Secrecao celular

Prévia do material em texto

Bi�n�� Fe�n����s Lu�� - T8
Secreção celular – organelas de síntese: RER, REL, complexo de Golgi
SECREÇÃO CELULAR
Excreção: produz e vai excretar para algum órgão, por
exemplo, exemplo: enzima que vai para o intestino
Secreção: vai direto para a circulação sanguínea –
antes de ir para a circulação sanguínea, vai para o
espaço extracelular (há algumas coisas na MEC que
auxilia esse transporte)
● Pâncreas
- Beta – pancreáticas produz insulina.
Existe a célula beta pancreática que produz
insulina (a insulina é uma proteína).
Um gene produz uma proteína (produz RNA
mensageiro que sai do núcleo, chega no
citoplasma, encontra uma organela, chamada
de retículo endoplasmático, onde o ribossomo
lê e produz a proteína).
A insulina está contida na vesícula
membranosa para que ela consiga ser secretada
(a MAIORIA das proteínas precisam disso, no
entanto, NEM TODAS as proteínas precisam,
elas podem andar sem estar na vesícula, porém
elas precisam de uma sequência de
aminoácidos que determinará o endereçamento
para onde ela irá).
O núcleo manda uma mensagem para uma
organela, como o retículo endoplasmático
rugoso. Depois do retículo, eu tenho uma pró
ou pré insulina, para que ela seja processada,
ela passa para o complexo de Golgi, para que
ela se torne uma insulina de verdade. Desse
complexo surge uma vesícula, que levará a
proteína até a membrana.
Sempre terá uma proteína motora que
direcionará a vesícula.
A vesícula estará sempre revestida, pode ser
por COP 1, COP 2 ou CLATRINA (são
responsáveis por dar o endereçamento) – ou
seja, o endereçamento não se dá apenas por
microtúbulos
Quando é por clatrina, a vesícula vai para o
endossomo, depois para o lisossomo, e ao
invés de ser secretada, será digerida dentro da
célula
COP 2 – sai do retículo endoplasmático indo
para o Golgi
COP 1 – Golgi – retículo endoplasmático
(pode fazer processo retrógrado)
- Rugoso: síntese de proteínas
- Liso: síntese de lipídeos
- No núcleo foi sintetizado o RNA, que veio para o
retículo endoplasmático rugoso (para sintetizar
proteína) (por isso fica próximo do núcleo). No
retículo endoplasmático rugoso, tem ribossomos que
sintetizam as proteínas no retículo endoplasmático. Vai
brotar uma vesícula que transportará a proteína até o
Golgi. No Golgi, há o processamento da proteína / está
preparando (por exemplo: está preparando o que era
pré – insulina para se transformar em pró – insulina).
Chega na face CIS do complexo de Golgi (voltada para
o retículo). Essa vesícula terá que passar por todas as
cisternas do complexo de Golgi (entre uma cisterna e
outra, há o brotamento de vesículas (através da fusão
de uma membrana com a outra) – essa vesícula que
será revestida por uma proteína X endereça até chegar
na face TRANS do Golgi – outra vesícula surge e
endereça até a membrana plasmática). No complexo de
Golgi, surge outra vesícula/organela membranosa que
não será responsável por encaminhar até a face
TRANS do Golgi, e sim por promover digestão, sendo
conhecida como lisossomo (digere coisas velhas e faz
processo de endocitose)
- A proteína precisa ir para o lado positivo, e o
revestimento auxilia no endereçamento
- Todo o transporte é vesicular. Dentro dessa vesícula
há o material que foi sintetizado e dentro das organelas
membranosas que participam desse transporte há o
conjunto de enzimas características.
- Face CIS do complexo de Golgi: fica voltada para o
retículo endoplasmático liso ou rugoso
- Face TRANS do complexo de Golgi: voltada para a
membrana
- As vesículas passam pelas cisternas do complexo de
Golgi
- Do aparelho de Golgi lança a vesícula/organela
membranosa, chamada de lisossomo
DOENÇAS RELACIONADAS DE SECREÇÃO
CELULAR - Prova
● Doenças de inclusão (I-CELL DISEASE)
➢ Deficiência da enzima N-acetil
glicosamina fosfotransferase - seu sítio
de ligação é a manose-6-fosfato;
➢ Ausência manose-6-fosfato –
hidrolases lisossômicas da TGN para o
espaço extracelular;
➢ Lisossomos contêm material não
degradado;
➢ Tecidos são examinados por ME –
corpos de inclusão;
- Os lisossomos brotaram do complexo de Golgi.
