Biologia Celular - PROVA 3

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Biologia Celular – PROVA 3
(Junqueira & Carneiro. Biologia Celular e Molecular)
(Alberts. Fundamentos da biologia celular)
Aula 1 - Lisossomos
JUNQUEIRA: A fagocitose consiste na formação de um pseudópodo, que envolve gradualmente o material a ser fagocitado. Forma-se deste modo um vacúolo, o fagossoma, que é puxado pela atividade motora do citoesqueleto para a profundidade do citoplasma. O fagossomo vai se fundir com um ou mais lisossomas, ocorrendo então a digestão do material fagocitado pelas enzimas hidrolíticas dos lisossomas.
 
ALBERTS: Células que morrem, como resultado de uma doença aguda, normalmente incham e arrebentam, derramando todo o seu conteúdo sobre as suas vizinhas, um processo chamado de necrose celular. Essa erupção ativa uma resposta inflamatória potentemente danosa. Em contraste, uma células que sofre apoptose morre de modo limpo, sem danificar as suas vizinhas. Uma célula em apoptose se enruga e condensa. O citoesqueleto colpasa, o envelope nuclear se desmonta e o DNA do núcleo se quebra em fragmentos. E, o mais importante, a superfície da célula é alterada de tal modo que ela imediatamente atrai células fagocíticas, normalmente células fagocíticas especializadas chamadas de macrófagos. Essas células engolfam a célula em apoptose antes que ela derrame o seu conteúdo. Essa remoção rápida da célula morrendo evita as conseqüências danosas da necrose celular e também permite que os componentes orgânicos da célula em apoptose sejam reciclados pela célula que a ingere.
SLIDES/AULA: Características dos lisossomos: Vesículas delimitadas por membranas; mais de 40 enzimas hidrolíticas, todas hidrolases ácidas. Para uma ótima atividade, precisam ser ativadas por clivagem proteolítica e requerem pH ácido; heterogeneidade de morfologia que reflete a ampla variedade de funções digestivas; funções: digestão e renovação de constituintes intra e extracelulares, morte celular programada (apoptose), fagocitose, digestão de microorganismos, nutrição celular (principal sítio de assimilação do colesterol); presentes em todas as células –abundantes em células fagocitárias como macrófagos e leucócitos neutrófilos. 
*pH ~ 5,0 mantido por bomba de prótons, removendo H+ do citosol. Esse pH ajuda na desnaturação das proteínas (abre as moléculas para facilitar sua digestão), além de ativar as enzimas. O pH ~ 7,2 do citosol é uma defesa adicional da célula.
*Hidrolases ácidas: nucleases, proteases, glicosidases, lipases, fosfatases, sulfatases, fosfolipases, etc.
*MUCOSA: polissacarídeos. O revestimento interno da membrana lisossomal é de polissacarídeos. A membrana do lisossomo é uma barreira que impede que as enzimas ataquem o citosol. É altamente glicosilada. 
O vacúolo das céls vegetais e de fungos são similares aos lisossomos – contém um número variável de enzimas hidrolíticas. (...)
As enzimas dos lisossomos são segregadas no RER e transportadas para o Golgi onde são modificadas e empacotadas nas vesículas que constituem o lisossomo primário.
As proteínas mitocondriais e do peroxissomos são produzidas nos poliribossomos citosólicos.
As enzimas lisossomais são produzidas no RER. Céls fagocitárias tem RER mto desenvolvido. A membrana é sintetizada no REL. No aparelho de Golgi há o empacotamento. Lisossomo primário é a vesícula recém formada, sem atividade digestiva. Às vezes há exocitose com a fusão de lisossomos primários com a membrana e liberação de seu conteúdo para o meio extracelular. Osteoclastos, por exemplo. Mas há em todas as células do corpo (remodelamento da matriz extracelular).
Partículas do meio extracelular são introduzidas nas células por meio dos fagossomos.
Anticorpos: imunoglobulinas são proteínas de reconhecimento (Y). Os anticorpos imobilizam as bactérias (aderem à parede celular) e são reconhecidos pela célula para a fagocitose. 
O fagossomo é uma vesícula com o produto da fagocitose. Com a junção do lisossomo a ele, torna-se lisossomo secundário. Algumas bactérias têm estratégias para sobreviver ao processo de fagocitose. 
Lisossomos secundários: primário + fagossomo. Ele é bem maior que o primário.
Endossomo tardio contém materiais provenientes da endocitose e hidrolase lisossomais. Não existe distinção real entre endossomo tardio e endolisossomo – exceto de que se encontram em estágios diferentes de maturação. Fusão de endossomos tardios e endossomos preexistentes – endolisossomos – fundem-se uns aos outros. Na microscopia essas fases não são visíveis. 
Múltiplas vias levam materiais aos lisossomos.
*clatrina: proteínas aderidas ao fagossomo, é uma proteína de cobertura. São rígidas e moldam a membrana para formação da vesícula fagossômica. Endossomo é uma vesícula recoberta por clatrina. A clatrina é reciclada e há fusão com o endossomo precoce. Os receptores são reciclados para a membrana plasmática e há a formação do endossomo tardio, que se transformará no lisossomo secundário.
O colesterol entra na célula através desse mecanismo, ligando-se a receptores de LDL. 
*Maturação endossomal. O endossomo inicial é resultado da fusão de vesículas da endocitose com vesículas pré-existentes produzidas pelo Golgi. Não há um caminho rígido na célula, o sistema é flexível.
*Endossomo inicial, tardio e recycling.
CAMINHOS DE INTEGRAÇÃO: ENDOCITOSE E EXOCITOSE.
ENDOSSOMO É UMA VESÍCULA QUALQUER, PODE SER PINOCITOSE. FAGOSSOMO É SÓ QUANDO SE REFERE À FAGOCITOSE.
Os catabólitos da digestão intralisossomal difundem-se através da membrana dessa organela e entram no citossol onde são utilizados pelo metabolismo celular. Em alguns casos podem ficar nos lisossomos restos de material não digerido, formando-se assim corpo residual que pode ser eliminado do citoplasma. Nas células de vida longa e musculares cardíacas isso é mais evidente. Esse acúmulo pode atrapalhar o funcionamento celular, pois permanece na célula e não é exocitado. Acredita-se que estejam envolvidos com doenças degenerativas.
CORPO RESIDUAL: após a atividade das enzimas hidrolíticas, podem permanecer no lisossomo secundário... (...) em alguns tipos celulares eles não são eliminados: grânulos de lipofuscina.
Outra função dos lisossomos é a renovação celular.
AUTOFAGOSSOMO; conteúdo intracelular. A digestão intracitoplasmática em autofagossomos está aumentada nas células em atrofia como as células prostáticas de animais castrados e nas células glandulares que acumulam (...).
O processo é altamente regulado. O componente celular pode ser marcado para destruição lisossômica. É o único mecanismo para remover organelas inteiras e grandes agregados protéicos.
Indução interna para autofagossomo: marcação por ubiquitina, por exemplo.
APLICAÇÃO MÉDICA: Na maioria das doenças lisossomais uma enzimas está ausente ou inativa e a digestão de certas moléculas (glicogênio, cerebrosídeos, gangliosídeos, esfingomielina, glicosaminoglicanos) não ocorre. A substância se acumula e interfere no funcionamento. Diversos tipos celulares atingidos.
EXEMPLOS: TAY-SACHS (doença recessiva herdável – resulta em retardo mental, desordem do SNC e morte aos 5 anos. Ausência da enzima lisossomal que degrada o gangliosídeo GM2 constituinte da MP dos neurônios (renovação rápida). SÍNDROME DE HUNTER E HURLER: defeito na enzima lisossomal que cataboliza mucopolissacarídeos sulfatados, os quais acumulam-se nos lisossomos. DOENÇA DO POMPE: lisossomos deficientes da enzima glicosidase que degrada o glicogênio. Acúmulo de glicogênio especialmente nas células musculares e hepáticas. LEUCODISTROFIA METACROMÁTICA: afeta SNC.
