Compartimentos celulares

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COMPARTIMENTOS
CELULARES
Organelas:
- Constituídas por moléculas
complexas,
- Constante renovação,
- Necessários mecanismos de
degradação das macromoléculas em
desuso,
- Síntese contínua de novas moléculas
Macromoléculas:
- Carboidratos,
- Lipídeos,
- Proteínas,
- Ácidos nucleicos
Características das células que apresentam
RE:
- Células que sintetizam proteínas nos
polirribossomos livres não possuem
muitos retículos endoplasmáticos ex:
eritroblastos
- Células que sintetizam proteínas nos
polirribossomos aderidos ao retículo
endoplasmático rugoso apresentam
maior número dessa organela ex:
plasmócitos
RE:
- Proteínas sintetizadas no RE:
destinadas a permanecer no próprio
retículo, ser transportadas para o
complexo de golgi, formar lisossomos,
compor a membrana plasmática ou
serem secretadas pela célula.
Tipos diferentes de células:
- Células que sintetizam ativamente
proteínas que permanecem no citosol
e não são segregadas nas cisternas
do RER: nelas as proteínas são
sintetizadas nos polirribossomos
livres,
- células que sintetizam proteínas nos
polirribossomos associados ao
retículo endoplasmático mas não se
utilizam de vesículas de secreção do
golgi, exocitam as substâncias
diretamente,
- células que sintetizam proteínas
segregadas nas cisternas do RER,
passam para o complexo de golgi e
depois são acumuladas em grânulos
que permanecem nas células para uso
posterior.
- células que sintetizam, segregam e
acumulam proteínas em grânulos de
secreção que são exportados por
exocitose.
- o RE é uma rede interconectada de
canalículos delimitados por
membrana e situados no citoplasma
Delimitam:
- compartimento endoplasmático, luz
interna do retículo endoplasmático,
delimita as cisternas de secreção do
RE.
- compartimento citoplasmático. luz
externa ao retículo endoplasmático.
- estendem-se a partir do envoltório
nuclear,
- possuem membrana lipoprotéica e
assimétrica,
Tipos: RER, REL
Compartimento luminal de uma célula
secretora é contínuo com o exterior da
célula:
- O compartimento de RE sintetiza a
proteína, ela é englobada por
vesículas transportadoras, é
empacotada e modificada no
complexo de golgi e levada ao exterior
da célula por exocitose em vesículas
de secreção.
Membranas
- lipoproteica e assimétrica
- 30 por cento lipídios.
- 70 por cento proteínas
- Participam da síntese de fosfolipídeos,
- P450 e citocromo b são proteínas da
face citoplasmática da membrana
endoplasmática relacionadas com
detoxificação e degradação
principalmente em hepatócitos
REL:
- túbulos contorcidos que podem ter
continuidade com o RER algumas
funções dos dois tipos de retículo são
iguais, como a segregação de
produtos sintetizados em suas
membranas no interior de suas
cavidades.
- Além disso a grande área de
citoplasma ocupada pelas
endomembranas dos retículos
garantem uma certa sustentação e
suporte mecânico ao citosol,
- função importante do REL de
hepatócitos e de células renais é a
glicogenólise: transformação de
glicogênio em glicose, atuação de
enzimas em conjunto, contudo, uma
está associada ao REL
- Há proteínas intrínsecas às
membranas do REL que funcionam
como canais, e outras como bombas
de Ca2 +. Dependendo do estímulo
recebido pela célula, essas proteínas
liberam Ca2 + para o citoplasma ou
captam esses íons para o interior das
cisternas do RE.-retículo
sarcoplasmático nos músculos.
- Não apresenta ribossomos
associados,
Função:
- metabolismo de lipídios,
- segregação de produtos sintetizados,
- reações de detoxificação
- principal reservatório de cálcio na
atividade muscular-retículo
sarcoplasmático
- transforma substâncias nocivas
insolúveis em água em compostos
hidrossolúveis para eliminação nos
rins.
