09-Trafego vesicular 2- 2012

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Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 1
Tráfego vesicular entre o Retículo Endoplasmático 
e o Complexo de Golgi
• Depois de correctamente processadas, 
as proteínas não residentes do RE são 
despachadas em vesículas para o 
complexo de Golgi: 
→Transporte anterógrado ou dianteiro
•As proteínas residentes do RE que são 
erradamente despachadas ou que 
necessitam de concluir o seu 
processamento no complexo de Golgi
são reenviadas para o RE:
→Transporte retrógrado ou de retorno
• O transporte retrógrado serve também 
para reciclar os componentes das 
vesículas que têm de intervir em novo 
transporte anterógrado.
Biologia Celular
Transporte anterógrado Retículo 
Endoplasmático - Complexo de Golgi
• O transporte anterógrado a partir do RE 
é efectuado por vesículas COPII. Neste 
transporte, as proteínas cargo apresentam 
Sinais de Saída (exportação) que são 
reconhecidos, directa ou indirectamente, 
por componentes da cobertura COPII. 
Biologia Celular
Lodish et al., 2008 
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BIOLOGIA CELULAR 2
Transporte retrógrado Complexo de 
Golgi-Retículo Endoplasmático
• O transporte retrógrado para o RE é 
feito por vesículas COPI. Neste transporte, 
as proteínas cargo apresentam Sinais de 
Retorno no terminal C:
Biologia Celular
Lodish et al., 2008 
• Proteínas solúveis (do lúmen):
Sinal KDEL (Lys-Asp-Glu-Leu)
• Proteínas transmembranares (Tipo 1)
Sinal Dilisina (Lys-X-Lys ou Lys-Lys-X)
… ou no terminal N:
• Proteínas transmembranares (Tipo 2)
Sinal Diarginina (Arg-X-Arg ou Arg-Arg-X)
Transporte retrógrado de proteínas solúveis 
para o Retículo Endoplasmático
Biologia Celular
Alberts et al., 2008
O reconhecimento e ligação do sinal KDEL ao seu receptor ocorre em 
ambiente acídico enquanto a dissociação ocorre em ambiente com pH neutro
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BIOLOGIA CELULAR 3
Complexo de Golgi
Biologia Celular
N
ív
eis
 d
e
 o
rganização
 estrutu
ral
Dictiossomas
Cisternas e vesículas associadas
Cistern
Complexo de Golgi
Biologia Celular
Microfotografia TEM de um dictiossoma (à esquerda) e respectiva interpretação tridimensional (à direita)
Polaridade dictiossómica Eixo Cis-Trans
(Heterogeneidade estrutural e funcional das cisternas)
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BIOLOGIA CELULAR 4
Complexo de Golgi
Biologia Celular
Alberts et al., 2008
Compartimentação do 
Complexo de Golgi
Rede cis-Golgiana → Centro de chegada e selecção
Cisternas Golgianas → Cisternas cis, mediais e trans
Rede trans-Golgiana → Centro de distribuição
Complexo de Golgi
Biologia Celular
Exemplos de glicosil-transferases
(principais enzimas dos dictiossomas)
� Manosidil-transferases
� Fucosil-transferases
� Sialil-transferases
� Galactosil-transferases
� N-acetilglucosaminil-transferases
O Complexo de Golgi é o principal local de síntese e processamento 
de hidratos de carbonos:
- Pectina e hemicelulose da parede celular
- Glucosaminaglicanas da matriz extracelular
- Cadeias de oligossacarídeos de muitas proteínas e lípidos
… e de processamento de lípidos e proteínas:
- Glicosilação, sulfatação e fosforilação
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BIOLOGIA CELULAR 5
Processamento de oligossacarídeos N-linked
Alberts et al., 2008
Biologia Celular
Complexo de Golgi
Ao transitarem nos dictiossomas, as moléculas de secreção sofrem uma série ordenada de 
modificações catalisadas pelas enzimas processadoras presentes nas sucessivas cisternas
Alberts et al., 2008
Biologia Celular
Complexo de Golgi
C
o
m
p
a
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cio
n
al
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BIOLOGIA CELULAR 6
Biologia Celular
Complexo de Golgi
Modelos hipotéticos do tráfego de moléculas através das cisternas golgianas
Alberts et al., 2008
- O complexo de Golgi é um componente 
relativamente estático.
- As enzimas encontram-se fixas em cada 
cisterna.
- Os produtos de secreção movem-se de 
uma cisterna para a seguinte através de 
vesículas transportadoras.
- Um fluxo vesicular retrógrado recicla as 
membranas e as moléculas necessárias 
para um novo transporte anterógrado.
Modelo do transporte vesicular
Biologia Celular
Complexo de Golgi
Alberts et al., 2008
- O complexo de Golgi é um componente 
altamente dinâmico.
