Dinâmica Celular

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Dinâmica Celular
Estruturas proteicas
OBS: A estrutura terciária é uma conformação tridimensional, que resulta de ligações que se estabelecem entre as cadeias laterais dos resíduos de aminoácidos e da interação dessas cadeias com o meio aquoso. O resultado é o enovelamento global de toda a cadeia polipeptídica- estrutura nativa
► A sequência de aminoácidos vai compor a organização espacial (forma) e a função da proteína
Aminoácidos
► A entropia (desordem das partículas) e a energia tendem a diminuir à medida que o estado nativo vai sendo alcançado;
► O cone invertido formado pela figura apresenta reentrâncias, demonstrando que as cadeias podem experimentar muitos estados conformacionais durante o processo de enovelamento.
Enovelamento da proteína
Na maioria das proteínas ocorre durante a própria síntese
Chaperonas
► São denominadas proteínas de choque térmico (hsp, heat shock proteins), pois são sintetizadas em quantidades significativamente aumentadas após exposição a temperatura elevada (ex., 42°C para células que vivem a 37°C).
► Consistem em uma família de muitas proteínas com função semelhante: usam energia da hidrólise de ATP para desenovelar proteínas, possibilitando novo enovelamento, dessa vez na forma correta ou no lugar correto.
► Família de proteínas (Hsp70, Hsp40) que atua em peptídeos nascentes, ainda não enovelados. Reconhecem sítios hidrofóbicos expostos. 
► Auxiliam no dobramento utilizando a energia do ATP. Se houver chaperona a catálise de ATP será mais rápida 
► São denominadas proteínas de choque térmico interage com a região hidrofóbica 
► Interage diretamente com as proteínas 
As chaperonas irão agir no final do processo da síntese ligando-se a polipeptídeos recém-formados antes que eles estejam completamente dobrados.
Sua função é se ligar as proteínas enquanto elas estão sendo sintetizadas para evitar agregação ou aprisionamento em um local de baixa energia. Esse processo irá gastar energia.
Chaperoninas
► Forma uma “câmara de isolamento” para o processo de dobramento
► Família de proteínas (Hsp60) que atua em peptídeos já enovelados. Entrada hidrofóbica e interior com superfícies hidrofílicas. Atuam na renaturação de proteínas desnaturadas.
► É um complexo protéico estrutura em forma de barril, vai hidrolisar ATP e dobrar a proteína 
O dobramento proteico depende dos fatores relacionados ao número de aminoácidos presentes na estrutura e a sua cadeia lateral. Dessa forma, considera a entropia, que são as desordens da partícula, na qual sua energia tende a diminuir a medida em que o estado nativo vai sendo alcançado. Deve levar em consideração o cone invertido devido aos estados conformacionais durante o enovelamento, que ocorre após a síntese.
Prions: apenas uma proteína mal dobrada que encosta nas bem dobradas e as deixam mal dobradas porque possuem características infectantes. 
 ↳ Quando prion começa a interagir com as proteínas normais as torna mal enoveladas, causando algumas doenças. Esses prions se acumulam numa proporção que o corpo não consegue dar conta e se depositem dentro das células, nos órgãos. 
Amiloidoses: quando apresenta muita folha beta-pregueada muitas proteínas mal formadas (esticadas) (denatura a dupla hélice para formar a estrutura beta….), essas proteínas se juntam causando problemas. 
 ↳ Não formam complexo bioativo. 
 ◆ As amiloidoses podem ser: 
 1. Patológicas- a formação de estruturas beta pregueadas formando proteína enovelada mal dobrada que começam a empilhar formando um agregado proteico, e não conseguem viajar de forma separada e caso sejam secretadas, podem ser depositadas nos vasos, nos capilares, normalmente está associado a doenças neurológicas 
 2. Fisiológicas- o processo começa no retículo endoplasmático liso, a sintetização das fibras nas fibrilas, esses pequenos pedaços são processados no complexo de golgi,as fibrilas amiloides vão ser secretadas da membrana que viajam de forma independente. Sistema ubiquitina-proteassomo
· Complexo proteico;
· Existe no núcleo e o citoplasma da célula;
· Capaz de degradar outras proteínas;
· Reconhece principalmente proteínas sinalizadas pela ubiquitina;
· Implica em consumo de ATP.