- esteroidogênese-hormônios
esteróides-adrenais e células
intersticiais do testículo,
- Síntese de lipídios para a constituição
de membranas-proteína
transportadora, capuz, molécula sai
do rel para a membrana plasmática
ou de outro compartimento.
RER:
- RER na maioria das células é
composto por lâminas achatadas
dispostas paralelamente. suas
cavidades podem se apresentar mais
ou menos dilatadas de acordo com o
estado funcional da célula.
- ribossomos acoplados na face
citoplasmática
- Os polipeptídeos dos polirribossomos
são levados as cisternas quando
ainda estão sendo transcritos,
acumulados lá e transportados em
vesículas para a área de destino.
- Essas proteínas irão compor tanto as
membranas quanto o interior das
cavidades do RE, do complexo de
golgi e dos lisossomos. Também
constituem a MP e a secreção celular,
- polirribossomo-são vários ribossomos
que se associam aos RNA
mensageiros para decodificar eles,
- As proteínas que vão ser
acondicionadas ao retículo
endoplasmático possuem uma
sequência sinal em seu início e uma
partícula citoplasmática, a PRS, leva
essa sequência até o retículo
- lâminas achatadas paralelas
- ergastoplasma ou em neurônios é
chamado de corpúsculo de Nissl
Função:
- síntese de proteínas,
- segregação de produtos sintetizados,
- retículo endoplasmático se localiza na
porção basal das células acinares,
deslocado por um grande número de
vesículas que são a porção central do
ácino
TRANSPORTE DO RNAm PARA O RER
- RNA é transcrito para o RNAm no
núcleo,
- RNAm processado para maduro,
- sai pelo complexo de poro e vai ser
traduzido ou nos polirribossomos
livres ou no RER
- todos os RNAm iniciam sua tradução
fora do RER
- quando as primeiras sequências de
aminoácidos são traduzidas,
- se uma dessas sequências é
reconhecida pela PRS ela vai ser
acoplada a membrana do RER que
apresenta um receptor para o PRS,
- para isso é preciso um peptídeo sinal
- se não tiver a sequência do prs é em
polirribossomo livres
- arrastada para o rer
- proteínas transmembrana abrem os
poros da sequência para o
compartimento endoplasmático e ali
ela vai ser terminada de traduzida
com auxílio das chaperonas,
Endereçamento protéico:
- polirribossomos contribuem para a
tradução e liberação de proteínas do
citoplasma,
- algumas constituem mitocôndrias,
citoesqueleto e retornarão para os
núcleos, para empacotar dna,
replicação, tradução gênica
- no rer: levadas para o golgi e são
endereçadas com maior
especificidade
Doenças relacionadas ao enovelamento de
RE:
- Fibrose Cística,
- Doença enfisematosa pulmonar,
- hipotireoidismo congênito,
- osteogenesis imperfecta
COMPLEXO DE GOLGI:
- Se localiza ao lado do núcleo
- Muito desenvolvido em C. secretoras e
se localiza entre o núcleo e o grânulo
dessas secreções
- Em outras C.: ao redor do núcleo ou
ao longo do citoplasma
- Proteínas golginas estabilizadoras
- Sacos membranosos, achatados, e
empilhados localizados perto do
núcleo ou centríolos,
- enzima marcadora tiamina
pirofosfatase,
- macromoléculas sofrem modificações
pós-traducionais adicionais:
- em moléculas sintetizadas no RER
- glicosilações,
- sulfatações,
- fosforilações,
- direcionamento seletivo de
moléculas-cargas,
- a sua posição pode variar com a
função da célula, mas está quase
sempre perto do núcleo e dos
centríolos,
- nas células secretoras é muito
desenvolvido e situado entre o núcleo
e os grânulos de secreção,
- seu tamanho também é variado
- o complexo de golgi é formado por
vários compartimentos em sequência
- sua estrutura é semelhante a sacos
membranosos achatados e
empilhados, cada saco corresponde a
uma cisterna do complexo de golgi
- o número de pilhas varia de célula
para célula
- possui uma face côncava voltada
para a membrana plasmática e uma
curva voltada para o retículo
- possuem muitas vesículas associadas
a essas cisternas e parte dessas
vesículas são provenientes do RE,
outras de transporte entre cisternas e
por fim de transportes para fora do
golgi
- São vesículas transportadoras,
- cada pilha de cisternas com suas
vesículas compõem uma unidade do
golgi, chamada de dictiossomo
- face convexa: face cis
- face côncava: face trans
- Associadas a essas cisternas existem
compartimentos que constituem uma
rede cis e uma rede trans
- As proteínas que estão em processo
de síntese e secreção pas sampelos
diversos sacos golgianos, nos quais
sofrem modifi cações e, finalmente,
vesículas contendo as proteínas
processa das brotam da rede trans do
Golgi.