- Cada cisterna amadurece e transforma-
se na cisterna imediatamente a seguir.
- Os produtos de secreção são movidos no 
interior das cisternas conjuntamente com 
as enzimas processadoras.
- Um fluxo vesicular retrógrado repõe a 
distribuição característica das enzimas de 
cada cisterna.
Modelo da maturação cisternal
Modelos hipotéticos do tráfego de moléculas através das cisternas golgianas
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BIOLOGIA CELULAR 7
Cooper & Hausman, 2009
Biologia Celular
Transporte da rede Trans-Golgiana para os Lisossomas
Lisossomas isolados do fígado de rato 
por centrifugação diferencial
Lisossomas
Biologia Celular
Organelos ricos em enzimas hidrolíticas (hidrolases) Digestão intracelular
Enzima marcadora dos lisossomas
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BIOLOGIA CELULAR 8
Lisossomas
Biologia Celular
Microfotografias TEM de um Lisossoma Primário
(em cima) e Lisossomas Secundários (em baixo)
Características dos Lisossomas
Lisossomas
Biologia Celular
• As enzimas lisossómicas possuem um sinal específico 
→M6P ou Man6P (manose-6-fosfato).
• Este resíduo de açúcar é adicionado exclusivamente 
aos oligossacarídeos N-linked das enzimas lisossómicas
(proteínas altamente glicosiladas).
• O sinal Man6P vai evitar que as enzimas lisossómicas
sofram o processamento característico das outras 
proteínas de secreção quando estas atravessam as 
cisternas Golgianas.
Na rede trans golgiana, proteínas transmembranares receptoras do Man6P 
reconhecem os grupos Man6P das glicoproteínas lisossómicas e ligam-se a 
elas inserindo-as em vesículas de clatrina.
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BIOLOGIA CELULAR 9
Lisossomas
Biologia Celular
Alberts et al., 2008
O sinal manose-6-fosfato (M6P) é formado na rede cis-Golgiana através 
de uma reacção de duas etapas catalisada por duas enzimas:
Primeira etapa→ a enzima N-acetil glucosamina fosfotransferase catalisa a 
transferência de uma N-acetil glucosamina-fosfato para uma manose terminal de 
um oligossacarídeo N-linked.
Lisossomas
Biologia Celular
O sinal manose-6-fosfato (Man6P) é formado na rede cis-Golgiana através 
de uma reacção de duas etapas catalisada por duas enzimas:
Segunda etapa→ a enzima N-acetil glucosamina fosfodiesterase cliva o resíduo 
N-acetil glucosamina expondo a manose fosforilada.
Lodish et al., 2008
Após a formação do sinal Man6P, as enzimas lisossómicas são transportadas até à 
rede trans-Golgiana sem sofrerem posteriores alterações.
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BIOLOGIA CELULAR 10
Lisossomas
Biologia Celular
Transporte das enzimas lisossómicas para o Endossoma Tardio 
(compartimento pré-lisossómico)
Alberts et al., 2008
Tráfego das 
Enzimas 
Lisossómicas
Lodish et al., 2008
Biologia Celular
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BIOLOGIA CELULAR 11
Endocitose mediada por receptores
Lodish et al., 2008
Biologia Celular
Lisossomas e Digestão intracelular
Lodish et al., 2008
Biologia Celular
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 12
(Azevedo, 2005)
Biologia Celular
Lisossomas e Digestão intracelular
LISOSSOMAS
� Lisossomas primários
� Lisossomas secundários
- vacúolos autofágicos ou citolisossomas
- vacúolos digestivos ou heterolisossomas
- corpos residuais
Biologia Celular
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 13
Alberts et al., 2008
Biologia Celular
SECREÇÃO CONSTITUTIVA E SECREÇÃO REGULADA
A via da secreção regulada existe em células secretoras especializadas (p. ex. do pâncreas) e 
destina-se a exportar grandes quantidades de produtosde secreção quando a célula recebe 
um estímulo adequado (Ciclo Secretor Descontínuo)
A via da secreção constitutiva existe em todas as células eucarióticas e destina-se a integrar 
moléculas na membrana plasmática, ou na matriz extracelular ou parede celular, à medida 
que estas vão sendo fabricadas (Ciclo Secretor Contínuo)
Alberts et al., 2008
Biologia Celular
SECREÇÃO CONSTITUTIVA E SECREÇÃO REGULADA
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 14
Formação das vesículas secretoras (grânulos de zimogénio)
Biologia Celular
SECREÇÃO REGULADA
Alberts et al., 2008
Microfotografia TEM da exocitose de grânulos de zimogénio 
(à esquerda) e respectiva interpretação esquemática (à direita)
De Robertis & De Robertis, 1996
Biologia Celular
EXOCITOSE