Modificações pós traducionais
Glicosilação
· Impede agregação da proteína;
· Marca a progressão do enovelamento (media ligação proteína 🡪 chaperonas);
· Componentes da membrana celular:
1. Proteção contra enzimas proteolíticas
· Reconhecimento celular;
· Sinalização celular;
· Adesão celular;
· Ligação do espermatozoide ao óvulo;
► O oligossacarídeo ativado é ligado ao grupo fósforo-terminal do dolicol-fosfato.
► Em seguida, é transferido a um resíduo específico de asparagina da cadeia polipeptídica em crescimento.
► Tanto os açúcares ativados quanto o complexo enzimático responsável pela transferência do oligossacarídeo à proteína localizam-se no lado lumial do RE. Portanto, proteínas do citoplasma não são glicosiladas por esta via.
► As unidades de carboidrato das glicoproteínas são alteradas e elaboradas no Complexo de Golgi
Pode ser:
►N-ligado: asparagina → carboidrato ligados através do nitrogênio da amida.
► O-ligado: serina ou treonina → ligação do carboidrato é feita entre o grupo hidroxila.
► Ligações covalentes na cadeia lateral destes aa.
· Síntese de proteína no RE
· A glicosilação N-ligada começa no RE e termina no aparelho de Golgi.  
· A glicosilação O-ligada ocorre exclusivamente no aparelho de Golgi.
Dinamica Celular III: endereçamento de proteínas e tráfego vesicular
Compartimentos Celulares
As proteínas são importadas pelas organelas por três mecanismos:
→ A síntese de praticamente todas as proteínas da célula se inicia nos ribossomos no citosol. 
→ As exceções são algumas proteínas de mitocôndrias e cloroplastos que são sintetizados por ribossomos dentro dessas organelas. A maior parte das proteínas mitocondriais e cloroplásticas, entretanto, é feita no citosol e, subsequentemente, importada. 
→ O destino de uma molécula proteica sintetizada no citosol depende de sua sequência de aminoácidos, a qual pode conter um sinal de distribuição que direciona a proteína para a organela onde é requerida. 
→ Proteínas que não possuem esses sinais de distribuição: permanecem residentes no citosol.
 possuem um sinal de distribuição: se movem do citosol para a organela apropriada. 
→ Diferentes sinais de distribuição direcionam as proteínas para o núcleo, mitocôndrias, cloroplastos (em plantas), peroxissomos e para o RE. Quando uma organela envolta por membranas importa uma proteína do citosol ou de outra organela, ela enfrenta um problema: como ela pode fazer a proteína atravessar a membrana que é normalmente impermeável a macromoléculas hidrofílicas? Essa tarefa é realizada de maneiras diferentes por diferentes organelas.
1. As proteínas que se movem do citosol para o núcleo são transportadas pelos poros nucleares que transpassam as membranas nucleares extema e interna. Esses poros funcionam como portões seletivos que transportam ativamente macromoléculas específicas, mas também permitem a difusa livre de moléculas menores.
2. As proteínas que se movem do citosol para o RE, mitocôndrias ou cloroplastos, são transportadas pelas membranas das organelas por translocadores proteicos localizados nas membranas. Diferentemente do transporte por poros nucleares, a molécula proteica transportada normalmente deve desdobrar-se de forma a serpentear pela membrana. As bactérias possuem translocadores proteicos semelhantes nas suas membranas plasmáticas, que elas utilizam para exportar proteínas a partir do seu citosol. 
3. As proteínas que se movem do RE adiante ou de um compartimento do sistema de endomembranas para outro por vesículas de transporte, as quais se tornam cheias de uma carga de proteínas do espaço interior, ou lúmen, de um compartimento, à medida que se desprendem das suas membranas. As vesículas subsequentemente descarregam a sua carga em um segundo compartimentoao fusionar-se com a membrana deste. 
