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SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS Disciplina: Biologia Celular e Molecular Profª. MsC. Aline Ximenes Fragoso Conjunto de membranas internas das células Eucarióticas, distribuídas por todo Citoplasma, que causam a compartimentalização celular, criando portanto, condições para especialização e diferenciação. Sistema de Endomembranas • Composta por vários compartimentos - cisternas, sacos, túbulos - que se comunicam entre si. • A comunicação pode ser direta ou mediada por Vesículas Transportadoras ou de Transferência. Sistema de Endomembranas Se originam de um compartimento (origem/brotamento) e se transferem para outro (alvo/fusão) em virtude de processos que envolvem a perda e o ganho de membranas. Vesículas Transportadoras ou Vesículas de Transferência Funcionamento: • Brotam da membrana de um compartimento: DOADOR – Origem; • Andam pelo Citosol em busca de outro compartimento: RECEPTOR – Alvo; • Uma parte da membrana doadora se funde à receptora; • Restante volta ao local de origem: Vesícula Recicladora. Vesículas Transportadoras Doador Receptor Vesícula de Transporte Os componentes do sistema endomembranas se comunicam através de vesículas transportadoras 1 2 3 • São partículas ribonucleoproteicas, ou seja, constituídas por RNAr e proteínas, não apresenta membrana. • Podem estar associados ou não ao RE. • Função: Síntese de proteínas. 7 Ribossomos Quando associados ao RE: Proteínas são sintetizadas para irem para fora da célula. Quando estão soltos (livres) no citoplasma: As proteínas sintetizadas são para uso dentro da célula. 8 Ribossomos • Presente também nos procariontes (organelas universais); • Formadas por 2 subunidades proteicas: Maior e menor; COMPONENTES: • Retículo Endoplasmático : Liso e Rugoso; • Complexo de Golgi; • Endossomo; • Lisossomo ; • Vesículas Secretoras e Transportadora. Sistema de Endomembranas Retículo Endoplasmático • É uma rede intercomunicante de sacos achatados, vesículas redondas e túbulos formada por uma membrana contínua ; • Ocupa cerca de 10% do volume celular, correspondendo a mais da metade do total de membranas presente em uma célula animal; • Constitui uma rede de distribuição dentro da célula. - Distribuição por todo o citoplasma: do núcleo até a membrana plasmática; - Constitui uma organela indivisível, já que possui uma membrana continua e uma só cavidade; - O citoesqueleto mantém seus componentes em posições mais ou menos fixas no citoplasma. Retículo Endoplasmático Retículo Endoplasmático Por que o RE possui íntimo contato com a carioteca? É Fábrica Biosintética.... (secretora) • A quantidade (tamanho) de RE e sua localização no citoplasma varia de acordo com o tipo de célula e metabolismo celular. Retículo Endoplasmático • Dividida em dois setores que se diferenciam pela presença ou ausência de ribossomos: Rugoso e Liso Regiões diferentes do RE tornam-se altamente especializadas.. Retículo Endoplasmático Retículo Endoplasmático Liso / Agranular FUNÇÕES: • Síntese de óleos, fosfolipídios e esteroides (hormônios sexuais dos vertebrados); • Auxilia na desintoxicação (Álcool, Drogas e Venenos); • Controle da atividade de contração muscular: rápida movimentação do Ca2+. O RETICULO SARCOPLASMÁTICO, ARMAZENA CA2+, ENVOLVE AS MIOFIBRILAS. A CONTRAÇÃO OCORRE NA PRESENÇA DE CÁLCIO INTRACELULAR E ENERGIA. HOMEOSTASE INTRACELULAR DE CÁLCIO vídeo SÍNTESE DE LIPÍDIOS (FOSFOLIPÍDIOS, COLESTEROL). BIOGÊNESE DE MEMBRANAS 1) As proteínas, fosfolipídios e carboidratos das membranas são incorporados a membrana do RE. A medida que a membrana cresce, algumas de suas partes se desprendem como vesículas e se transferem às demais organelas do sistema de endomembranas ou à membrana plasmática; 2) Ocorrem reações de síntese de fosfolipídios e incorporação de fosfolipídios na membrana do RE; 3) O RE é o local da síntese de novo do colesterol. Contudo, a maior parte do colesterol é obtido da dieta. Retículo Endoplasmático Rugoso / Granular Possuem ribossomos aderidos à sua membrana . Compõem complexos chamados de Polissomas ou Polirribossomas. FUNÇÃO: • Síntese proteica ; • Produção da membrana celular (Adição de proteínas de membrana e fosfolipídios). Retículo Endoplasmático Exemplos práticos: • Nas células acinosas temos um Retículo desenvolvido por conta da secreção de insulina. • Os plasmócitos também possuem um Retículo rugoso desenvolvido para produção de anticorpos. 