- O Golgi é, assim, constituído por pelo
menos três compartimentos
funcionalmente diferentes.
- As membranas do complexo de golgi
também são lipoproteicas;
- As substâncias armazenadas nas
cisternas do golgi variam muito de
acordo com a célula que estão
associadas.
- os sáculos golgianos possuem
diferentes enzimas, revelando
diferentes funções entre eles:
- atividades de fosfatase ácida estão
mais concentradas na face cis
- sulfatação nas cisternas médias
- e atividade da tiaminopirofosfatase
na face trans.
O complexo de golgi faz a modificação
adicional de macromoléculas:
- Responsável pelas modificações
pós-traducionais que modificam as
características funcionais das
moléculas protéicas, contribuindo
para gerar a variedade de proteínas
existentes nas células.
- As moléculas sintetizadas e
processadas no RE e no Golgi são
transportadas para os mais diferentes
compartimentos celulares, no interior
de vesículas.
Transporte Intracitoplasmático:
- Para que as macromoléculas sejam
endereçadas para o local correto é
necessário que as vesículas
transportadoras delas estejam com
ampla funcionalidade
- Um aspecto importante do transporte
por meio de vesículas é que deve
haver um reconhecimento específico
entre a mem brana da vesícula e a
membrana com a qual ela deve
fundir se. Além disso, a fusão entre as
duas membranas deve se processar
de maneira correta para que a
vesícula descarregue seu conteúdo na
organela a que se destina.
- secreção facultativa ou regulada:
liberação das macromoléculas
depende de sinais extras, células
acinosas do pâncreas
- secreção constitutiva: todas as
células, exocita as macromoléculas
assim que a elabora, colágeno
Síntese de macromoléculas:
- vários compartimentos do golgi tem
relações com o RE;
- direcionam subst para MP, para
secreção celular ou vesículas
lisossômicas,
- O transporte dessas macromoléculas
ocorre por meio de vesículas de
transição do golgi.
- as cisternas se formam de forma que
a face côncava: trans, distal fica
voltada para a parte inferior
membrana plasmática,
- enquanto a cis ou mais proximal fica
mais próximo do núcleo, voltada para
o retículo endoplasmático.