Como esse lisossomo faz a digestão? Ele faz a digestão
porque dentro dele tem a hidrolase lisossômica (uma
proteína que vem do núcleo). Retículo endoplasmático
rugoso e ribossomo sintetizam a proteína, vai para o
complexo de Golgi, brotou na forma de vesícula e
precisa ser endereçada para o lisossomo (quem faz esse
endereçamento é a N-acetilglicosamina
fosfotransferase, junto a manose -6- fosfato - hidrolase
lisossômica) – se eu tenho a deficiência delas, não vou
ter material degradado acúmulo
● Doença de armazenamento lisossômico
➢ A enzima lisossômica
B-N-acetil-hexosaminidase é ausente
(doença de TAY-SACHS); - falta uma
enzima dentro do lisossomo que
degrada gangliosídeos – deficiência
genética (problema na via de secreção,
pois essa enzima que vai para dentro
do lisossomo foi produzida no núcleo)
➢ Os gangliosídeos são lipídios ricos em
carboidratos predominantes do sistema
nervoso;
➢ Sintomas: retardo mental, cegueira,
morte dentro de 3 anos após o
nascimento
● Síndrome de Crigler Najjar (CNS)
➢ Patologia hereditária do metabolismo
de bilirrubina (mutações no gene
UGTIA) – uma pessoa que não
degrada bilirrubina fica amarelada
➢ Retículo endoplasmático liso
hepatócitos não sintetiza glucuronil
transferase
➢ Hiperbilirrubinemia acúmulo de
bilirrubina insolúvel no sangue
IMPORTÂNCIA
● Quando as células estão secretando, elas
aumentam de tamanho
● Desta maneira, as células produzem e secretam
a maior parte das proteoglicanas e das
glicoproteínas da matriz extracelular;
● Proporcionam um mecanismo de regulação do
número de receptores e transportadores
transmembrana
VIA SECRETORA
● Para auxiliar na realização de tarefas
(alimentação, comunicação), as células
ajustam continuamente a composição da sua
membrana plasmática e de seus
compartimentos internos mediante respostas
rápidas à necessidade; - mosaico fluido
● Por meio do processo exocitose, a via
secretora distribui proteínas recém
sintetizadas, carboidratos e lipídeos para a
membrana plasmática ou para o espaço
extracelular.
● As proteínas podem transitar sem ter que
atravessar uma membrana quando elas são
passadas de um compartimento ao outro por
meio de numerosos pacotes envoltos por
membranas – há a fusão;
● Esses pacotes são formados pelo
compartimento do doador e são vesículas
pequenas e esféricas, vesículas maiores e
irregulares ou túbulos (vesícula
transportadora);
● Dentro de uma célula eucariótica, as vesículas
transportadoras brotam continuamente de uma
membrana e se fundem com outra, carregando
componentes de membrana e moléculas
solúveis do lúmen.
● O tráfego de vesículas flui ao longo de vias
altamente organizadas (microtúbulos) e
direcionadas, que permitem que a célula
secreta, alimente-se e remodele sua membrana
plasmática e organelas.
● A via secretora direciona-se para fora, a partir
do retículo endoplasmático (RE) na direção do
aparelho de Golgi e da superfície celular, com
uma via lateral levando aos lisossomos;
● Revestida por clatrina vai para o lisossomo
● Enquanto a via endocítica direciona-se para
dentro, a partir da membrana plasmática
(ENDOCITOSE)
● O transporte vesicular parte do brotamento e
fusão de vesículas – não atravessam a
membrana, ocorre uma fusão – entrega para o
complexo de Golgi somente a proteína
● Os plasmócitos produzem anticorpos
(proteínas) – a síntese ocorre nos ribossomos
do retículo endoplasmático e o complexo de
Golgi adiciona carboidratos
● Células beta - pancreáticas produzem insulina
● Os ribossomos participam da produção
proteica (associados ao RE)
● A síntese da porção proteica acontece pelos
ribossomos ligados ao RER
● A adição dos carboidratos pela ação conjunta
do RER e complexo de Golgi
● Transporte por via vesicular
● As principais organelas envolvidas na
secreção: retículo endoplasmático rugoso,
complexo de Golgi e lisossomo
VIA SECRETORA – RETÍCULO
ENDOPLASMÁTICO Formado por um sistema de
membranas interconectadas;
● Característica estrutural – continuidade como
envelope nuclear;
● Importante função no controle do cálcio
intracelular – armazena cálcio – nas fibras
musculares são extremamente desenvolvidos
(retículo sarcoplasmático)
● Tipos de RE: REL e RER estão presentes na
mesma célula formando uma estrutura
contínua
VIA SECRETORA – RETÍCULO
ENDOPLASMÁTICO LISO
● Não contém ribossomos em suas membranas;
● Participa principalmente:
- Síntese de esteróides, fosfolipídios e outros
lipídios;
- Degradação do etanol e de medicamentos
como antibióticos e barbitúricos;
● Este tipo de retículo é abundante em células do
fígado (a maioria das substâncias são
biotransformadas no fígado)
● A quantidade de retículo endoplasmático liso
depende do tipo de tecido (se for um tecido
hepático, por exemplo, tem bastante)
VIA SECRETORA – RETÍCULO
ENDOPLASMÁTICO RUGOSO
● Síntese de proteínas (ribossomos);
● Muito desenvolvido em células secretoras
especializadas;
● Aumenta a superfície interna da célula;
● Participa também de modificações
pós-traducionais (posso transformar de pré
para pró no retículo, além do Golgi)
COMPLEXO DE GOLGI
● Conjunto de sáculos achatados, chamados
cisternas;
● O número de cisternas varia de acordo com o
tipo celular;
● Em geral estão presentes 4 a 8 cisternas com
espessura média de 10nm;
● Principal função é a adição e/ou remoção de
oligossacarídeos a proteínas e lipídios;
● Altamente desenvolvido em células secretoras.
