez, os microtúbulos associam-se e interagem com proteínas estabilizadoras formando assim complexas redes, que são essenciais para muitos processos celulares como o crescimento polarizado. Pela primeira vez eles conseguiram observar directamente aquilo que estudos prévios na levedura apenas sugeriam. Nas alturas em que uma célula não se está a dividir, uma fibra de microtúbulos consiste de 4-5 filamentos individuais fisicamente conectados entre si por pontes provavelmente formadas por proteínas. Nas redes criadas através de estas ligações cruzadas a orientação dos microtúbulos é crucial. Os filamentos são estruturas polares e os seus extremos crescem e colapsam a velocidades diferentes. O estudo criou um mapa preciso indicador da localização de todos os extremos em formação e em colapso na célula.

A imagem também abriu caminho ao entendimento de outras importantes funções dos microtúbulos, revelando que o citoesqueleto determina o correcto posicionamento das mitocôndrias, os organelos produtores de energia da célula. "A nossa imagem 3D da levedura pode servir como um mapa de referência para os biologistas interessados na arquitectura da célula. É possível extrair informação de todas as estruturas e processos das células ou usa-la para posicionar eventos celulares no contexto espacial da célula."

A levedura é um dos organismos modelo mais utilizados na biologia. Apresenta muitas similaridades com os eucariotas superiores, incluindo organismos multicelulares. Muita desta informação pode ser aplicada aos mamíferos. Na célula nervosa dos mamíferos, por exemplo, as associações de microtúbulos são semelhantes às observadas na levedura e são essenciais na transmissão de sinal de célula para célula.

Artigo da Developmental Cell de 6 de Março, tradução de João Carvas