DOENÇAS DE CÉLULAS I (inclusion cells): doença hereditária rara, caracterizada por defeito no crescimento e retardo mental; deficiência da enzima que promove a fosforilação de proteínas lisossomais, no Golgi; as enzimas sintetizadas no RER e que deveriam sofrer fosforilação, que é o endereçamento para sua destinação aos lisossomos, deixam de ser fosforiladas e seguem a via secretória, sendo eliminadas das células; as enzimas lisossomais secretadas podem ser detectadas no sangue dos pacientes,enquanto seus lisossomos são vazios; essa doença mostra que a via secretória é preferencial e será seguida pelas moléculas que chega ao Golgi, a menos que recebam um sinal de endereçamento para outra via.
*Há marcação nas enzimas lisossomais para que não sejam secretadas.
MORTE CELULAR PROGRAMADA (PCD)
Apoptose é um tipo de PCD, o mais comum. O PCD é uma programação intrínseca das células, que precisam receber sinais tróficos apropriados para escapar a este destino. É um processo normal, sua ausência causa disfunções. Sinais tróficos. Neuroblastos. Sinais de sobrevida.
Perda de grande número de células individuais de modo espécie-específico, reproduzível temporalmente e espacialmente, durante o desenvolvimento (neurônios, por exemplo) e também no adulto (mamas, útero, etc).
Turnover de tecidos adultos pode ser considerado PCD. Precisa-se saber se os mecanismos de regulação são os mesmos do desenvolvimento.
Durante o desenvolvimento: eliminação de células anormais, mal localizadas, não funcionais ou potencialmente perigosas. 
Sistema adaptativo imune de vertebrados: eliminação de linfócitos T e B que falham em produzir receptores específicos para antígenos, produzem anticorpos auto-reativos ou linfócitos ativados por infecção.
*membranas interdigitais.
Importante no processo normal de desenvolvimento, remodelação dos tecidos e proteção contra carcinogênese. Há apoptose na formação do tubo neural, processo necessário e normal.
MORTE ACIDENTAL (necrose): substância tóxica, traumatismo ou doença, tipo passivo de morte celular, processo patológico. O que pode causar uma injúria celular? Hipóxia, agentes físicos, químicos, infecciosos, reações imunológicas e danos genéticos. O que é mais vulnerável dentro da célula? Produção atp, manutenção integridade da membrana celular, (...)
*DIFERENCIAR APOPTOSE DE NECROSE
APOPTOSE: Diminuição de tamanho, cromatina picnótica e condensada, organelas citoplasmáticas intactas, citoplasma do núcleo se fragmentam em corpos apoptóticos, expressão sinais de superfície relacionados à morte celular e reconhecidos por fagócitos. Há fragmentação da célula. *CASPASES (proteínas) *ver identificação morfológica (diferença entre apoptose e necrose). *identificação bioquímica (fragmentação de DNA).
NECROSE: há lise da célula. Célula incha, organelas são danificadas, diminuição de ATP, perda de homeostase, lise nuclear, ruptura da membrana, cessa síntese de proteínas, é irreversível, promove morte das células vizinhas.
Aula 2 – Enovelamento de proteínas, teoria do sinal e chaperonas
ALBERTS: Cada tipo de proteína possui uma estrutura tridimensional característica determinada pela ordem em que seus aminoácidos estão dispostos ao longo da cadeia polipeptídica. A estrutura final enovelada, ou seja, a conformação da proteína é também determinada por fatores energéticos: uma proteína geralmente se enovela na forma cuja energia livre (G) é minimizada. O processo de enovelamento é estudado em laboratórios, utilizando proteínas altamente purificadas. Uma proteína pode ser desenovelada ou desnaturada por meio de solventes que rompem as interações não-covalentes que a mantinham enovelada (agentes desnaturantes); esse tratamento converte a proteína enovelada em uma cadeia polipeptídica flexível pela perda da sua forma natural. Quando o agente desnaturante é removido, a proteína geralmente torna a se enovelar espontaneamente, ou seja, renatura para sua conformação original. O fato de que proteínas podem voltar a se enovelar espontaneamente indica que toda informação necessária para especificar sua estrutura tridimensional está contida na sua sequência de aminoácidos.
Cada proteína normalmente se enovela em uma única conformação estável. Entretanto, essa conformação pode variar ligeiramente quando a proteína interage com outras moléculas da célula. Essa maleabilidade na forma é essencial para que a proteína exerça sua função.
Quando proteínas se enovelam de maneira errônea, pode ocorrer a formação de agregados que costumam danificar células e até mesmo tecidos. Agregados de proteínas são responsáveis por algumas doenças neurodegenerativas, incluindo o mal de Alzheimer e o mal de Huntington. Doenças priônicas – como a encefalopatia espongiforme bovina ou o mal da “vaca louca” no gado, e a síndrome de Creutzfeldt-Jacob em humanos – também são causadas por agregados de proteínas. A proteína priônica, PrP, pode adotar uma forma típica, erroneamente enovelada, considerada a forma “infecciosa”, pois é capaz de converter formas enoveladas corretamente em conformações anormais. Esse mecanismo permite á forma infecciosa da PrP se disseminar rapidamente de uma célula a outra no cérebro, causando morte do animal (ou humano) infectado.
Apesar da capacidade de atingir sua conformação correta sem ajudas externas, o enovelamento de proteínas em células vivas é frequentemente assistido por proteínas especiais chamadas chaperonas. Essas proteínas ligam-se às proteínas parcialmente enoveladas e as ajudam a atingir sua conformação nativa da maneira mais favorável energeticamente. As chaperonas são extremamente importantes nas condições do citoplasma, onde muitas proteínas coexistem; elas impedem que proteínas recém sintetizadas se associem erroneamente. Contudo, a conformação final da proteína é especificada pela sua sequência de aminoácidos: chaperonas apenas tornam o processo de enovelamento mais eficiente e confiável.
As células possuem vias especializadas para a quebra enzimática de proteínas em seus aminoácidos constituintes (um processo denominado proteólise). As enzimas que degradam proteínas, inicialmente em peptídeos pequenos e finalmente nos aminoácidos individuais, são coletivamente denominadas de proteases. As proteases atuam pela clivagem (hidrólise) das ligações peptídicas entre os aminoácidos. Uma das funções das vias proteolíticas é a rápida degradação daquelas proteínas, que devem ter curta duração. Outra é o reconhecimento e eliminação dessas proteínas é essencial para um organismo, como pode ser observado pelo fato de doenças neurodegenerativas como as doenças de Huntington, Alzheimer e Creutzfeldt-Jacob serem causadas pela agregação de proteínas dobradas erroneamente. Esses agregados protéicos podem danificar gravemente as células e tecidos e mesmo levar à morte celular.
Apesar de a maioria das proteínas danificadas ser quebrada no citosol, importantes vias de degradação protéica também operam em outros compartimentos celulares eucarióticos, como os lisossomos. A maior parte das proteínas degradadas no citosol de células eucarióticas é quebrada por grandes complexos de enzimas proteolíticas, denominados proteossomos. Um proteossomo contém um cilindro central formado por proteases cujos sítios ativos, acredita-se, estejam dirigidos para a face interna da câmara. Cada extremidade desse cilindro está tampada por um grande complexo protéico formado por pelo menos 10 diferentes tipos de subunidades protéicas. Acredita-se que essas tampas protéicas se liguem às proteínas destinadas à digestão e então as insiram no interior da câmara do cilindro; nesse compartimento as proteases cortam as proteínas em pequenos peptídios, os quais são a seguir liberados pela extremidade do proteossomo. Alojar as proteases dentro dessa câmara de destruição parece fazer sentido, pois evita que elas fiquem livres, correndo desenfreadamente pela célula.
