1. Repositório Institucional - Universidade Federal de Uberlândia
2. Instituto de Biologia (INBIO)
3. TCC - Ciências Biológicas (Uberlândia)

Document type:	Trabalho de Conclusão de Curso
Access type:	Acesso Aberto
Title:	Identificação de motores moleculares em larvas de Apis mellifera e Melipona scutellaris
Author:	Peixoto, Pablo Marco Veras
First Advisor:	Espindola, Foued Salmen
First member of the Committee:	Nascimento, Vânia Alves do
Second member of the Committee:	Cunha Junior, Jair Pereira
Summary:	A migração de neurônios, células da glia e a formação de cones de crescimento no sistema nervoso dos animais são devidos a eficientes mecanismos de motilidade celular. Tais mecanismos são mediados por mecanoenzimas associadas ao citoesqueleto formado por microtúbulos e actina. Estas moléculas motores geram, através da energia liberada pela hidrólise de ATP, força mecânica e mobilidade ao longo do citoesqueleto (Harrington e Rodgers, 1984). As proteínas motoras capazes de locomover-se sobre filamentos de actina pertencem à família das miosinas, que compreende atualmente 14 classes (fig.1) distintas. A primeira classe foi descoberta em 1856. Trata—se da uma miosina convencional da classe II. Ela é constituida por duas cadeias pesadas (200 kDa) e cadeias leves que variam em número e de acordo com o tecido e a espécie estudada. As demais, por apresentarem divergências estruturais, foram denominadas miosinas não convencionais (Spudich, 1994). Por outro lado, as mecanoenzimas que se associam a microtúbulos foram denominadas dineína e cinesina. Elas são apontadas como responsáveis por fenômenos de movimento ao longo de microtúbulo, como o transporte axonal (Hirokawa, 1998). As dineínas representam uma família de proteínas estruturalmente semelhantes mas funcionalmente diversificada. Há três classes distintas: a dineína axonemal de braço interno e externo, ambas distribuídas no axonema de cílios e flagelos e a dineína citoplasmática, enzima esta implicada em uma gama variada de funções intracelulares (Holzbaur e Vallee, 1994). As dineínas executam transporte retrógrado e/ou centrípeto ao longo dos microtúbulos. Sua função parece estar relacionada à localização centrossomal do complexo de Golgi e de endossomos iniciais e tardios (Hirokawa, 1998). São motores moleculares complexos, possuindo mais de 15 polipeptídeos associados, com uma massa total entre 1 e 2MDa. O domínio motor da dineína, localizado na porção C-terminal da molécula, é consideralmente mais complexo que de miosinas e cinesinas e abriga, ao invés de um, quatro dominios ligantes de ATP (designados “loop-P”) e um único domínio ligante de microtúbulos(Valle e Gee, 1998). A região N-terminal das dineínas (domínio cauda) associa-se ao conjunto de cadeias intermediárias e leves, propiciando a interação dineínacarga (Hirokawa, 1998). Além da complexa estrutura da dineína, essa biomolécula pode se associar a outro complexo proteico, a dinactina. A associação da dinactina com a dineína parece ser feita pela cadeia intermediária de 74 KDa e é provalvelmente o elemento crucial para a interação dineína-carga (Hirokawa, 1998). A família das cinesinas, por sua vez, é composta de proteínas, a maioria muito alongadas, medindo cerca de 110 nm de cumprimento. Elas estão relacionadas primariamente ao transporte anterógrado de vesículas, podendo também atuar no transporte retrógrado. A primeira cinesina descoberta foi obtida de axônios gigantes de lulas (Brandy, 1985 e Vale et al, 1985). Desde então, um grande número destes motores tem sido descoberto, compondo esta superfamília de proteínas. Esta superfamília subdivide-se em três grupos, de acordo com a posição de seus respectivos domínios motores. As sequências altamente conservadas de aminoácidos do domínio motor correspondem aos sítios de ligação a ATP e microtúbulos. Assim, tem-se os grupos de cinesinas, que são: Tipo-N (domínio motor na região N—terminal), tipo-M (domínio motor central) e tipo-C (domínio motor na região C-terminal da molécula) (Hirokawa, 1996 e 1998). Associadas a molécula de cinesina, encontram-se cadeias leves que modulam a interação cinesina-carga. A carga a ser por ela transportada pode ser Iisossomas, endossomas, mitocôndrias ou retículo endoplasmático (Hirokawa, 1996 e 1998). Adams e Pollard, em 1989, propuseram que uma miosina não convencional (miosina-I) liga-se à membrana de Achantamoeba e é capaz de mover organelas ao longo de filamentos de actina dentro do citoplasma. Fukuit et al., em 1989, localizaram as miosinas I e II em pseudópodes de Dyctioste/ium e apresentaram evidências de que a miosina-I é responsável por movimento celular associado à membrana. A miosina-II participa de processos de citocinese e capeamento de receptores e contribui para o estabelecimento da polaridade e diferenciação celulares em Dyctiostelium (Kiehart, 1990). Várias miosinas, de múltiplas classes são expressas em vertebrados (Mermal et al., 1998) e muito pouco se conhece sobre as funções da maioria destas proteínas (tab. 1). A miosina-V é encontrada predominantemente em neurônios, tendo sido localizada no terminal pré—sináptico (Mochida et al., 1994). As mutações dos genes que expressam a miosina-Va em camundongos e humanos foram identificadas (Pastural, 1997). Camundongos afetados (di/lute) por mutações recessivas