- dictiossoma: todas as cisternas do
golgi juntas
- cada parte das cisternas possui
funções de modificações pós
traducionais diferentes,
- modificações pós
traducionais-insulina
Peroxissomos:
- relacionados com o estudo sobre o
envelhecimento,
- retirando radicais tóxicos da célula
que estão relacionados com o
estresse/envelhecimento celular
- forma homogênea
- limitados por UM
- forma ovóide
- Via de geração de novo-a partir do RE
- Via de geração por fissão-a partir de
peroxissomos pré existentes
- Tipo varia com o elenco de enzimas
presentes no seu interior
- Contém enzimas
oxidativas-catalase/proteína
marcadora
- As suas proteínas (peroxinas) são
importadas do citosol a partir de
peptídeos sinais, de polirribossomos
livres;
- Os fosfolipídeos e as proteínas de
membrana são também importadas
para os peroxissomos a partir do
retículo endoplasmático
- As proteínas de matriz são
direcionadas para o interior do
peroxissomo por meio de sinais de
direcionamento ao peroxissomo
ligados à peroxina 5, essas proteínas
são direcionadas e ancoradas a
membrana por meio de outros
receptores PEX
- Catalase, principal proteína do
peroxissomo, decompõem H2O2 em
H2O,
- Peroxissomos são abundantes no
fígado
Via de geração por fissão:
- proteínas presentes no citosol
adentram as células por meio de
receptores de membrana
- essas proteínas possuem um sinal
para o peroxissomo,
- quando adentram a célula ocorre o
crescimento do peroxissomo e ele
enfim se divide em 2
Funções:
- degradação de gorduras e
aminoácidos,
- processamento de reações oxidativas
utilizando oxigênio molecular
- geram energia térmica
- sítio importante de utilização do
oxigênio-reações oxidativas
- a catalase utiliza o H2O2 gerado por
outras enzimas para oxidar uma
variedade de outros substratos
- quando o excesso de H2O2 se
acumula na célula a catalase o
converte em água
Doenças relacionadas aos peroxissomos:
- pode ser na biogênese peroxissomal
- Síndrome de Zellweger- montagem
defeituosa nas proteínas e enzimas
dos peroxissomos
- condição fatal,
- defeitos neurológicos, hepáticos e
renais
- enzimas peroxissomais permanecem
no citosol
- Adrenoleucodistrofia
- deficiência em apenas uma enzima
- mutação no cromossomo X que se
manifesta nos meninos antes da
puberdade
- deficiência na secreção da glândula
adrenal
- acúmulo de ácidos graxos de cadeia
longa
MITOCÔNDRIA:
- grânulos com fios/linhas/cristas da
membrana mitocondrial interna
- limitadas por duas UM
- constituídas principalmente de
proteínas e lipídios
- contêm DNA e RNA
- suas moléculas são constantemente
renovadas
- maioria das proteínas mitocondriais é
codificada por genes nucleares e
sintetizadas em polirribossomos livres
- envolvidas com esteroidogênese,
termogênese e desencadeamento de
apoptose via intrínseca
- localizam-se no citoplasma e
acumulam-se onde o gasto energético
é mais intenso-labirinto
basal-transporte ativo de subs ATP
Organização:
- Matriz: rotas metabólicas, contém
uma mistura altamente concentrada
de enzimas.
- Membrana interna: proteínas que
realizam a fosforilação oxidativa,
- Membrana externa: porinas
permeáveis a várias moléculas.
- Espaço intermembranar: contém
várias enzimas que são liberadas
durante a apoptose e que utilizam o
ATP da matriz.
Fissão binária:
- uma mitocôndria pode dividir-se
como uma bactéria
- Ela é submetida a um processo de
fissão conceitualmente similar à
divisão bacteriana.
Genoma mitocondrial:
- o DNA mitocondrial codifica cerca de
1% das proteínas mitocondriais
- próprio, mas incompleto
- mtDNA não possui mecanismos de
correção de mutações acidentais,
porém possui várias cópias
- as mitocôndrias e seu dna tem origem
materna, no citoplasma do ovócito
Proteínas:
- Elas possuem um sistema genético
próprio, mas simples, que gera
proteínas relacionadas com a
replicação do seu DNA e algumas
proteínas da sua membrana interna.
- A maioria das outras proteínas
mitocondriais têm origem nos
polirribossomos livres
- Essas proteínas são levadas às
mitocôndrias por meio de moléculas
chaperonas que são reconhecidas
pelos receptores da membrana, essas
proteínas entram no citoplasma e
consomem energia dos prótons do
espaço intermembranoso.