21 Os principais produtos de secreção de uma célula são os componentes mais abundantes na luz (cisterna) do seu RE. APARELHO/ SISTEMA / COMPLEXO DE GOLGI Rede cis de Golgi (CGN) Rede trans de Golgi (TGN) Zona de transição entre o RE e o CG. CG de uma célula vegetal. • Constituído por diversas vesículas. • Sáculos achatados, sobrepostos em corte transversal. • Processamento de lipídios e proteínas, síntese de polissacarídeos e transporte vesicular. • RE = sintetiza 23 Complexo de Golgi = Processa e seleciona e transporta através das vesículas para o MEC. COMPLEXO DE GOLGI FUNÇÕES: • Processamento/Modificação de substâncias; • Armazenamento e Secreção de substâncias, tais como os hormônios; • Origem dos lisossomos ( enzimas hidrolíticas); • Centro de distribuição de moléculas para diversas partes da célula; • Formação do acrossomo do espermatozoide. COMPLEXO DE GOLGI Acrossomo: organela presente na região anterior da cabeça do espermatozoide, que libera enzimas fundamentais para a fertilização. COMPLEXO DE GOLGI COMPLEXO DE GOLGI COMPLEXO DE GOLGI Contém enzimas proteolíticas que digerem a zona pelúcida do oócito... COMPLEXO DE GOLGI • Constituído de uma ou mais séries de cisternas achatadas, levemente encurvadas e delimitadas por membranas – as pilhas de Golgi, também conhecidos como dictiossomos; • A periferia de cada cisterna é dilatada e revestida por vesículas, que estão se fundindo ou se separando daquele compartimento; • Formado por dois polos: ►Cis: localizada próxima ao RE; ►Trans: origina as vesículas. Direção do transporte COMPLEXO DE GOLGI Dois destinos: • Moléculas são levadas para fora da célula – Secreção por exocitose (Regulada ou Constitutiva). • Vesículas com Moléculas (enzimas hidrolíticas) se tornam Lisossomos (auxiliam na formação). Núcleo Meio Extracelular RE CG END LI COMPLEXO DE GOLGI SECREÇÃO CONSTITUTIVA Produtos secretados de forma contínua e não regulada, logo após deixarem CG: - Não dependem de sinalização específica ( não é seletiva); - Suprem continuamente a membrana plasmática de lipídeos e proteínas recém sintetizados; - Acontece em todas as células. VIA SECRETORA SECREÇÃO REGULADA Produtos ficam retidos em vesículas de secreção, aguardando um sinal específico para sua liberação: - Produto sofre condensação ou agregação; - Reserva de material para exocitose; - Secreção mais eficiente; -Acontece em células secretórias especializadas, tais como células caliciformes, produtoras de hormônios e neurônios. VIA SECRETORA Secreção Regulada → produtos ficam retidos em vesículas de secreção, aguardando um sinal específico para sua liberação. Secreção Constitutiva → → produtos secretados de forma contínua e não regulada, logo após deixarem CG. OBS: não dependem de sinalização específica COMPLEXO DE GOLGI COMPLEXO DE GOLGI VIA BIOSSINTÉTICA –SECRETORA E ENDOCÍTICA Seta vermelha: Via secretora. Seta verde: Via endocítica. Seta azul: Via de recuperação. Transporte, seleção e endereçamento de substâncias secretadas da célula Endossomos São compartimentos de forma variada, localizados entre o Complexo de Golgi e a Membrana Plasmática, responsáveis pelo transporte e auxílio na digestão de partículas ou grandes moléculas que são captadas pela célula através de uma variedade de processosconhecidos como ENDOCITOSE. Endossomos FUNÇÕES: • Recebe material ingressado por endocitose – trazido por vesículas pinocíticas ou por fagossomos; • Incorpora enzimas hidrolíticas trazidas por vesículas provenientes do Complexo de Golgi (Formação do Lisossomo). Existem duas formas de Endocitose: Pinocitose e Fagocitose. ENDOSSOMOS Existem dois tipos de endossomos: os endossomos primários ou iniciais,, e os endossomos secundários ou tardios, próximos às redes cis e trans do Golgi. Os ENDOSSOMOS INICIAIS/PRECOCE estão localizados nas proximidades da membrana plasmática e formam os compartimentos de proteínas específicas determinando seu destino: