9 - Biossíntese, Rotas secretoras e endocíticas

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Biossíntese de Proteínas, Rotas Secretoras e Endocíticas 
• Todos esses processos envolvem RER, Complexo de Golgi e 
Lisossomos/Peroxissomos 
• A síntese proteica nos polirribossomos podem ocorrer de duas formas - nos 
polirribossomos 
aderidos ao RER ou nos polirribossomos livres no citosol: 
1. Síntese em polirribossomos livres: as proteínas sintetizadas podem ou não receber 
sinal de distribuição: 
a. Sem sinal – proteínas livres no citosol 
b. Com sinal – proteínas podem seguir duas vias dentro da células: 
I. Via complexo do poro: para o núcleo 
II. Via translocadores proteicos: para mitocôndrias ou peroxissomos 
2. Síntese em polirribossomos aderidos ao RER: forma mais comum, sempre 
apresenta sinal de distribuição. Podem seguir dois caminhos: 
a. Permanecer no RER (ex: chaperonas) 
b. Saem via vesículas de transporte para o Golgi: do aparelho de Golgi, podem 
seguir três caminhos: 
I. Lisossomos (ex: enzima digestiva) 
II. Compor membrana plasmática 
III. Secreção 
SÍNTESE PROTEICA 
• Primeiramente o RNAht (heterogêneo nuclear) sofre splicing por spliceossomso 
(compostos por RNAsn [Small nuclear]), originando RNAm que ficará no citosol 
• RNAm colide aleatoriamente com a subunidade menor (40s) do ribossomo 
• Via RNAt ocorre o transporte do primeiro aminoácido correspondente 
• Note que Sítios A e P estão na subunidade menor 
• Nesse momento, subunidade maior (60s) se associa à subunidade menor e inicia- 
se a formação da cadeia polipeptídica 
 
• O aminoácido primeiramente se liga ao sítio A, sendo posteriormente transferido 
ao sítio P e deixando o sítio A livre para outro aminoácido, e assim 
subsequentemente 
• O RNAt após liberar o aminoácido é reutilizado 
• Podemos dividir a síntese proteica em etapas no citosol e etapas no RER: 
1. No citosol: 
a. Tradução da sequência sinal para o RER: sinal do RNAm carregando a 
informação de que a proteína deve ser levada para o RER 
b. Reconhecimento desse sinal pela partícula reconhecedora de sinal (SRP) 
c. Durante esse reconhecimento, a tradução fica temporariamente interrompida 
d. SRP liga-se à membrana do RER através de um receptor de membrana, esse 
processo gasta energia de um GTP 
e. SRP se desacopla do RER, ocorre hidrólise do GTP e, nesse momento, 
subunidade 60s e cadeia polipeptídica se ligam ao RER 
 
2. No RER 
f. A tradução avança formando a cadeia polipeptídica 
g. A cadeia polipeptídica é transferida às cisternas do RER por meio dos 
translocons (espécie de poro na membrana do RER que se encontra 
complexado de proteínas, também chamado de riboforina) 
h. Uma enzima do translocon chamada peptidase sinal irá clivar a sequência sinal 
da cadeia 
i. Outra enzima do translocon, a oligo sacarídeo tranferase (OST) irá realizar a 
glicosilação primária na cadeia polipeptídica 
j. A tradução avança e a proteína pode tomar dois caminhos: ficar aderida à 
membrana do RER ou ficar livre na cisterna do RER 
k. Ocorre agora as modificações pós-traducionais, como por exemplo as ações 
das chaperonas, que irão realizar o correto dobramento da proteína ou ainda 
fazem a retrotranslocação, ou seja, as chaperonas reconhecem proteínas 
incorretas e as mandam novamente para o citosol, para serem degradadas 
l. Após as modificações pós-traducionais, as proteínas são empacotadas em 
vesículas e seguem para o Complexo de Golgi 
APARELHO DE GOLGI 
• Constituídos por sáculos membranosos, achatados e empilhados associados à 
vesículas 
• Esses sáculos são denominados cisternas do Golgi, e são revestidos por 
membranas 
• Em geral, cada pilha do Golgi apresenta de 3 - 8 cisternas 
• Cada cisterna possui um pH e conteúdo enzimático diferente 
• A enzima marcadora do complexo de Golgi é a tiaminopirofosfatase 
• Cada pilha de cisternas com suas vesículas associadas constitui uma unidade do 
Golgi, denominada dictiossomo 
• Face cis é uma face muitas vezes convexa e proximal ao RER 
• Face trans é uma face muitas vezes côncava e distal ao RER 
• O conteúdo proteico consiste em glicosiltransferase (realiza glicosilação), 
sulfotransferase (sulfatação) e fosfotransferase (fosfatação) 
 