Importância de proteínas mitocondriais:
- a proteína recém sintetizada é
acoplada a uma chaperona que
possui um receptor na face da
membrana,
- esse receptor abre um canal,
complexo para transferência das
proteínas para dentro da mitocôndria
- dentro da mitocôndria ela se separa
da sua sequência sinal e vira uma
proteína da matriz
Funções:
- fator indutor de apoptose,
- enzimas de síntese de esteróides,
continuação do REL
- termogênese, a energia da oxidação é
dissipada como calor para o
organismo
Síntese de ATP:
- série de reações enzimáticas
- citoplasma-degradação em piruvatos
- dentro da mitocôndria-rota de
reações para ATP, água e gás
carbônico
Disfunção mitocondrial:
- Febre mitocondrial: estresse de
energia térmica, ela não é convertida
em energia química pela mitocôndria
- Mitocondrioma: proliferação
exagerada de mitocôndrias de forma
que exercem pressão mecânica nas
outras organelas da célula, pode ser
considerado um tumor benigno
mitocondrial.
LISOSSOMOS:
- as membranas dos lisossomos tem
origem na face trans do complexo de
golgi
- Suas enzimas hidrolíticas são
sintetizadas no RER e adicionadas por
açúcares marcadores nas cisternas
do CG
- Após a segregação da vesícula no
citoplasma, ocorre bombeamento de
prótons para o seu interior,
acidificando e ativando suas enzimas.
- tecido muscular cardíaco também
acumula corpos residuais
- grânulos de lipofucsina-restos de
lipídios alterados que não são
digeridos pelos lisossomos,
- quanto maior o número de corposresiduais, menor o funcionamento da
célula
- lisossomos também podem ser
associados à transcitose;
- contém enzimas hidrolíticas
responsáveis pela degradação de
biomoléculas
- Organela vesicular limitada por UM
- revestimento interno de
oligossacarídeos para proteção da
membrana do lisossomo contra o
ácido das hidrolases.
- degradação final-via endocítica
- digestão de componentes
intracelulares
- A membrana dos lisossomos contém
receptores transportadores, que
deslocam as enzimas hidrolases para
dentro do lisossomo.
- possuem bomba de prótons para
manter o ambiente ácido.
- autofagia-chaperonas
- macroautofagia-não seletiva
- polimorfismo-associação de
lisossomos primários com diversos
materiais fagocitados
- possuem cerca de 40 tipos de
hidrolases capazes de digerir a
maioria das substâncias biológicas
- ph interno de aproximadamente 5
- normalmente a subs entra por
fagocitose e é englobada por uma
vesícula formando o fagossomo, esse
fagossomo representa o lisossomo
secundário
- as enzimas do lisossomo que
englobou a substância da fagocitose
são liberadas e esse material é
digerido pela célula
- formam resíduos que podem ou não
ser aproveitados
- alguns resíduos não são exocitados
nem aproveitados pela célula e
formam uma espécie de
compartimento com resíduos-corpo
residual ou lisossomo terciário
- Normalmente é algo utilizado para
determinar a idade da célula, células
longevas, como neurônios possuem
uma grande quantidade de corpos
residuais acumulados ao longo do
tempo.
HETEROFAGIA: substâncias que entram na
célula e são digeridas são do exterior
AUTOFAGIA: digerem estruturas da própria
célula, como organelas e vesículas
obsoletas,
AUTÓLISE: quando a membrana dos
lisossomos se rompem e as enzimas dele são
liberadas no citoplasma da célula,
diminuindo o ph dele e causando a morte
não programada da célula
Tipos de lisossomos:
- primário: armazenamento primário de
hidrolases,
- fagossomo-heterofagossomo-vacúolo
digestivo-engajados com o processo
de degradação de substrato
- autofagossomo-autolisossomo:
contém partes celulares em vias de
digestão
- corpos residuais- acúmulo de
grânulos de lipofuscina em células
longevas
Origem das enzimas do lisossomo:
- as enzimas do lisossomo são
produzidas no retículo
endoplasmático, maturadas no
complexo de golgi, a partir daí são
envolvidas por vesículas
transportadoras revestidas por
clatrina, que levarão essas enzimas
são armazenadas em um lisossomo
primário após perderem o
revestimento de clatrina.