Como o proteossomo seleciona que proteínas da célula devem ser inseridas no cilindro para sofrer degradação? Os proteossomos atuam principalmente sobre proteínas que foram marcadas para destruição pela ligação covalente a uma pequena proteína denominada ubiquitina. Enzimas especializadas etiquetam proteínas selecionadas com uma ou mais moléculas de ubiquitina; a seguir, essas proteínas ubiquitinadas são reconhecidas e mergulhadas no proteossomo, provavelmente pelas proteínas da tampa.
Proteínas que devem ter vida curta frequentemente ostentam uma sequência curta de aminoácidos que as identificam como devendo ser ubiquitinadas e, consequentemente,degradadas pelo proteossomo. Proteínas desnaturadas ou erroneamente dobradas, assim como proteínas que contêm aminoácidos oxidados ou anormais de qualquer outro modo, são também reconhecidas e degradadas por esse sistema proteolítico dependente de ubiquitina. As enzimas que adicionam ubiquitina a tais proteínas presumivelmente reconhecem sinais que se tornam expostos como resultado do dobramento inadequado ou do dano químico – p.e., sequências de aminoácidos ou motivos conformacionais que estão normalmente escondidos e inacessíveis.
SLIDES/AULA: Uma vez que a proteína foi sintetizada, acontece o enovelamento da mesma. Considerando o esquema geral da síntese proteica, há o gene que contém a informação. O processo é compartimentalizado (células eucariontes). Há mais eficiência, pois há mais controle. O transcrito primário não é o RNAm nos eucariontes. Mas no procarionte, sim.
*íntrons (podem corresponder a sequências de retrovírus) e éxons. A fibronectina tem várias isoformas (splicings alternativos).
A mensagem no RNA está em forma de nucleotídeos e será traduzida para sequência de aminoácidos.
É necessário que a proteína adquira uma conformação estável para ser empacotada. À medida que ela é sintetizada, ela já se vai dobrando sobre si mesma (interações dos aminoácidos – cadeias laterais). A proteína precisa se enovelar corretamente (erro nesse processo causa doenças).
As chaperonas (damas de companhia) fazem controle de qualidade e auxiliam no enovelamento. Problemas no enovelamento fazem com que as proteínas não assumam sua conformação nativa e elas tendem a se agregar (formam precipitados), acumulando-se na célula e alterando o funcionamento (Alzheimer, p.e.).
Passos para a criação de uma proteína funcional:
Processamentos pós-tradicionais: modificações covalentes (glicosilação, fosforilação e acetilação), dobramentos da cadeia (estruturas secundárias e terciárias) e reunião de várias cadeias – estruturas multiméricas (estrutura quaternária)
Exemplo: citocromo b562 (estrutura em glóbulo maleável e forma final organizada, necessita ajuda da chaperona para adquirir essa característica).
Enquanto a proteína é sintetizada, ela já assume a estrutura secundária (dobrada em alfa e beta hélice, etc). Muitas proteínas já saem prontas com sua estrutura tridimensional. Há, todavia, algumas que necessitam de ajuda para adquirir o enovelamento final (estrutura ativa). Isso se dá com auxílio da chaperona.
Chaperonas moleculares auxiliam o dobramento da maioria das proteínas. Elas se ligam, reconhecem e auxiliam no enovelamento. Uma vez que a proteína adquire a conformação nativa, ela é liberada. Se a chaperona não consegue auxiliar a proteína, ela é encaminhada para o sistema de degradação (protease intracelular) – controle de qualidade efetuado pela chaperona. Esse sistema é muito eficiente.
As chaperonas moleculares ligam-se transitoriamente a cadeias polipeptídicas que estão sendo sintetizadas, não participando da estrutura final da proteína.
Garantem o dobramento final correto da cadeia polipeptídica, impedem a agregação e asseguram que as pontes dissulfeto sejam estabelecidas entre os aminoácidos sulfatados.
CHAPERONAS MOLECULARES: conhecidas como proteínas de choque térmico (HSP) – família de proteínas que se expressavam em células submetidas a temperaturas elevadas ou a estresse ambiental. Tipos: hsp 60 e hsp 70 são citosólicas e bip (binding protein – hsp70), calnexina, calreticulina e dissulfetoisomerase são do RER.
As chaperonas se ligam transitoriamente, revestindo a proteína e impedindo que ela enovele antes da síntese total (HSP70), para impedir que ela enovele de forma inapropriada. Para desanovelar a proteína, é necessária muita energia. Não compensa, mas é possível. Mais comumente se impede que ela enovele antes do tempo (menor gasto energético). HSP70 é ATPase, gasta muito ATP. Se a chaperona não consegue enovelar a proteína, esta é encaminhada para o “lixo”.
HSP60 tem forma de barril, enquanto a HSP70 é mais arredondada. Dentro do barril, a proteína assume a estrutura tridimensional desejada.
Dissulfeto-isomerase catalisa o estabelecimento de pontes dissulfeto entre os resíduos de cisteína (Cis-S-S-Cis).
Bip – processamento de proteínas não glicosiladas – tem atividade ATPásica. Tem forma mais arredondada também. E também impede que a proteína enovele antes do tempo.
Calreticulina e calnexina – atividade dependente de Ca+ - processamento de glicoproteínas. As proteínas recebem um resíduo de glicose (“selo de qualidade”). A calnexina auxilia a adquirir a conformação nativa. Retirada da primeira glicose (calnexina ou calreticulina). É um processo cíclico. Retirada da 2ª glicose – dissociação das chaperonas e liberação da proteína.
Citosol e retículo tem proteínas chaperonas também.
Processos que monitoram a qualidade da protein após a síntese proteica: “incresing time”->a newly synthesized protein “correctly folded without help” is the first one to become “ok”, “correctly folded with hell of a molecular chaperone” is the second one and “incompletely folded forms digested by the proteasome” is the last one (doesn’t become “ok”).
Via ubiquitina-proteossomos: Os níveis intracelulares de proteínas são mantidos tanto pela síntese de novas molécula, quanto pela degradação das pré-existentes.
A vida média das proteínas varia: meia vida curta (proteína regulatória) e meia vida longa (enzimas da glicólise).
Via ubiquitina-proteossomo – principal responsável pela degradação seletiva de proteínas (os lisossomos são incapazes de distinguir e degradar moléculas proteínas individuais).
PROTEOSSOMO: estrutura cilíndrica, complexo de enzimas proteolíticas – citoplasma e núcleo; cilindro central formado por proteases com sítios ativos voltados para a face interna.
Proteossoma 26S (proteínas marcadas com ubiquitina são encaminhadas para esse proteossoma; possui duas extremidades que abrem para a entrada da proteína, onde ela é degradada para reaproveitamento dos aa da proteína pela célula; depende de ATP; menos resistente ao estresse oxidativo) e 20S (degrada proteínas não ubiquitinadas ; não depende de ATP, resistente ao estresse oxidativo).
A ubiquitina é um peptídeo globular que está no citosol circulando. É reconhecido por várias enzimas, que o encaminham à via chaperona.
Proteínas aaa: estrutura em anel da capa dos proteossomos – desdobramento.
Proteínas dobradas anormalmente podem se agregar e causar doenças destrutivas.
As proteínas precisam ser direcionadas.
Três tipos de transporte de proteínas (mediado, transmembranar e vesiculado).
Há sinalização (sequência sinalizadora) nas proteínas para determinar o destino delas. Os primeiros aminoácidos podem ter essa função.
*Teoria do sinal.
Proteínas translocadoras nas membranas mitocondriais.
Sequência sinal (...)
Importação de proteína na mitocôndria – processo transmembranar.
