Pesquisadores visualizam nascimento de microtúbulos em plantas

Microtúbulos organizam as células e geram as forças necessárias para dar suporte à forma, movimentação e divisão das células.

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13 Outubro 2010 | 12h09

Crédito: Ciência Diária.

Crédito: Ciência Diária.

Pesquisadores dos institutos Carnegie e Nara observaram pela primeira vez um processo fundamental de organização celular em células vivas de plantas: o nascimento de microtúbulos. Isso foi possível graças ao estudo do recrutamento e atividade de complexos proteicos individuais que criam a rede conhecida como citoesqueleto – o andaime que fornece a estrutura e forma das células.

Todas as células, vegetais e animais, dependem de uma série elaborada de varas moleculares construídas a partir da proteína tubulina. Estas varas, ou microtúbulos, organizam as células e geram as forças necessárias para dar suporte à forma, movimentação e divisão das células. Para executar essas tarefas, os microtúbulos precisam ser organizados em configurações específicas. As células animais separam seus cromossomos durante a divisão celular, organizando a rede de microtúbulos de centríolos. Um grande mistério é como as plantas, que não têm centríolos, organizam a rede de microtúbulos.

“Em muitas células, matrizes de microtúbulos são criadas com o auxílio de um órgão centralizado, chamado de centrossoma”, explica David Ehrhardt, do departamento de biologia vegetal da Carnegie. “Matrizes centrossomais têm sido foco de estudo há décadas e agora é bem compreensível que essas matrizes são criadas e organizadas pelo centrossoma. No entanto, muitas células animais diferenciadas e células de plantas floridas têm matrizes que são criadas de forma independente do centrossoma”.

Do berçário para casa

Recentemente, pesquisadores do laboratório de Ehrhardt descobriram que microtúbulos individuais em conjuntos de células de plantas nascem em muitos locais ao longo do interior da membrana celular, onde são destacados dos locais de nascimento e migram para interagir com outros microtúbulos. A equipe então marcou componentes destes complexos, conhecidos como complexos de nucleação, com múltiplas cópias de uma proteína fluorescente derivada de medusas. Após a introdução nas células vegetais, pesquisadores conseguiram visualizar o que ocorre com o conjunto de microtúbulos durante sua construção.

“Em matrizes centrossomais, estes complexos de nucleação são recrutados para o centrossoma, onde dão origem a uma matriz em forma de estrela centrada perto do núcleo. Em contraste, nas células que estudamos esses complexos foram distribuídos na membrana celular e foram localizados principalmente ao longo dos lados dos outros microtúbulos – uma associação que foi correlacionada com a sua atividade”, ressalta Ehrhardt. “Assim, os microtúbulos parecem ser importantes para a localização de suas proteínas e regulação da própria formação. Além disso, os microtúbulos filhos foram criados tanto em um ângulo diferente do polímero mãe, ou em paralelo a ele. A escolha do ângulo pode desempenhar um papel na criação de novos estados organizacionais ou manter um já existente”.

De mudança

Os pesquisadores observaram que os complexos formados não permanecem no local de origem após a criação de novos microtúbulos. Uma das explicações seria dar condições para o surgimento de um novo ciclo de criação, em um novo local. A libertação dos complexos de micrtoúbulos mãe pode estar relacionada ao mecanismo de desprendimento dos microtúbulos filhos no lugar de nascimento. Isso se deve pelo corte da proteína katanin ou pela despolimerização completa.

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