● Processamento de oligossacarídeos - sequência
organizada;
● Cada cisterna contém uma abundância de
enzimas específicas;
● Proteínas são modificadas em estágios
sucessivos;
● Etapas iniciais – face cis – voltada para o
retículo endoplasmático (tem a seleção)
● Etapas finais – face trans – voltada para a
membrana plasmática
● Na rede cis temos a seleção
● Chega na cis cisterna – passa por medial
cisterna e vai para a trans cisterna – acontece
reação química em casa cisterna e possui
enzima específica em casa cisterna também
TRANSPORTE RETRÓGRADO
● Proteínas residentes do RE:
- Proteínas residentes no RE possuem um sinal
de KDEL (K-lisina, D-asparagina, E-ácido
glutâmico e L-leucina);
- São redirecionadas do CG ao RE pelo
transporte retrógrado
- As células residentes do retículo
endoplasmático até podem sair dele e ir para o
complexo de Golgi, no entanto, elas precisam
voltar para o retículo endoplasmático (quem
promove esse retorno é a sequência de
aminoácido – KDEL – qualquer proteína que
tiver esse sinal é residente do retículo
endoplasmático e voltam por transporte
retrógrado – sofrem modificações no
complexo de Golgi e voltam para o retículo
endoplasmático)
- Quando essas proteínas são revestidas por
COP2, elas são endereçadas para a face CIS do
complexo de Golgi
- Chega no Golgi e sofre modificações em
cada cisterna
- Ela possui a sequência KDEL, então volta
para o retículo endoplasmático, e além disso,
elas voltam através da sequência de
aminoácidos - voltam revestidas por COP1
As proteínas residentes do RE sofrem modificações
pós-traducionais no CG que podem ser importantes
para sua ativação!
TRANSPORTE E FORMAÇÃO DE VESÍCULA
Endereçamento das vesículas
● A maioria das vesículas transportadoras se
forma a partir de regiões revestidas
especializadas das membranas
● Brotam como vesículas revestidas que
possuem grades distintas de proteínas cobrindo
as suas superfícies citosólicas
● Antes de as vesículas se fusionarem com uma
membrana-alvo, elas descartam seu
revestimento, conforme é requerido para que
as duas superfícies citosólicas das membranas
interajam diretamente e se fundam
● Tipos de vesículas revestidas: (cai na prova
para onde vai – exemplo: clatrina leva para
onde?)
Clatrina
COP1
COP2
● O brotamento pode ser por endocitose quando
estiver carregando colesterol, por exemplo. No
processo de endocitose, ocorre o revestimento
da membrana por clatrina, forma a bolha e o
colesterol entra para o espaço intracelular
● Posso ter o brotamento da face trans do Golgi
levando para o endossomo, e do endossomo
para os lisossomos
● Sugere-se que os diferentes revestimentos
possam estar envolvidos na formação e no
endereçamento de vesículas.
● Vesículas revestidas por COPI e COPII
(coatômero): medeiam o transporte a partir do
RE e das cisternas do Golgi.
● Vesículas revestidas por Clatrina: são
produzidas pela membrana plasmática por
endocitose ou brotam da rede trans do Golgi.