RER: co-tranlational translocation
Mitocôndria e cloroplastos: post-tranlational translocation
Aula 3 – Retículo Endoplasmático
JUNQUEIRA:
ALBERTS: As proteínas entram no retículo endoplasmático enquanto são sintetizadas: o RE é o mais extenso sistema de membranas em uma célula eucariótica e, diferentemente das outras organelas, ele serve como ponto de entrada de proteínas destinadas para outras organelas, bem como de proteínas para o próprio RE. As proteínas destinadas para o Golgi, para os endossomos e lisossomos, assim como as proteínas destinadas à superfície celular, entram primeiro no Re provenientes do citosol. Uma vez dentro do RE ou na membrana do RE, as proteínas individuais não retornarão ao citosol durante as suas jornadas adiante. Elas serão carregadas de uma organela para outra por vesículas de transporte e, em alguns casos, de uma organela para a membrana plasmática ou o exterior celular.
Dois tipos de proteínas são transferidos do citosol para o RE: (1) as proteínas hidrossolúveis são completamente translocadas pela membrana do RE e liberadas no seu lúmen; (2) as proteínas transmembrânicas prospectivassão parcialmente translocadas pela membrana do RE e se tornam embebidas nela. As proteínas hidrossolúveis se destinam à secreção (para liberação na superfície celular) ou para o lúmen de uma organela; as proteínas transmembrânicas têm como destino residir na membrana do RE, nas membranas de outras organelas, ou na membrana plasmática. Todas essas proteínas são inicialmente direcionadas ao RE por uma sequência-sinal de RE, um segmento de oito ou mais AA hidrofóbicos, o qual está também envolvido no processo de translocação através da membrana.
Diferentemente das proteínas que entram no núcleo, nas mitocôndrias, cloroplastos e peroxissomos, a maior parte das proteínas que entram no RE iniciam a sua rota por meio da membrana do RE antes que a cadeia polipeptídica esteja completamente sintetizada. Isto exige que os ribossomos que estejam sintetizando as proteínas fiquem presos à membrana do RE. Esses ribossomos ligados à membrana do RE cobrem a superfície do RE, criando regiões chamadas retículo endoplasmático rugoso por causa da sua aparência granulosa característica quando visualizado em um microscópio eletrônico.
As proteínas solúveis são liberadas no lúmen do RE: a sequência-sinal para Re é guiada para a membrana do RE por pelo menos dois componentes: (1) uma partícula de reconhecimento de sinal (PRS) que está presente no citosol e se liga à sequência-sinal de RE quando exposto pelo ribossomo, e (2) um receptor de PRS que está embebido na membrana do RE. A ligação de uma pRS à sequência-sinal determina um retardamento da síntese protéica de ribossomo, até que ele e a sua PRS se liguem ao receptor de PRS. Após ligar-se ao seu receptor, a PRS é liberada e a síntese protéica recomeça, com a cadeia polipeptídica sendo agora dirigida para o lúmen do RE por um canal de translocação da membrana do RE. Portanto, a PRS e o receptor da PRS funcionam como sítios moleculares de posicionamento, conectando os ribossomos que estão sintetizando proteínas que contêm uma sequência-sinal de RE para os canais de translocação disponíveis. 
Além de direcionar as proteínas ao RE, a sequência-sinal, que em proteínas solúveis está quase sempre na região aminoterminal da proteína, tem a função de abrir o canal de translocação. O peptídeo sinal permanece ligado ao canal enquanto o resto da cadeia proteica é introduzido pela membrana como uma grande alça. Em algum momento durante a translocação, a sequência-sinal é clivada por uma peptidase de sinal localizada na face luminal da membrana do RE; o peptídeo sinal é então liberado do canal de translocação e rapidamente degradado nos seus AA. Uma vez que a terminação carboxílica da proteína tenha passado pela membrana, a proteína é liberada dentro do lúmen do RE.
Sinais de início e finalização determinam o arranjo de uma proteína transmembrana na bicamada lipídica: nem todas as proteínas que entram no RE são liberadas no lúmen do RE. Algumas permanecem embebidas na membrana do RE como proteínas transmembrana. O processo de translocação para tais proteínas é mais complicado do que o processo para as proteínas solúveis, uma vez que algumas partes da cadeia polipeptídica devem ser translocadas pela bicamada lipídica enquanto outras permanecem fixas na membrana.
No caso mais simples, aquele da proteína transmembrana com um único segmento distribuído na membrana, a sequência-sinal aminoterminal inicia a translocação, da mesma forma que o faz para uma proteína solúvel. Porém, o processo de translocação é interrompido por uma sequência adicional de AA hidrofóbicos, uma sequência de finalização de transferência, mais adiante na cadeia polipeptídica. Essa segunda sequência é liberada lateralmente na bicamada lipídica a partir do canal de translocação e forma um segmento alfa-helicoidal de distribuição na membrana, que ancora a proteína na membrana. Simultaneamente, a sequência aminoterminal também é liberada do canal na bicamada lipídica e clivada fora. Como resultado, a proteína translocada termina como proteína transmembrana inserida na membrana em uma orientação definida – a terminação amínica na face luminal da bicamada lipídica e a terminação carboxílica na face citosólica. Uma vez inserida na membrana, a proteína transmembrana não modifica a sua orientação, a qual é retida pelos eventos de brotamento e fusão vesicular.
Em algumas proteínas transmembrana, uma sequência interna, em vez de aminoterminal, é utilizada para iniciar a transferência da proteína; essa sequência-sinal interna, chamada sequência de início de transferência, nunca é removida do polipeptídeo. Esse arranjo ocorre em algumas proteínas transmembrana nas quais a cadeia polipeptídica passa várias vezes pela bicamada lipídica. Nesses casos, acredita-se que as sequências-sinal hidrofóbicas trabalham aos pares; uma sequência de início de transferência serve para iniciar a translocação, que continua até que uma sequência de finalização de transferência seja alcançada; as duas sequências alfa-helicoidais hidrofóbicas são então liberadas na bicamada. Em proteínas de multipassagem, nas quais várias alfa-hélices hidrfóbicas distribuem-se pela bicamada, outros pares de sequências de início e finalização entram em ação: uma sequência reinicia a translocação da cadeia polipeptídica para dentro da membrana e uma outra termina a translocação e determina a liberação do polipeptídeo, e assim por diante para as sequências subseqüentes. Portanto, proteínas de multipassagem pela membrana são costuradas na bicamada lipídica à medida que são sintetizadas por um mecanismo semelhante aos trabalhos de máquinas de costura.
SLIDES/AULA: Origem retículo: invaginação da membrana. Vantagem: compartimentalização de funções. Diferenças morfológicas da célula ocorrem em decorrência da necessidade de sintetizar proteínas, por exemplo.
As vesículas endoplasmáticas compõem o retículo.
A hemoglobina é sintetizada pelos polirribossomos do citosol. Célula que não sintetiza tem retículo pouco desenvolvido. Células com muita síntese proteica têm muito ribossomo. Células com atividade digestiva precisa de retículo bem desenvolvido (sintetiza as enzimas do lisossomo).
Células com intensa atividade de síntese proteica: eritrócito (produção interna), eosinófilo (produção interna), plasmócito (produção para secreção) e célula acinosa do pâncreas (produção para secreção).
*presente em todas as células eucarióticas; a sua membrana constitui por volta da metade das membranas de uma célula animal; 10% da cél (volume) é retículo; possui papel central de síntese proteica e lipídica.
*o retículo rugoso é mais lamelar, o liso é mais tubular. O liso é mais ramificado, há muita interligação entre eles. A composição química dos retículos também é diferente. Os dois estão ligados entre si. Existem regiões de transição entre as duas membranas (há regiões intermediárias). Em situação de necessidade, um retículo pode transformar-se em outro. É mais comum o rugoso transformar-se em liso (situação de toxicidade, p.e.)
Na face citosólica da carioteca há ribossomos aderidos. A mitocôndria também sintetiza hormônios esteroides (matriz tubular).
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: as regiões rugosas e lisas do RE podem ser separadas por centrifugação para estudo de suas funções.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO: síntese de lipídeos, síntese de hormônios esteroides, desintoxicação do organismo, metaboliza o glicogênio (fígado e músculo), armazena, libera e capta íons Ca2+.
