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GABARITO PARA AD2 DE BIOLOGIA CELULAR I – 2004/1 1) Como foi resolvida a questão evolutiva do grande aumento de volume dos eucariotos em relação aos procariotos? Resposta: Os organismos procarióticos dependem de suas membranas para o desempenho de diversas funções celulares. Com o surgimento dos organismos eucarióticos ocorreu também um considerável aumento no volume celular, o que acarretou um problema, visto que esse aumento de volume não é acompanhado linearmente pelo aumento da superfície celular. Para resolver esse problema as células eucarióticas desenvolveram um sistema interno de compartimentos (ou organelas) delimitados por membranas, o que as permitiu transferir para o interior celular uma série de funções antes desempenhadas na membrana plasmática. Dessa forma surgiram o compartimento nuclear, o reticulo endoplasmático liso e rugoso, complexo de Golgi, etc. Outro estratégia bem sucedida para o grande aumento de volume foi o desenvolvimento de uma rede de filamentos protéicos para sustentação da célula e organização de seu conteúdo – o citoesqueleto 2) Compare a ação das enzimas scramblases e flipases e discuta sua importância para formação da membrana plasmática. Resposta: Tanto as scramblases quanto as flipases são enzimas capazes de catalisar o movimento flip-flop de lipídeos, ou seja, transportar lipídeos de uma das faces da bicamada lipídica para outra. Ambas são também importantes para a biogênese das membranas celulares. Seus modos de atuação são, entretanto, diferentes. A scramblase reside no reticulo endoplasmático liso e sua atividade consiste em translocar lipídios aleatoriamente de uma face da membrana para outra. Essa atividade é essencial, pois os lipídeos de membrana recém sintetizados no RE liso são adicionados somente na face citoplasmática da membrana do RE. Essa atividade acaba por equilibrar a quantidade de lipídios em cada folheto da membrana, impedindo que o folheto citoplasmático fique com uma área maior do que o folheto voltado para o lúmen do retículo. Já as flipases são essenciais para a estruturação e manutenção de uma membrana assimétrica, ou seja, com uma distribuição desigual de fosfolipídeos entre seus dois folhetos. Elas residem na membrana celular e sua atividade consiste em translocar fosfatidilserina e fosfatidiletanolamina do folheto externo para o folheto citoplasmático. 3) Correlacione a organização ultraestrutural do Complexo de Golgi com suas funções. Resposta: Ultraestruturalmente, o complexo de Golgi é constituído por várias cisternas (ou lamelas) e por duas redes túbo-vesiculares em suas extremidades. As diversas lamelas do Golgi não se comunicam diretamente, sendo que a comunicação entre elas ocorre por meio de tráfego vesicular. Na região próxima ao RE encontramos a primeira rede tubo-vesicular, denominada rede cis-Golgi. Essa região é importante, pois é onde se dá o aporte de protéinas para o complexo de Golgi. Vesículas dessa região são encaminhadas seqüencialmente para as lamelas, Cis, Medial e Trans, e então para a segunda rede tubo-vesicular, a rede trans-Golgi. Em cada uma das lamelas ocorre uma série de reações específicas, relacionadas ao processamento, por glicosilação, de proteínas. Uma grande vantagem dessa organização consiste na diminuição da probabilidade de erro durante o processamento protéico, pois uma determinada glicoproteína somente mudará de compartimento após haver sido adequadamente processada. Finalmente existe a rede trans-Golgi, que além de participar na etapa final de processamento das glicoproteínas é também essencial no endereçamento dessas proteínas, que uma vez prontas e incorporadas em vesículas, seguem daí para o seu local de destino. 4) Qual o sentido de acrescentar glicoses à árvore de açúcares sintetizada no retículo para depois cortá-las antes da glicoproteína ir para o complexo de Golgi? Resposta: A clivagem das três glicoses terminais e da manose constitui um passo de “controle de qualidade” da síntese de proteína e da própria montagem da árvore de açúcares. A glicosilação que ocorre no retículo endoplasmático serve, principalmente, como um modo de garantir um correto enovelamento da proteína recém sintetizada. Além de influenciarem, por seu caráter rígido e hidrofílico, no enovelamento protéico, o mecanismo de remoção das glicoses permite que somente proteínas que tenham sido corretamente enoveladas possam deixar o retículo. A clivagem é um sinal de que a proteína está corretamente sintetizada e enovelada. Caso contrário, as glicoses não são cortadas e a proteína será reconhecida por chaperonas que vão tentar consertá-las. Caso não seja possível o enovelamento correto, a proteína será destinada à degradação em proteassomos citoplasmáticos. 5) O que aconteceria com a via endocítica de células mutantes que não tivessem o receptor de manose 6 fosfato? Resposta: Essas células não teriam como digerir o material endocitado, visto que os receptores de manose-6-fosfato são essenciais para o direcionamento apropriado das enzimas lisossomais (sintetizadas no RE e processadas no Golgi) ao endossoma tardio. Haveria, portanto, um acúmulo de material endocitado em organelas da via endocítica. Outra conseqüência seria a secreção das enzimas lisossomais para o meio extracelular.
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