reciclagem e devolução para o mesmo domínio da membrana plasmática; ou destinados aos lisossomos, onde serão degradados. Os ENDOSSOMOS TARDIOS/MADUROS tem função na rota Biosintética- secretora, juntamente com o RE, Golgi e transporte de moléculas endocitadas para o Golgi. ENDOSSOMOS Organelas localizadas funcionalmente entre o CG e a membrana plasmática. PINOCITOSE • Inespecífica: as substâncias ingressam automaticamente, o que ocorre em todas as células. • Regulada: as substância interagem com receptores específicos localizados na membrana plasmática → seletividade da internalizarão de substâncias. FAGOCITOSE • Ocorre em poucos tipos celulares, particularmente macrófagos e neutrófilos. • Constitui um meio de defesa ou limpeza, capaz de eliminar pequenos parasitas, restos de células e todo o tipo de partículas estranhas do organismo. TIPOS DE ENDOCITOSE PINOCITOSE E FAGOCITOSE Renovação das células sanguíneas (hemácias duram 120 dias) Macrófago de rato fagocitando duas hemácias alteradas quimicamente FAGOCITOSE - Vesículas pequenas e numerosas na Parede de vaso capilar sanguíneo. PINOCITOSE Os lisossomos são formados a partir de um endossomo precoce que vai amadurecendo gradativamente mudando assim de estágio, passando a ser um endossomo maduro que é precursor do lisossomo . Esse amadurecimento abaixa o PH fazendo com que as hidrolases ácidas lisossomais sejam entregues ao endossomo maduro, o PH interno faz essas hidrolases se desprenderem do receptor para serem liberadas no lúmen do endossomo . Assim os endossomos maduros se transformam em lisossomos ao formarem um conjunto de hidrolases ácidas. ACREDITA-SE QUE OS ENDOSSOMOS SE CONVERTAM EM LISOSSOMOS Lisossomo • Possui uma membrana especial – proteínas de transporte que permitem a passagem do produtos finais da digestão das macromoléculas (aminoácidos, nucleotídeos e açucares) para o citosol; • Proteínas de Membrana altamente glicosiladas; • Bomba de H+ -> PH baixo Cerca de 50 tipos diferentes Lisossomo FUNÇÃO: • Fazer a degradação e digestão de partículas originárias do meio exterior às células; • Reciclar (função de renovação celular) outras organelas celulares que estão envelhecidas. Este processo é conhecido como AUTOFAGIA. Lisossomo 1) Função Heterofágica: → Lisossomos primários: contém apenas enzimas digestivas em seu interior; → Digestão de material extracelular englobado por endocitose; 2) Função Autofágica: → Digestão de material da própria célula; → Lisossomo secundário (vacúolo digestivo): resulta da fusão de um lisossomo primário e um fagossomo ou pinossomo; → Lisossomo terciário (residual): que contém apenas sobras da digestão intracelular. É importante nos glóbulos brancos e de modo geral para a célula, já que digere as partes destas (autofagia) que serão substituídas por outras mais novas, o que ocorre com frequência em nossas células. Lisossomo DESTINOS DO MATERIAL DIGERIDO NOS LISOSSOMOS 1) Moléculas resultantes da ação hidrolítica (aminoácidos, monossacarídeos, ácidos graxos, etc...): podem atravessar a membrana do lisossomo e serem aproveitados pelo metabolismo celular DESTINOS DO MATERIAL DIGERIDO NOS LISOSSOMOS 2) Corpos residuais: material não digerido acumulado - grânulos de lipofucsina: envelhecimento (SN, coração, fígado) • Os produtos de digestão podem ser: - Aproveitados nas vias biossintéticas: Aqueles que são unidades básicas de biomoléculas (aa, monossacarídios), - Os produtos não digeridos são eliminados por exocitose. 52 Lisossomos • São as menores organelas presentes no citoplasma de eucariontes e contém enzimas oxidativas que transferem átomos de hidrogênio de diversos substratos para o oxigênio formando o H2O2 -Detoxificação celular- 53 Peroxissomos • São organelas de forma ovóide. • Comuns em células do fígado e rins. • Peroxissomos crescem por incorporação de proteínas sintetizadas no citoplasma e dividem-se por fissão. Degradam: Gorduras, AA e ácido úrico O peróxido de hidrogênio pode ser muito tóxico para a célula porque pode levar a produção de radicais livres. Estes radicais são capazes de danificar as células, atuando por exemplo sobre o DNA e outras moléculas. PEROXISSOMOS Obrigada alinexfragoso@gmail.com 55