*participação da síntese de ácidos graxos: (1) elongação e dessaturação dos ácidos graxos: envolve cadeia transportadora de elétrons (citocromo b2 e sua redutase) e (2) síntese de triacilgliceróis: nas células epiteliais do intestino delgado, a partir dos ácidos graxos e glicerol absorvidos na luz do intestino.
SÍNTESE DE LIPÍDEOS: na membrana do REL ocorre a síntese de praticamente tds os lipídeos que compõem as membranas celulares – fosfolipídeos e colesterol; alguns lipídeos da membrana são produzidos no REL e completados no Golgi – esfingomielina e glicolipídeos.
*fosfadidilcoloina e fosfadidilserina.SÍNTESE DE FOSFOLIPÍDEOS – REL E MITOCÔNDRIAS: (1) fosfatidiletanolamina: a partir da descarboxilação da fostadilserina nas mitocôndrias e metilação no REL, (2) fosf... (?)...
*translocadores de fosfolipídeos transportam lipídeos de uma bicamada lipídica para outra: (1)flipases (flip, movimento rápido) na membrana do REL e (2) escramblases (scramble, misturar) – na membrana plasmática (mantém a assimetria).
DOLICOL: precursor da glicosilação. Sua síntese ocorre no retículo liso.
SÍNTESE DE HORMÔNIOS ESTEROIDES: a partir do colesterol. Enzimas distribuídas entre as membranas do REL e mitocôndrias.
*síntese dos ácidos biliares a partir do colesterol – fígado
DESINTOXICAÇÃO DE VÁRIOS COMPOSTOS: fígado, pele, rins e pulmões; converte substâncias tóxicas como herbicidas desfolhantes, conservantes e corantes alimentares, medicamentos ou dejetos industriais, em substâncias inócuas ou de fácil excreção; envolve reações de hidroxilação que aumenta a solubilidade em água e sua eliminação do organismo; participação do citocromo P450 e sua redutase; p.e a ingestão de barbitúricos promove aumento do REL das células hepáticas. RER perde os ribossomos e se converte no REL.
SOLUBILIZAÇÃO DA BILIRRUBINA: (1) ocorre nos hepatócitos pela ação da enzima glicuruniltransferase, permitindo sua secreção pelas células hepáticas e (2) doença de Crigler-Najjar: deficiência de glicuruniltransferase, os pacientes acumulam bilirrubina insolúvel no sangue ficando ictéricos. O tratamento é feito com barbitúricos. O barbitúrico aumenta a quantidade do retículo liso, aumentando a quantidade de glicuruniltranferase para metabolizar a bilirrubina.
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO: hepatócitos e células renais; glicogenólise – ocorre pela ação de 4 enzimas, 3 citosólicas e 1 de REL; a glicose-6-fosfato obtida do glicogênio pelas enzimas citosólicas é transportada para dentro do REL pelo transportador T1. A glicose-6-fosfato remove o fosfato liberando glicose e fosfato inorgânico que são transportador de volta para o citosol pelos transportadores T2 e T3. A glicose deixa a célula e é utilizada como fonte de energia por outros tecidos. O sítio ativo da glicose-6-fosfatase está no meio interno do REL (é onde ocorre a desfosforilação).
ARMAZENAMENTO DE CA2+: (1) REL é o principal reservatório de Ca2+ de células musculares e não musculares. Ca2+ ligado a proteínas solúveis como calsequetrina, e chaperona como calreticulina, BiP e dissulfetoisomerase; (2) corresponde ao retículo sarcoplasmático das células musculares, (3) o Ca2+ regula a maioria dos processos metabólicos celulares e (4) slide...
EXPORTAÇÃO DE LIPÍDEOS DO REL: (1) incorporados à membrana do próprio retículo; (2) integram a membrana das vesículas distribuídas para o Golgi, lisossomos e membrana plasmática; (3) transportados por proteínas transportadoras de lipídios (LTP) – ajudam a transportar fosfolipídeos do REL para as membranas slide (...)
Tipos de LTPs (lipidtransferproteins): CERT – ceramida, GLTPslide (...)
HIPERPLASIA CONGÊNITA DA ADRENAL: síntese de esteroides prejudicada com acúmulo de colesterol; erro na síntese da proteína StAR.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO: os ribossomos estão dispersos no citoplasma conforme a necessidade.
*O peptídio-sinal foi primeiro identificado em proteínas importadas pelo RE. A síntese de proteína começa no citosol e termina no RER (as proteínas que tem o peptídeo-sinal de retículo). Essas proteínas são proteínas para exportação ou lisossomais.
*As subunidades ribossomais ficam separadas no citosol quando não há síntese de proteínas.
*complexo sec61
*três maneiras em que a translocação de proteínas pode ser direcionada através de translocadores estruturalmente similares. Co-translocação e pós-traducional.
PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA:
*a parte da proteína que fica para dentro do retículo endoplasmático é de destino extracelular. E a que está no citosol será sempre citosólica. Amino terminal é sempre o início.
*proteínas trans-membrana de passagem única possuem um sinal de retenção interno que faz com que a proteína fique presa à membrana (alfa-hélice): sinal de parada de transferência
*proteínas de passagem única com N-terminal dentro ou fora do RE
*proteínas de passagem dupla
*combinações de sinais de início e parada de transferência determinam a topologia de proteínas multipasso.
A montagem e dobramento das proteínas ocorrem no lúmen do RE: sinal de retenção de 4 aas na região carboxi-terminal de proteínas residentes do RE; exemplo de proteínas do RE: (1) proteindisulfideisomerase (PSI), que catalisa a oxidação do grupo sulfidril (SH) para formar ligações S-S; (2) bindingprotein (Bip), chaperona que reconhece proteínas com dobramento incorreto e se ligam a subunidades de complexos proteicos ainda não formados ajudando na correta montagem das proteínas.
*KADL: sequência de 4 aa na região carboxi-terminal.
MODIFICAÇÕES PÓS-TRADUCIONAIS: modificação do tamanho e alterações covalentes (fosforilação, glicosilação – uma das principais funções do RE -, hidroxilação e outras modificações).
*glicosilação da proteína no RER a partir do oligossacarídeo precursor
*o dolicol é transportado para o RER por difusão lateral.
*calreticulina (CRT) e calnexina (CNX) são membros de uma família de chaperonas do RE que funcionam assistindo o dobramento e montagem das subunidades da maioria das glicoproteínas N-ligadas que passam através do RE.
*proteínas que não adquirem uma correta configuração tridimensional são exportadas e degradadas em estruturas denominadas de proteassomas. 
*algumas proteínas de membrana trocam a região C-terminal ligada à membrana pela ligação covalente a um ancorador glicosilfosfatidilinositol (GPI) após a entrada no RE.
DOENÇA RELACIONADAS AO ENOVELAMENTO NO RE: Fibrose cística: a forma mais comum da doença é devida à inabilidade das células em exportar uma forma mutante do regulador transmembrana da fibrose cística (CFTR – cysticfibrosistransmebraneregulator) para a superfície da célula onde ele normalmente funcionaria como um canal de cloro para o sistema respiratório e pâncreas.
Predisposição a enfisematosa pulmonar é ocasionada pela inabilidade do fígado de as formas mutantes de alfa1-antitripsina. As mutações dessas enzimas impedem o enovelamento no RER resultando em sua degradação. A alfa1-antitripsona é necessária para proteger os tecidos, principalmente dos pulmões, da ação de proteases extracelulares como a elastase.
Hipotireoidismo congênito: a tireoglobulina mutante (precursor do hormônio tireoidiano) não é exportada eficientemente do RER. O excesso de proteína se acumula como agregados insolúveis. As vias de retroalimentação desencadeiam proliferação maciça do RER na tentativa de produzir níveis normais do hormônio.