• Todos esses processos constituem mecanismos de modificações pós-traducionais 
• As vesículas proteicas provenientes do RER vão passando para pelas cisternas do 
Golgi e sofrendo modificações 
• Quando a vesícula atinge a face de saída (face trans) a proteína pode formar um 
lisossomo ou, na maioria das vezes, se fundir ao endossoma tardio 
• Funções: 
 Glicolisação terminal: após a glicosilação primária do translocon, o Golgi 
realiza a glicosilação terminal 
 Síntese da porção lipídica de GAG ́s 
 Polimerização de GAG ́s 
 Síntese de glicoproteínas e esfingomielina 
 Sulfatação de proteínas, lipídios, glicídios 
 Processamento das proteínas que vão para os lisossomos: após as 
alterações pós-traducionais, as moléculas irão receber acréscimos ou 
modificações para executarem suas funções finais 
• Exportação (destinos) de lipídios e proteínas: 
 Via de fluxo contínuo (Via constitutiva): a proteína sintetizada no RER vai 
para o Golgi, sofre modificações pós-traducionais, e é secretada para fora da 
célula sem nenhum tipo de controle. Ex: tropocolágeno e imunoglobulinas 
 
 Via de fluxo regulado (Via não constitutiva): a proteína sintetizada no RER 
vai para o Golgi, sofre modificações pós-traducionais, são empacotadas em 
vesículas que possuem uma sequência sinal e ficam em “aguardando” no 
citoplasma, até que um estímulo as façam ser secretadas; Ex: célula 
caliciforme, neurônios, células endócrinas de forma geral. 
 Permanecer no Complexo de Golgi 
VESÍCULAS RECOBERTAS 
• São vesículas envoltas por uma capa proteica (denominada COAT) que garante o 
destino correto das moléculas 
• O COAT deforma a membrana e dirige o brotamento da vesícula 
• Existem 3 tipos de vesículas recobertas: Recoberta por clatrina (melhor descrita), 
COP I e COP II: 
• Vesículas de Clatrina: 
 São formadas quando ocorre endocitose de membranas, seja da membrana 
plasmática da célula (caso de pinocitose ou fagocitose), seja da membrana 
do próprio Aparelho de Golgi (caso do transporte de enzimas lisossômicas) 
 A enzima lisossômica, proveniente do Golgi, liga-se à manose-6-fosfato 
 
 Ocorre conexão com um receptor específico para enzimas lisossomais 
(MNP – manose 6 fosfato receptor) 
 Subsequentemente, ocorre ligação com a adaptina 
 A adaptina por sua vez liga-se à clatrina 
 A clatrina irá extrair a vesícula do Golgi, para isso utiliza a ação da dinamina 
que estrangula a vesícula 
 Essa vesícula retirada recebe o nome de vesícula coberta (uma vez que 
está coberta pelas adaptinas e clatrinas) 
 Ocorre liberação dos trisquélions, que são fragmentos de clatrina que serão 
reciclados no citoplasma, sobrando apenas uma vesícula desnuda 
• Vesículas de COP I: se formam de Golgi para RE, de Golgi para Golgi e de Golgi 
para membrana plasmática 
• Vesículas de COP II: se formam de RE para Golgi 
 
• Snares: são sinalizadores que guiam as vesículas até seu destino. Existem 
v-Snares que estão nas vesículas e t-Snares que estão na membrana alvo. Após 
todo o processo de secreção da vesícula descrito acima, v-Snare se funde com t- 
Snare, de modo que hajam como guias das vesículas 
• Relação Clínica (Botulismo): o quadro do botulismo é caracterizado por acúmulo 
de vesículas de neurotransmissores nas fendas sinápticas. Isso é decorrente da 
ação da toxina botulínica, que quebra os snares, deixando as vesículas sem seus 
“guias” 
• Vale ressaltar que as alterações pós-traducionais podem ocorrer durante todo o 
processo, até mesmo dentro das vesículas. É o caso das vesículas de zimogênio, 
que contém pré-enzimas que só serão atividas após uma série de clivagens que se 
passam no duodeno 
LISOSSOMOS 
• São organelas digestivas, tanto para material endocitado quanto para organelas 
internas (autofagia) 
• São polimórficos: variam sua formade acordo com o material a ser digerido 
• Envoltos por uma membrana única que armazena conteúdo lipoproteico 
• Na sua membrana existem inúmeras proteínas, como LAMP, LIMP, Sialina, 
Cistinosina (moléculas transportadoras) e Bombas de hidrogênio (que mantém o 
pH interno ácido) 
• No seu interior existem hidrolases ácidas (na face interna do lisossomo existem 
oligossacarídeos que o protege dessas hidrolases, por isso o lisossomo não digere 
a si mesmo) 
 