ALÉM DISSO, EXISTEM LISOSSOMOS
SECRETORES:
- ex: osteoclasto-células dos ossos
- linfócitos, melanócitos.
- A LDL colesterol entra nas células por
endocitose mediada por receptor.
- Existem desordens do sistema
nervoso e autônomo causadas pelas
desordens por armazenamento
lisossômico
- são chamadas de doenças de
depósito e estão relacionadas com
disfunções de funcionalidade ou
endereçamento das enzimas
lisossômicas.
DEGRADAÇÃO DE PROTEÍNAS
- Equilíbrio entre síntese e degradação
celular
- desequilíbrio de síntese e
degradação-desencadeamento de
problemas de metabolismo
- fase de crescimento menos
degradação e morte celular
- platô-equilíbrio dinâmico
- fatores de transcrição-degradadas
rapidamente
- enzima glicólise-vida longa
- prot. iniciam replicação de DNA-vida
curta
- via lisossomal
- via ubiquitina proteossoma
- via proteassomo 26S
- combinação dos processos por meio
de sinalização intracelular
VIA UBIQUITINA PROTEOSSOMA 26S:
- o proteassoma é uma mecanismo de
degradação
- forma barris multienzimáticos que
irão destruir essas mensagens
obsoletas pela degradação de um
sistema não compartimentalizado,
programado para degradar proteínas
que estiverem previamente marcadas
pela ubiquitina.
- esses sistema tem no seu centro cerca
de 28 proteínas enzimáticas que
atravessam o tubo, resultam em
peptídeos menores e os aminoácidos
são reaproveitados para formação de
novas proteínas
- anomalia nessa
degradação-proteínas se
acumulam-em neurônios estão
relacionados ao alzheimer, parkinson
- sequência de enzimas que depende
de ATP
- E1, E2, E3-proteínas dessa rota que
preparam a proteína obsoleta que
será degradada e a marcam com a
ubiquitina.
- essa sinalização precisa de ATP e da
reação enzimática dessas enzimas
para formar uma cadeia de ubiquitina
que marcará as proteínas a serem
degradadas
- essa sequência de ubiquitinas nós
chamamos de poliubiquitinação
- proteínas poliubiquitinadas são
identificadas pelo complexo
enzimático, degradadas dentro do
complexo em forma de barril e na
extremidade oposta saem
aminoácidos de tamanho menor, livres
da ubiquitina que serão
reaproveitados pelo organismo para
formação de novas proteínas
- esse complexo tem sido melhor
descrito ultimamente
- proteossomo mais bem conhecido é o
26S
- complexo proteossomal também pode
ser encontrado no
núcleo-normalmente agregados a
proteínas que precisam ser
degradadas em regiões eucromáticas
tanto na região descondensada
quanto na periferia do nucléolo e da
heterocromatina
- sua função no núcleo é a hidrólise de
proteínas que estão envolvidas no
controle do ciclo celular
- doenças neurodegenerativas
- proteínas E1 E2 E3 estão relacionadas
com a doença de parkinson
hereditária
- E3-parkina-disfunções dificulta a
marcação de proteínas que precisam
ser degradadas podendo ocasionar a
doença de Parkinson.
- ficam acumuladas, começa a gerar
uma disfunção nas rotas
citoplasmáticas, ocupação física,
corpos residuais, lixo proteico, rota de
deslocamento, obstrui o
deslocamento, altera o ph,
contribuindo para fatores que
ocasionam a morte celular
programada-o que acontece em
doenças degenerativas, nesse caso,
neurodegenerativas
- Além da parkina, outras proteínas
identificadas em casos de doenças
neurodegenerativas hereditárias não
são direcionadas para a sua
degradação.
- proteína acumula-corpos de lewy em
números
altos-neurotoxicidade-compromete a
função mitocondrial-diminuindo a
quantidade de ATP necessária para
marcação das proteínas por
ubiquitina
- não tem ATP para outras funções
celulares
- descontrole da morte celular
programada, colapso completo do
funcionamento das células de
neurodegeneração.