Aula 4 – Complexo de Golgi e secreção celular
JUNQUEIRA: 
ALBERTS: 
A maioria das proteínas das organelas é produzida no citosol e transportada para a organela onde ela deve atuar. Os sinais de distribuição na sequência de AA guiam as proteínas à organela correta; proteínas que funcionam no citosol não possuem sinal e permanecem onde elas são feitas.
As proteínas nucleares contêm sinais de localização nuclear que as ajudam a direcionar seu transporte ativo do citosol para dentro do núcleo pelos poros nucleares, os quais penetram o envelope nuclear de membrana dupla. As proteínas podem entrar no núcleo sem serem desdobradas.
A maioria das proteínas de mitocôndrias e cloroplastos é produzida no citosol e é, então, ativamente transportada para dentro das organelas por translocadores protéicas nas suas membranas. As proteínas devem ser desdobradas para que possam serpentear pelas membranas mitocondriais e cloroplásticas.
TRANSPORTE VESICULAR
Normalmente, a entrada no Re é somente a primeira etapa de uma rota para outro destino – o qual é, pelo menos inicialmente, o aparelho de Golgi. O transporte do RE para o aparelho de Golgi, e a partir do aparelho de Golgi para outros compartimentos do sistema de endomembranas, é conduzido pelo contínuo brotamento e fusãode vesículas de transporte. As rotas de transporte medidas pelas vesículas se estendem para fora do RE em direção à membrana plasmática e para dentro da membrana plasmática para os lisossomos, fornecendo, portanto, rotas de comunicação entre o interior da célula com suas vizinhanças. À medida que proteínas e lipídeos são transportados por essas rotas, muitos deles sofrem vários tipos de modificações químicas, tais como a adição de cadeias laterais de carboidratos (tanto em proteínas como em lipídeos) e a formação de pontes dissulfídicas (em proteínas) que estabilizam a estrutura protéica.
As vesículas de transporte carregam proteínas solúveis e membranas entre compartimentos: o tráfego vesicular entre compartimento definidos por membranas do sistema de endomembranas é altamente organizado. Uma rota secretória principal, para fora, parte da biossíntese de proteínas sobre a membrana do RE, pelo aparelho de Golgi, até a superfície celular; no aparelho de Golgi, uma rota lateral conduz o transporte através dos endossomos até os lisossomos. Uma rota endocítica principal, para dentro, responsável pela ingestão e degradação de moléculas extracelulares, define o caminho a partir da membrana plasmática, através dos endossomos, para os lisossomos.
Para realizar sua função corretamente, cada vesícula de transporte que brota de um compartimento deve levar consigo somente as proteínas apropriadas para o seu destino e se fusionar com a membrana-alvo apropriada. Uma vesícula carregando uma carga do aparelho de Golgi para a membrana plasmática, p.e., precisa excluir proteínas que devem permanecer no aparelho de Golgi e se fundir somente com a membrana plasmática – não com outra organela. Enquanto participa desse fluxo constante de componentes de membrana, cada organela deve manter a sua identidade distinta, o que significa manter uma composição diferente em proteínas e lipídeos. Todos esses eventos de reconhecimento dependem de proteínas associadas com as membranas das vesículas de transporte. 
O brotamento de vesículas é dirigido pela montagem de uma capa protéica: normalmente, as vesículas que brotam das membranas possuem uma capa protéica distinta na sua superfície citosólica e são, consequentemente, chamadas vesículas revestidas. Depois de brotar de sua organela de origem, a vesícula perde o seu revestimento, permitindo que a membrana da vesícula interaja diretamente com a membrana na qual ela irá se fusionar. As células produzem vários tipos de vesículas revestidas, cada uma com um tipo diferente de capa protéica. Acredita-se que a capa (revestimento) possua pelo menos duas funções: ela dá a forma à membrana em um brotamento e ajuda a captar moléculas para o transporte a ser realizado.
As vesículas mais bem estudadas são aquelas que possuem capas profusamente constituídas da proteína clatrina. Essas vesículas revestidas de clatrina brotam do aparelho de Golgi, na rota secretória (para fora), e da membrana plasmática, na rota endocítica (para dentro). Na MP, p.e., cada vesícula se inicia como uma diminuta fossa revestida de clatrina. As moléculas de clatrina são montadas em uma rede em forma de cesta na superfície citosólica da membrana, e é esse processo de montagem que dá o formato inicial de uma vesícula. Uma pequena proteína de ligação à GTP, denominada dinamina, associa-se como um anel ao redor do pescoço de cada fossa revestida invaginada profundamente na membrana. Juntamente com outras proteínas recrutadas ao pescoço da vesícula, a dinamina causa a constrição do anel, de forma a destacar a vesícula da membrana. Outros tipos de vesículas de transporte, com diferentes proteínas de revestimento, também estão envolvidos no transporte vesicular. Elas se formam de maneira semelhante e carregam seus próprios conjuntos característicos de moléculas entre o RE, o aparelho de Golgi e a membrana plasmática. Porém, como um vesícula de transporte seleciona a sua carga particular? O mecanismo é melhor conhecido para as vesículas de clatrina.
A própria clatrina não toma parte na captura de moléculas especificas para o transporte. Esta é a função de uma segunda classe de proteínas de revestimento chamadas adaptinas, as quais seguram a capa de clatrina à membrana da vesícula e ajudam a selecionar as moléculas a serem carregadas no transporte. As moléculas para transporte na célula carregam sinais de transporte específicos, que são reconhecidos por receptores de carga localizados na membrana do compartimento. As adaptinas ajudam a capturar moléculas-carga específicas pelo aprisionamento dos receptores de carga que se ligam a elas. Dessa forma, um conjunto selecionado de moléculas-carga, ligadas aos seus receptores específicos, é incorporado ao lúmen de cada vesícula revestida de clatrina recém-formada. Há pelo menos dois tipos de adaptinas: aquelas que ligam os receptores de carga do aparelho de Golgi, refletindo as diferentes moléculas-carga transportadas por vesículas revestidas de clatrina a partir da membrana plasmática e do aparelho de Golgi.
Uma classe diferente de vesículas revestidas, chamadas vesículas COP-revestidas (COP é uma abreviação para “coat protein”), está envolvida no transporte de moléculas entre o RE e o aparelho de Golgi, e de uma parte do aparelho de Golgi para outra. 
ROTAS SECRETORAS:
O tráfego vesicular não está confinado somente ao interior da célula. Ele se estende para e a partir da MP. Proteínas recém-sintetizadas, lipídeos e carboidratos são distribuídos do RE, via aparelho de Golgi, para a superfície celular pelas vesículas de transporte que se fundem à membrana plasmática em um processo chamado exocitose. Cada molécula que viaja através desta rota passa por uma sequência fixa de compartimentos definidos por membrana e é quimicamente modificada durante a rota.
A maior parte das proteínas é modificada covalentemente no RE: a maioria das proteínas que entram no RE é quimicamente modificada nesse compartimento. Pontes dissulfídicas são formadas pela oxidação de pares de cadeias laterais de cisteínas, uma reação catalisada por uma enzima que reside no lúmen do RE. As pontes dissulfídicas ajudam a estabilizar a estrutura daquelas proteínas que podem encontrar mudanças de pH e enzimas degradativas no exterior da célula – depois de serem secretadas ou depois de serem incorporadas à membrana plasmática. As pontes dissulfídicas não se formam no citosol devido ao ambiente redutor presente.
Muitas das proteínas que entram no lúmen do RE ou na membrana do RE são convertidas em glicoproteínas pela ligação covalente de cadeias laterais curtas de oligossacarídeos. Esse processo de glicosilação ocorre por enzimas de glicosilação encontradas no RE e ausentes no citosol. Muito poucas proteínas do citosol são glicosiladas, e aquelas que o são possuem somente um resíduo de açúcar ligado a elas. Os oligossacarídeos em proteínas servem para várias funções, dependendo da proteína. Eles podem proteger a proteína da degradação, retê-la no RE até que seja apropriadamente processada (dobrada), ou ajudar a dirigi-la para a organela apropriada, servindo como um sinal de transporte para o empacotamento da proteína em vesículas adequadas de transporte. Quando expostos na superfície celular, os oligossacarídeos formam parte da camada celular de carboidratos e podem funcionar no reconhecimento de uma célula por outra.