no gene que codifica esta proteina morrem em até três semanas, por convulsões. Este camundongo apresenta uma diluição da pigmentação de sua pele, resultante de defeitos na transferência de grânulos de melanina dos melanócitos para os queratinócitos (Mercer eta/., 1991 ). Foi descrita em 1978 por Griscelli et al uma doença muito rara, realcionada à miosina-V. Nos casos estudados recentemente, os indivíduos afetados apresentaram albinismo parcial, problemas neurológicos e imunodeficiência celular severa, com uma fase aguda de ativação fagocitária e linfocitária descontrolada, levando à morte na ausência do transplante de medula óssea. Esta doença é autossômica recessiva. Todos os dados funcionais sugerem que a miosina-V de cérebro (BM5) atua no crescimento polarizado e tráfego de vesículas do pós—Golgi. Imagens de miosina-V obtidas de microscopia eletrônica por técnica de sombreamento rotatório (Cheney et al., 1993) mostram tratar-se de um dimero (fig. 2) com duas cabeças gigantes, orientadas em T ou Y, ligadas por segmentos de dupla alfa—hélice, e uma região C-terminal globular. A cauda se divide nas regiões proximal, medial e distal. Na região proximal predomina a estrutura em alfa-hélice, que não acarreta a formação de filamento. A região medial da cauda contém a sequência PEST, associada à proteólise intracelular por calpaína (Larson, 1996). Foi demonstrado por Prekerris e Terrian, em 1997, através da combinação de técnicas de imunopurificação, extração, ligações cruzadas e ensaios de co-precipitação, que o domínio cauda da miosina-V forma um complexo estável com proteínas da membrana de vesículas sinápticas, sinaptobrevlna—II e sinaptofisina. O domínio citoplasmático do complexo sinaptofisina—sinaptobrevina pode funcionar como um compartilhador da ligação de miosina-V, formando um complexo multimérico. O domínio pescoço ou regulatório de miosina-V , presente na maioria das miosinas, é responsável pela ligação das cadeias leves. Nele há seis motivos (IQ) para ligação de cadeias leves da superfamília das calmodulinas. O controle da motilidade é bastante complexo, e deve haver uma rede de conexões entre os sistemas motores. Uma evidência deste fato foi a caracterização molecular do complexo dinactina sugere que este possa ser o local de coordenação dos sistemas de motilidade baseados em tubulina e actina (Langford, 1995). Montell e Rubin, 1988 mostraram que o gene NinaC de Drosophila codifica um par de proteínas, essencial para a formação normal dos rabdômeros dos olhos compostos. A estrutura primária desta proteína apresenta em sua região C-terminal, homologia com o dominio cabeça de miosina-l, e do lado N-terminal, homologia com o domínio catalítico de uma serina-cinase. Neste mesmo inseto identificou-se o gene que codifica miosina-V. Estudos de caracterização molecular mostraram que o domínio motor desta proteína apresenta maior semelhança à miosina—V de humanos e outros mamíferos do que à de S. cerevisae e C. el/egans (fig. 3). Verificou-se abundância desta proteína nos estágios embrionários de drosófilas, período em que há alta atividade celular (Bonafé e Sellers, 1998). Associada às membranas do complexo de Golgi, foi detectada por Baumann et al., a presença de dineínas e miosinas não convencionais em células fotorreceptoras de abelhas. Entretanto, nada se conhece sobre os mecanismos de motilidade celular nestes insetos. Seu sistema nervoso e bastante complexo, se comparado ao de outros insetos. Consiste de um cérebro e um cordão nervoso ventral. Cerca de trezentos e quarenta mil neurônios (aproximadamente um terço do cérebro das abelhas), denominados em conjunto “corpos de cogumelo” (fig 4.) , estão associados à memória olfatória e tomada de decisão. Existem dois cálices em cada corpo de cogumelo (MB), contendo dois tipos morfologicamente distintos de neurônios: células Kenyon grandes e pequenas. Em Drosophila há somente um cálice em cada MB, contendo neurônios indistintos morfologicamente. Oleskevich et al., (1997) relatam que uma resposta monossináptica pode ser registrada após estimulação olfatória e que a plasticidade sináptica exibida pela abelha é semelhante, em muitos modos, à plasticidade relatada no hipocampo de mamíferos. As estruturas dos MB de cérebro de abelhas, além de bem desenvolvidas em relação às de outros insetos, apresentam-se plásticas, podendo sofrer alterações estruturais e de volume, mesmo no inseto adulto. A relação entre o volume do MB e o corpo de uma operária é de cerca de 12%, enquanto em Musca domestica (mosca) e Schistocerca gregaria (gafanhoto) esta relação é de apenas 2% (Kamikouchi et al., 1998).
Keywords:	Apis mellifera Melipona scutellaris Motores molecuares
Area (s) of CNPq:	CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
Language:	por
Country:	Brasil
Publisher:	Universidade Federal de Uberlândia
Quote:	PEIXOTO, Pablo Marco Veras. Identificação de motores moleculares em larvas de Apis mellifera e Melipona scutellaris. 27 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciências Biológicas) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 1999.
URI:	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/25867
Date of defense:	9-Jul-1999
Appears in Collections:	TCC - Ciências Biológicas (Uberlândia)

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