● Vesículas revestidas por COP1 e COP2
(COATÔMERO): COP1 brotam dos
compartimentos de Golgi (prova)
● COP2 brotam do RE (prova) – vai para a
face CIS do Golgi – toda transferência entre as
cisternas do Golgi acontece porque as
vesículas estão sendo revestidas por COP1
● Para ir para o espaço extracelular precisa
ser revestida por clatrina
● Para ir por endossomo primário, lisossomo
ou membrana, precisa ser revestida por
clatrina, e pode ser revestida por COP1
também (NUNCA VAI PARA A
MEMBRANA SE ESTIVER SENDO
REVESTIDA POR COP2)
● Quando COP 1 brota da face cis, pode voltar
para o retículo. Se brotar da face trans, segue
para a membrana plasmática
TRÁFEGO VESICULAR E ENDEREÇAMENTO
DE PROTEÍNAS
Além da clatrina, COP1 e COP2, há outras duas
proteínas importantes: RAB e SNAREs
RAB E SNAREs
● A especificidade para o alvo é assegurada
porque todas as vesículas de transporte exibem
marcadores de superfície, e as membranas alvo
exibem receptores complementares que
reconhecem os marcadores apropriados;
● Se funde, pois a constituição da vesícula é
parecida com a da membrana alvo
● A proteína não pode interagir com os
fosfolipídeos da membrana alvo, e por isso a
vesícula perde a sua capa proteica (se ela não
perdesse, não haveria fusão). Se ela perde a
capa proteica, ela perde também o
endereçamento, e por isso ela vai precisar do
RAB e SNARS
● RAB (estabelecem a primeira conexão entre
duas membranas que irão se fundir) - ponto de
ancoragem
● No ponto de ancoragem, temos uma proteína
de aprisionamento, ela reconhece RAB tanto
na membrana alvo, quanto no outro, e segura
ele (ocorreu o aprisionamento). Começa a
puxar, nesse momento, o v-snare encontra o
t-snare, e ocorre o entrelaçamento, agora não
tem mais como essa vesícula fugir, e ocorre a
fusão após a fixação
● t-snare pode ser usada novamente
● SNAREs (geração da especificidade do tráfego
vesicular e catálise do processo de fusão)
● Tem RAB ligado na membrana alvo e na
vesícula (pontos de ancoragem).
● v-SNARE (em vermelho na vesícula) e
t-SNARE (em azul na membrana alvo).
● v-SNARE e t-SNARE se entrelaçam entre
elas. Tenho a t-SNARE como ponto de
ancoragem ligado à RAB.
● A t-SNARE se liga ao RAB ligado a vesícula
– aprisiona e puxa – dá direcionamento
● A v-SNARE se funde com o complexo e há a
ligação entre os dois RABs
VIAS DE SECREÇÃO – REDE TRANS DE
GOLGI (TGN) PARA A SUPERFÍCIE CELULAR
Via secretora constitutiva
● Esta rota não tem sinal extracelular específico;
● É também chamada de rota-padrão;
● Fornece lipídios e proteínas recém sintetizados
à membrana plasmática;
● Proteínas do plasma são secretadas da célula
através desta via
● Via comum, onde não precisa de estímulo para
que ela aconteça
● Precisa montar uma nova membrana para cada
renovação celular, e quando a rota é padrão,
não precisa de nenhum estímulo para isso
● A todo momento tem essa produção, não
precisa de estímulo
Via regulada
● As vesículas secretoras liberam os seus
conteúdos em resposta a sinal extracelular;
● Presentes em células especializadas;
● Proteínas selecionadas na TGN (trans do
Golgi) são desviadas para vesículas secretoras,
onde as proteínas são concentradas e estocadas
até que um sinal extracelular estimule a
secreção;
● O produto secretado pode ser uma pequena
molécula ou uma proteína
● O produto fica armazenado, e quando recebe o
estímulo, é liberado
● Por exemplo: ao ingerir muita glicose, ela
entra na célula através dos seus receptores,
sofre fosforilação com a presença de ATP. O
canal de vazamento fecha e há o acúmulo de
potássio, e consequentemente, despolariza. O
canal de cálcio abre e a vesícula começa a
andar, tendo a liberação de insulina- mudança
de voltagem
Lisossomo
● Via lateral
● Alguns produtos seguem para os lisossomos
(degradação proteossômica, mitofagia) após
serem selecionados no complexo de Golgi;
● Este mecanismo de seleção envolve duas
importantes etapas:
- A inserção de manose-6-fosfato (M6P)
associados a glicoproteínas; - desde
que ela seja marcada por manose, ela
será transportada para o lisossomo. A
que não estiver marcada por
manose-6-fosfato, sofrerá exocitose
(independente da via de secreção) -
precisa de revestimento por clatrina e
da marcação de manose-6-fosfato
(obrigatoriamente para que ela vá para
o lisossomo) - QUANDO NÃO É
REVESTIDA HÁ A DOENÇA DE
ARMAZENAMENTO
LISOSSÔMICO
- A presença do receptor
transmembrana para M6P na vesícula
de transporte
● São formados a partir da rede trans do Golgi;
● Geralmente esférico com tamanho variável;
● Delimitado por membrana;
● Possui membrana interna recoberta por
carboidratos
Obs.: quando a vesícula vem de fora para dentro (da
membrana plasmática para o lisossomo, por exemplo),
vai ser revestida por CLATRINA
Função:
● Digestão intracelular;
● Eliminação de partes velhas, ou danificadas do
citoplasma;
● Mecanismo de defesa contra agentes externos;
● Intervêm nos processos de reciclagem de
materiais estruturais;