No Re, os açúcares não são individualmente adicionados, um a um, á proteína para criar a cadeia lateral oligossacarídica. Ao contrário, um oligossacarídeo ramificado pré-formado, contendo um total de 14 açúcares, é anexado em bloco a todas as proteínas que carregam um sítio apropriado de glicosilação. O oligossacarídeo é originalmente preso a um lipídeo especializado, chamado dolicol, na membrana do Re e então transferido para o grupo amino de uma cadeia lateral de asparagina-alvo no lúmen do RE durante a translocação protéica. A adição ocorre em uma única etapa enzimática catalisada por uma enzima ligada à membrana (uma oligossacarídeo-proteína transferase) que possui o seu sítio ativo expostona face luminal da membrana do RE, o que explica por que as proteínas citosólicas não são glicosiladas dessa maneira. Uma sequência simples de três AA, no qual a asparagina é um deles, define quais resíduos de asparagina em uma proteína recebem o oligossacarídeo. As cadeias laterais oligassacarídicas ligadas ao grupo NH2 da asparagina em uma proteína são ditas N-ligadas e são a forma mais comum de ligação encontrada em glicoproteínas.
A adição do oligossacarídeo de 14 açúcares no RE é somente a primeira etapa de uma série de outras modificações futuras, antes que a glicoproteína madura surja no final da rota secretória. Apesar da similaridade inicial, os oligossacarídeos N-ligados em glicoproteínas maduras são muito diversos. Toda a diversidade é resultante de extensivas modificações da estrutura precursora original. Esse processamento oligossacaridico inicia no RE e continua no aparelho de Golgi.
A saída do RE é controlada para garantir a qualidade protéica: algumas proteínas produzidas no RE são destinadas a funcionar nessa organela. Elas são retidas no RE (e são retornadas ao RE quando escapam pelo aparelho de Golgi) por uma sequência carboxiterminal de quatro AA chamada sinal de retenção no RE, a qual é reconhecida por uma proteína receptora ligada à membrana no RE e no aparelho de Golgi. A maioria das proteínas que entram no RE, entretanto, é destinada a outros locais; elas são empacotadas em vesículas de transporte que brotam do RE e se fusionam com o aparelho de Golgi. A saída do RE, entretanto, é altamente seletiva. As proteínas processadas incorretamente, e proteínas diméricas ou multiméricas que tenham falhas de montagem, são retidas ativamente no RE pela ligação a proteínas chaperonas que lá residem. A interação com as chaperonas retém as proteínas no RE até que ocorra o processamento apropriado; caso contrário, as proteínas são degradadas em última instância. Moléculas de anticorpos, p.e., são constituídas por quatro cadeias polipeptídicas estruturadas na molécula completa no RE. Os anticorpos parcialmente montados são retidos no RE até que todas as quatro cadeias polipeptídicas tenham sido adicionadas; qualquer molécula de anticorpo que falhe em montar-se adequadamente é degradada em última instância. Dessa forma, o RE controla a qualidade das proteínas que exporta para o aparelho de Golgi.
Algumas vezes, entretanto, esse mecanismo de controle de qualidade pode ser prejudicial ao organismo. A mutação predominante que causa a doença genética fibrose cística, que provoca grave degeneração do pulmão, p.e., produz uma proteína de transporte da membrana plasmática que é levemente malformada; apesar de a proteína mutante poder funcionar de forma perfeitamente normal se alcançasse a membrana plasmática, ela é retirada no RE, com drásticas conseqüências. A doença devastadora resulta não só porque a mutação inativa uma importante proteína, mas também porque a proteína ativa é descartada pelas células antes que lhe seja dada a oportunidade de funcionar.
As proteínas são posteriormente modificadas e distribuídas no aparelho de Golgi: o Golgi está normalmente localizado próximo ao núcleo celular e, em células animais, ele está frequentemente próximo ao centrossomo, ou centro celular. Ele consiste em uma coleção de sacos achatados definidos por membranas (cisternas), que estão empilhados como pratos. Cada pilha contém de três a vinte cisternas. O número de pilhas de Golgi por célula varia grandemente, dependendo do tipo celular: algumas células contêm uma única grande pilha, enquanto outras contêm centenas de pilhas muito pequenas.
Cada pilha de Golgi possui duas faces distintas: uma face de entrada ou cis e uma face de saída ou trans. A face cis é adjacente ao RE, enquanto a face trans aponta em direção à membrana plasmática. A cisterna mais externa de cada face está conectada a uma rede de vesículas e tubos membranosos interconectados. As proteínas solúveis entram na rede cis Golgi pelas vesículas de transporte derivadas do RE, viajando pelas cisternas em sequência por meio de vesículas de transporte que brotam de uma cisterna e se fusionam com a próxima. As proteínas saem da rede de trans Golgi em vesículas de transporte destinadas para a superfície celular ou para outro compartimento. Acredita-se que tanto a rede cis como a rede trans são importantes para a distribuição protéica: as proteínas que entram na rede de cis Golgi podem mover-se adiante pela pilha de Golgi ou, se elas contêm um sinal de retenção no RE, ser retornadas para o RE; as proteínas que saem da rede de trans Golgi são distribuídas de acordo com o seu destino, para os lisossomos ou para a superfície celular.
Muitos dos grupos oligossacarídicos que são adicionados às proteínas no RE sofrem modificações posteriores no aparelho de Golgi. Sobre algumas proteínas, p.e., cadeias complexas de oligossacarídeos são criadas por processos altamente ordenados onde açúcares são adicionados e removidos por uma série de enzimas que atuam em uma sequência rigidamente determinada à medida que as proteínas passam através da pilha de Golgi. Há uma clara correlação entre a posição de uma enzima na cadeia de eventos de processamento e a sua localização na pilha de Golgi: enzimas que atuam no início são encontradas em cisternas próximas à face cis, enquanto as enzimas que atuam mais tarde são encontradas nas cisternas próximas à face trans.
As proteínas secretórias são liberadas da célula por exocitose: em todas as células eucarióticas, há uma corrente fixa de vesículas que brota da rede de trans Golgi e que se fusiona com a membrana plasmática. Essa rota constitutiva de exocitose opera continuamente e supre a membrana plasmática de proteínas e lipídeos recém-formados; é a rota pela qual a membrana plasmática cresce quando as células aumentam antes de se dividirem. A rota constitutiva também carrega proteínas para a superfície celular para serem liberadas ao exterior, um processo chamado secreção. Algumas das proteínas liberadas aderem á superfície celular, onde se tornam proteínas periféricas da membrana plasmática; algumas são incorporadas na matriz extracelular; outras ainda se difundem no fluido extracelular para nutrir ou sinalizar outras células. Uma vez que a entrada nessa rota não-seletiva não requer uma sequência-sinal particular (como aquelas que direcionam as proteínas aos lisossomos ou de volta ao RE), ela é algumas vezes, referida como rota-padrão. Em adição à rota constitutiva de exocitose, que opera continuamente em todas as células eucarióticas, há uma rota regulada de exocitose, a qual opera apenas em células que são especializadas em secreção. Células secretórias especializadas produzem quantidades de um produto em particular, tal como hormônios, muco ou enzimas digestivas, os quais são estocados em vesículas secretórias até a liberação. Essas vesículas brotam da rede trans do Golgi e se acumulam perto da membrana plasmática. Lá elas aguardam o sinal extracelular que irá estimulá-las a se fusionar com a MP e liberar seu conteúdo ao exterior celular. Um aumento na glicose do sangue, p.e., sinaliza as células hepáticas a secretar o hormônio insulina.