Transporte pelos poros nucleares (NPCs)
*as proteínas entram no núcleo pelos poros nucleares
O envelope nuclear encerra o DNA nuclear e define o compartimento nuclear. Ele é formado de duas membranas concêntricas. A membrana nuclear interna contém proteínas que atuam como sítios de ligação para os cromossomos e fornecem sustentação para a lâmina nuclear, uma malha tecida de filamentos proteicos que se dispõe sobre a face interna dessa membrana e que fornece um suporte estrutural para o envelope nuclear. A composição da membrana nuclear externa se assemelha muito à membrana do RE, com a qual ela é contínua. Em todas as células eucarióticas, o envelope nuclear é perfurado por poros nucleares, os quais formam canais por onde todas as moléculas entram ou saem do núcleo.
 
Transporte pelas membranas
Transporte por translocadores
Mitocôndrias
Complexos protéicos presentes na membrana mitocondrial externa (TOM) e na membrana mitocondrial interna (TIM) e proteínas solúveis do espaço intermembrana, são responsáveis pela importação das proteínas mitocôndrias. Estas proteínas são enoveladas após a importação para a organela, por intermédio de chaperonas mitocondriais e as suas sequências sinais, de localização amino-terminal, são clivadas por peptidases presentes na organela. De forma diferente, as SLN não são clivadas das cadeias polipeptídicas após a importação das proteínas nucleares. A única exceção no transporte transmembranar de proteínas é o direcionamento para o retículo endoplasmático, uma vez que o transporte ocorre de forma simultânea à síntese protéica na maioria das células eucariontes
Peroxissomos
Retículo Endoplasmático
· Biossíntese de lipídeos 
· Produção de todas proteínas transmembrana para a maioria das organelas celulares, vesículas secretoras e MP
· As proteínas destinadas à secreção, aparelho de Golgi, lisossomos, endossomos e MP passam do citosol ao RE
· Armazenamento Ca2+ - sinalização celular 
· Produção de lipoproteínas (fígado)
· Reações de destoxificação hepática - enzimas citocromo P450
· Glicosilação de proteínas
 
 
Transporte Vesicular
As proteínas que são sintetizadas nos ribossomos aderidos à membrana do retículo endoplasmático, sejam integrais da membrana ou solúveis do lúmen do retículo, podem ter diferentes destinos celulares. Independente da destinação celular (ou mesmo extracelular), tais proteínas são transportadas de um compartimento para o outro através de vesículas especializadas. Três vias de transporte vesicular são encontradas nos organismos eucariotos: via de exportação, via de recuperação e via endocítica.
Via de Exportação
 *para fora
→ Tem início no retículo endoplasmático e pode seguir três destinos: a formação dos lisossomos, a secreção constitutiva (SC) e a secreção regulada (SR). 
→ As enzimas lisossomais (hidrolases ácidas) são endereçadas aos endossomos tardios (vesículas que recebem o material endocitado do meio extracelular) para constituírem os lisossomos. 
→ Na secreção constitutiva, as vesículas, contendo as proteínas sintetizadas no REG, são direcionadas imediatamente para a membrana plasmática, sendo este processo fundamental para manutenção das funções primordiais desta membrana (transporte, sinalização, adesão ou reconhecimento). 
→ As vesículas envolvidas na secreção regulada, no entanto, necessitam de sinais extracelulares para liberarem os seus conteúdos no meio extracelular. O aumento dos níveis de cálcio intracelular é responsável pela fusão destas vesículas com a membrana plasmática e consequente liberação do conteúdo vesicular no meio extracelular. É através da secreção regulada, por exemplo, que a insulina é liberada pelas células das Ilhotas de Langerhans em resposta ao aumento da glicose na corrente sanguínea.
Via Endocítica
 *para dentro
→ Responsável pela ingestão e degradação de moléculas extracelulares, move materiais a partir da membrana plasmática, através dos endossomos, para os lisossomos. Transporte de material para fagocitose, nutrientes, hormônios, etc.