• O pH lisossomal é ácido, por isso em caso de rompimento de sua membrana ocorre 
a inativação de suas enzimas (uma vez que o pH citoplasmático não corresponde 
com o pH ideal) 
• O lisossomo pode permanecer na célula ou ser secretado (caso dos osteoclastos, 
basófilos, eosinófilos, etc) 
• Formação do lisossomo: 
a. Vesículas lisossomais do golgi se ligam à manose-6-fosfato, que se associa 
à uma receptor de carga (MPR) 
b. Associação com a adaptina, que por sua vez, se associa à dinamina 
c. Liberação dos trisquélions 
d. Vesícula funde-se ao endossomo, nele ocorre acidificação e reciclagem do 
MPR 
e. Brotamento da vesícula de lisossomo propriamente dita 
• Doenças relacionadas: 
 Mucolipidose: falha na formação das vesículas devido à um erro na 
monose-6-fosfato, comprometendo os lisossomos, que ficam sem hidrolases 
ácida, ou seja, sem enzimas digestivas. Dessa forma, não ocorre a digestão 
das moléculas, levando à corpos de inclusão nos lisossomos, que irão 
congestionar os tecidos celulares (“doença de inclusão”) 
 Tay Sachs: fala de hexoaminidase (enzima digestiva dos gangliosídios), 
gerando um acúmulo de gangliosídios em lisossomos neuronais. O primeiro 
sintoma é a cegueira, seguida de demência e óbito precoce (“doença de 
acúmulo”) 
 Cistinose: mutação no gene da cistosina (que transporta a Cisteína), 
dificultando o transporte de Cisteína para os lisossomos, afetando os rins 
 Doença de Salla: mutação no gene da sialina (que transporta o ácido siálico 
para o lisossomo), ocorrendo neurodegeneração e afecções endócrinas 
 
ROTAS ENDOCÍTICAS 
• Envolve a internalização e degradação de material extracelular e a reciclagem das 
membranas internas 
• Apresentam três rotas diferentes: pinocitose, endocitose mediada e fagocitose 
• Pinocitose: 
 Englobamento de partículas líquidas (e tudo o que estiver dissolvido nesse 
líquido) 
 Processo indiscriminado: captura de moléculas ao acaso 
 Ocorre através da invaginação da membrana, fusão com endossomo e 
internalização do material 
• Endocitose mediada por receptor: 
 Invaginação da membrana, porém com critérios, ou seja, apenas partículas 
específicas serão endocitadas 
 Os receptores irão realizar a endocitose apenas do necessário, por isso não 
ocorre a entrada de muita quantidade de água 
 Ex: endocitose do LDL, insulina, hormônios 
 Hipercolesterolemia familiar (PROVA!!!): alteração no gene que codifica o 
receptor de LDL, que não é captado pela célula e fica acumulado no sangue, 
isso leva à aterosclerose e, consequentemente, ao óbito precoce. É dita 
familiar por ser uma alteração genética, o histórico do paciente sempre 
aponta um alto nível de colesterol no sangue 
 
• Fagocitose: 
 Internalização de partículas maiores e sólidas (ex: bactérias, células 
sanguíneas, corpos apoptóticos) 
 Células fagocitárias: macrófagos, neutrófilos, etc 
 A partir da emissão de pseudópodos – evaginação 
 O material a ser fagocitado é revestido por opsoninas (ex: anticorpos) para 
que possa ser reconhecido pelas células fagocitárias 
 Após o material ser interiorizado origina-se o fagossomo, que irá fundir-se 
com um lisossomo, originando o fagolisossomo 
 Ocorre a digestão, as membranas são recicladas e ocorre a exocitose do 
corpo residual (processo chamado de clasmocitose) 
DEGRADAÇÃO DE COMPONENTES 
1. Degradação de componentes citoplasmáticos 
• A degradação dos componentes citoplasmáticos é chamada de autofagia 
• Na autofagia, o RE envolve a proteína e forma o autofagossomo, o lisossomo 
funde-se ao autofagossomo e origina o autolisossomo 
2. Degradação de proteínas intracelulares 
• Podem ser via lisossomos ou via ubiquitina – proteossomos 
• Via proteossomos: 
 A proteína é ubiquitinada e entra no proteossomos 
 O proteossomo é formado por proteínas reguladoras e receptoras 
 A ubiquitina que foi associada à proteína a ser degradada é reconhecida por 
essas proteínas receptoras do proteossomo 
 Proteases vão quebrando a proteína até aminoácidos 
 É uma via alternativa de digestão de proteínas, que não envolve lisossomos 
 Relação clínica: as proteínas ciclinas (envolvidas no processo de divisão 
celular) são digeridas via proteossomos. Por isso, drogas que consigam 
alterar os proteossomos para não digerirem ciclina (mantendo seus níveis 
altos, e impedindo o processo de divisão) estão sendo testadas no combate 
ao câncer 
 
PEROXISSOMOS 
• São organelas abundantes (principalmente nos hepatócitos), presente em todas as 
células 
• O conteúdo dos peroxissomos é diferente para cada célula 
• Ricos em enzimas oxidativas, capazes de formar peróxidos 
• Rico, também, em catalases, que convertem água oxigenada em água e oxigênio 
• Contém ainda enzimas de beta oxidação de ácidos graxos, que resulta em Acetil- 
Co-A 
• Têm relação com a detoxificação 
• Síndrome de Zellweger: mutação de genes que codificam proteínas de importação 
das enzimas peroxissômicas, que ficam livres no citosol, afetando vários órgãos 
(como cérebro, rim e fígado – Síndrome cérebro-hepato-renal) 
• Adrenoleucodistrofia (ADL ligada ao X): mutação de genes que codificam 
proteínas de importação de ácidos graxos, não havendo beta oxidação de ácidos 
graxos, que se acumulam nos tecidos. Gera deficiência de secreção das adrenais 
e disfunções neurológicas por conta da desmielinização