As proteínas destinadas às vesículas secretórias são distribuídas e empacotadas na rede trans do Golgi. Proteínas que se movimentam por essa rota têm propriedades de superfície especiais que as conduzem a se agregar umas com as outras sob as condições iônicas (pH ácido e alta concentração de Ca2+), prevalecendo na rede trans do Golgi. As proteínas agregadas são reconhecidas por um mecanismo desconhecido e secretadas pela rota constitutiva não se agregam e são, portanto, carregadas automaticamente à MP pelas vesículas de transporte da rota constitutiva. A agregação seletiva tem outra função: ela permite que as proteínas de secreção sejam empacotadas em vesículas secretórias em concentrações muito mais altas do que a concentração de proteínas não-agregadas no lúmen do Golgi. O aumento da concentração pode alcançar até 200 vezes, permitindo que células secretórias liberem quantidadesda proteína prontamente quando provocadas a fazê-lo.
Quando uma vesícula secretória ou vesícula de transporte se fusiona com a membrana plasmática e descarrega seu conteúdo por exocitose, sua membrana se torna parte da MP. Embora isso devesse aumentar enormemente a área de superfície da MP, isso acontece apenas transitoriamente porque componentes de membrana são removidos de outras regiões da superfície por endocitose quase tão rapidamente quanto elas são adicionadas por exocitose. Essa remoção retorna tanto lipídeos como proteínas da membrana das vesículas à rede de Golgi, onde elas podem ser utilizadas novamente.
SLIDES/AULAS: COMPLEXO DE GOLGI
Organela membranosa, com vacúolos (sáculos) achatados, não conectados. Não há interconexão entre Golgi e retículo. O transporte é feito por vesículas.
Descrito em 1908 pelo biólogo italiano Camilo Golgi em tecido nervoso. Corpúsculo de Nissl (retículo e Golgi) no neurônio. 
Faces Cis (entra, vem do retículo) e Trans (sai, libera as vesículas).
O Golgi é dividido em CIS (recebem as vesículas do RER), as médias e a TRANS. Rede trans-Golgi é responsável por empacotar e direcionar para o destino.
Célula caliciforme: secreta açúcar (mucopolissacarídeo), que não é corado por HE. Já na coloração de Vanderbilt há afinidade por açúcar e as vesículas secretoras aparecem azuis.
Quando há vesículas na célula, significa que a secreção é regular. 
*coloração PAS: para visualizar a lâmina basal.
*Há uma compartimentalização molecular no Complexo de Golgi.
Transporte vesicular: vesículas se desprendem do retículo carregando consigo proteínas. Essa vesícula se fusiona com a membrana do Golgi e seu conteúdo é liberado no Golgi, onde é processado. Depois forma-se outra vesícula, que vai para o próximo compartimento do Golgi e assim por diante.
A única região glicosilada na membrana plasmática são as regiões extracelular. As enzimas do Golgi fazem glicosilação e só tem acesso ao meio extracelular.
PROCESSAMENTO DE OLIGOSSACARÍDEOS:
RER: tradução, segregação, remoção do sinal, glicosilação inicial
GOLGI CIS: fosforilação das glicoproteínas lisossômicas
GOLGI MÉDIO: alterações graduais da porção sacarídica das glicoproteínas gerando suas especificidade; sulfatação (proteoglicanos, glicosaminoglicanos).
GOLGI TRANS: Empacotamento, condensação, acúmulo, proteólise final, distribuição específica.
*No GOLGI: remoção de manose, remoção de manose e adição de n-acetilglicosamina; adição de galactose. Após tudo isso, acontece a distribuição específica. 
Durante o processo no Golgi, acontece também a recuperação de proteínas por ele próprio. É um transporte retrógrado de vesículas para recuperar a membrana e as proteínas. Reciclagem.
*os proteoglicanos são montados no complexo de Golgi.
Glicocálix: Sistema ABO (rejeição, transplantes). Grupo sanguíneo A tem antígeno A (glicolipídeo, pode ser com proteína também) e anticorpo anti-antígeno B.
O colágeno é produzido (secreção contínua) e secretado pelo Golgi, na forma de tropocolágeno.
Modelos de organização do Complexo de Golgi: modelo de transporte vesicular, modelo de maturação nas cisternas.
Transporte a partir da rede trans do Golgi para os lisossomos: do Golgi para o endossoma tardio e depois para o lisossomo ou do Golgi para o endossomo precoce, depois para o tardio e finalmente para o lisossomo.
Manose-6-fosfato: é o marcador das enzimas lisossomais. Essa marcação acontece no final do Golgi (TRANS).
Doença da inclusão celular – I celldiseas (mutação da proteína/enzima que faz a fosforilação das enzimas lisossomais): as enzimas lisossomais não são fosforiladas e, portanto, são todas exportadas para fora da célula; enzimas hidrolíticas ausentes dos lisossomos; substratos não digeridos se acumulam nos lisossomos (grandes inclusões).
Transporte de hidrolases lisossômicas.
*as vesículas de clatrina tem como destino o endossomo, vindo do fagossomo ou do Golgi. A clatrina tem por função formar vesículas. O endossomo tem por característica pH ácido (bomba de prótons). A clatrina também é um marcador de vesículas.
http://www.youtube.com/watch?v=pawqrYM2n80
SECREÇÃO CELULAR:
*vias biossintéticas – secretora e endocítica.
*marcação (proteínas como clatrina – ela não está só na via endocítica) – proteínas adaptadoras na membrana são muito importantes -: revestimento.
*vesículas revestidas (clatrina, COP1, COP2): manose-6-fosfato (marca proteínas que vão para endossomo).
*a recuperação de proteínas é específica: (1) COP1 via de recuperação, (2) KDEL é proteína de marcação (proteína residente); adere-se à proteína do retículo.
*proteínas residentes (chaperonas, p.e.)
*secreção constitutiva: ”the fault”, rota. Não há acúmulo de vesículas. Não depende de sinal externo.
*secreção regulada: acúmulo de grânulos. Muco, hormônio, leite. É dependente de sinal externo.
*a função do TRANS Golgi é direcionar as proteínas. É ele que distribui as proteínas (secreção, lisossomos).
*formação de vesículas secretoras.
*exocitose da insulina.
*vias alternativas de processamento para o hormônio própiomelanocortina.
*exocitose em mastócitos (heparina): pode ser localizada ou generalizada – depende do estímulo.
*formação de vesículas sinápticas
*célula acinosa do pâncreas: vacúolo de condensação
*célula secretora de esteróide (REL e Golgi bem desenvolvidos).
*plasmócito
*célula neuroendócrina.
NOÇÕES BÁSICAS DE CULTURA CELULAR
*cultura celular: conjunto de técnicas que permite cultivar células fora do organismo original.
*aplicações: compreensão de fenômenos neoplásicos; cultivo de células tronco; ensaio de fármacos e cosméticos; terapia gênica; reposição tecidual.
*tipos de culturas celulares: primárias (tempo vida limitado, heterogênea, obtida diretamente), linhagens celulares (obtidas de culturas primárias, células “imortalizadas” – COS-7 e HeLa)
*obtenção de cultura celular: isolamento (romper a matriz extracelular e as junções celulares – diss. mecânica, enzimas – tripsina - , agentes que se ligam ou quelam o Ca2+), placa de cultura (as células, em sua maioria, precisam de uma superfície sólida para crescer e se multiplicar).
Manutenção: meio apropriado, temperatura, umidade, pH.
Experimentos: testar fatores de crescimento, analisar a capacidade de diferenciação, testar novas metodologias para futuras aplicações.
Análises: imunocitoquímica (produção de anticorpos específicos contra um determinado antígeno; técnica direta – anticorpo primário -; técninca indireta – anticorpo primário e secundário; visualização – fluoróforos), citometria, PCR (Reação em cadeia de polimerase: técnica que permite a amplificação de regiões específicas do DNA utilizando a enzima TaqDNA polimerase, sequências iniciadoras específicas – primers – e várias de temperatura controlada), cortes histológicos.