Complexo de Golgi

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PPG EM BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO 
Disciplina: BIOLOGIA CELULAR 2016.1 
Professora: Luciane M. Perazzolo 
 
Alterações Pós-traducionais E 
Transporte De Vesículas-RE e Golgi 
 
 
 
Mestrando: Tiago Fernando Chaves 
 
Complexo de Golgi 
O Complexo de Golgi foi uma das primeiras organelas celulares a 
ser observada e descrita em detalhes. Sua estrutura foi descoberta em 
1898 pelo médico italiano Camillo Golgi, durante seus trabalhos de 
investigação sobre o sistema nervoso. 
Alberts, B. Molecular Biology 
of the Cell 
O Complexo de Golgi consiste em uma série ordenada de 
 compartimentos 
O Complexo de Golgi consiste em uma série ordenada de 
 compartimentos 
Complexo de Golgi 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 
As cadeias de oligossacarídeos são processadas no aparelho de Golgi 
 
As proteínas residentes no aparelho de golgi estão todos ligados 
à membrana, sendo assim as reações enzimáticas ocorrem 
inteiramente nas superfícies da membrana. 
 
 Fosforilação da manose terminal das enzimas lisossomais 
 Síntese de glicolipídeos e esfingomielina 
 Síntese da maioria das glicosaminoglicanas da matriz extracelular 
de animais; 
 Montagem das proteoglicanas 
Complexo de Golgi 
 Glicosilações sucessivas (remoção e adição de monossacarídeos) 
em glicoproteínas e glicolipídeos nas cisternas mediais; 
 Sulfatação das proteoglicanas por sulfo-transferases na cisterna 
trans; 
 Empacotamento: discriminação e endereçamento dos pacotes de 
glicoproteínas: lisossomo/endossomo ou para secreção 
constitutiva ou regulada. 
Complexo de Golgi 
Complexo de Golgi 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 COPI COPII 
 MATURAÇÃO DAS CISTERNAS 
Dois possíveis modelos para explicar a organização do Complexo de 
Golgi e o transporte de proteínas de uma cisterna para outra. 
Transporte de Vesículas 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 
“Mapa” das vias biossintéticas – secretora e endocítica 
UMA TROCA CONTÍNUA DE COMPONENTES 
Transporte de Vesículas 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 
Vesículas transportadoras brotam de um compartilhamento 
doador e se fundem a outro compartilhamento alvo. Todo o 
processo deve ser seletivo . 
Transporte de Vesículas 
Vesículas brotam revestidas de proteínas que recomprem as suas 
superfícies citosólicas. 
 
 
Revestimento 
 
- Seleciona as moléculas 
apropriadas para transporte 
 
- Modela a vesícula em formação 
Transporte de Vesículas 
Transporte de Vesículas 
Revestimento 
 
 Clatrina COPI COPII 
 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 
Vias de transporte intracelular: O esquema descreve os 
compartimentos das vias secretoras e endossomais. 
Tomasz Szul, and Elizabeth Sztul Physiology 2011;26:348-
364 
©2011 by American Physiological Society 
CLATRINA 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 
trisquélion 
CLATRINA 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 
Montagem e desmontagem de um revestimento de clatrina 
CLATRINA 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 
O papel da dinamina em 
liberar as vesículas revestidas 
de clatrina. 
Vesículas COPI - Transporte Retrógrado 
Carrega de volta ao RE as proteínas residentes que escaparam, bem 
como proteínas que participaram da reação de brotamento do RE. 
 
 
COPI 
 
Rede 
Trans de 
Golgi 
(TGN) 
 
Cisterna 
Medial 
Rede Cis 
De Golgi 
(CGN) 
RE 
RE Complexo de 
Golgi 
Vesículas COPII - Transporte Anteretrógrado 
 
COPII 
Rede Cis 
De Golgi 
(CGN) 
RE 
RE 
Complexo de 
Golgi 
 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
COPI & COPII 
 Sequência KDEL = Lisina-Ácido Aspártigo-Ácido Glutâmico-Leucina 
Receptor que captura proteínas solúveis 
residentes no RE (Proteínas KKXX – LIS LIS X X) 
Modelo para a recuperação de proteínas residentes no RE 
Transporte de Vesículas 
RE e Golgi 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 
Sítio de saída do RE 
-sem ribossomos ligados 
Agrupamentos tubulares de vesículas 
Transporte de Vesículas 
RE e Golgi 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 
Nesse fluxo constante de vesículas 
como cada compartilhamento pode 
manter o seu caráter especializado? 
Proteínas GTPases 
GTPases recrutadoras 
de revestimento 
 
São GTPases monoméricas 
que controlam a montagem 
do revestimento. 
 
Interruptores moleculares 
 
GTP – estado ativo 
GDP – estado inativo 
GEFs Fatores de troca de nucleotídeos de guanina 
(GEFs, guanine nucleotide-eschange factor) 
GAP – Proteínas ativadoras de GTPases 
(GAPs – GTPases-activating proteins) 
Proteínas GTPases 
GTPases recrutadoras 
de revestimento 
 
Proteínas Arf – Responsável pela 
montagem dos revestimentos de 
COPI e Clatrina 
 
Proteínas Sar1 - Responsável 
pela montagem dos revestimento 
de COPII 
Sar 1-GEFs Fatores de troca de nucleotídeos de guanina 
especifico para Sar1 
Proteínas GTPases 
GTPases recrutadoras 
de revestimento 
 
São encontradas em altas concentrações no citosol em um estado 
inativo, ligadas a GDP. 
Proteínas GTPases 
GTPases recrutadoras de revestimento 
 
Formação de vesícula revestida de COPII recrutada por Sar1 
Sec24/Sec23 são subunidade (proteínas adaptadoras) da COPII 
Proteínas GTPases 
Proteínas Rabs 
São proteínas que guiam o transporte para a vesícula, conferindo a cada 
vesícula sua especificidade. 
Marcadores - Receptores 
 
São pequenas (21-25 kDa) 
 
GTPases monométicas 
 
GTP obrigatórias 
 
70 Proteínas Rab diferentes no 
Homo sapiens 
Proteínas Rabs 
As proteínas Rabs ciclam entre a membrana e o citosol e regulam 
a montagem reversível dos complexos proteicos da membrana 
 
- Ligadas a GDP são inativas e 
associadas à outras proteínas (GDI) 
que as mantem solúveis no citosol. 
 
Inibidor de dissociação Rab-GDP (GDI) 
Proteínas Rabs 
Aprisionamento de uma vesícula à membrana alvo – Efetores de Rabs 
ligando a Rab ativa (Rab-GTP) 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
 
Tanmay Bhuin, Jagat Kumar Roy 
As Rabs na formação de vesículas, motilidade de 
vesícula / entrega ao citoesqueleto, encaixe / fusão de 
membranas-alvo através do recrutamento de efetores 
 Rab proteins: The key regulators of intracellular vesicle transport 
Rab Effector 
Proteínas Rabs 
Proteínas Rabs 
Proteínas Rabs 
Proteínas Rab nas vias Biosintética-secretora. 
Tabela 1/4 
Tanmay Bhuin, Jagat Kumar Roy 
Rab proteins: The key regulators 
 of intracellular vesicle transport. 
 2014 
Proteínas Rabs 
Proteínas Rab nas vias Biosintética-secretora. 
Tabela 2/4 
Tanmay Bhuin, Jagat Kumar Roy 
Rab proteins: The key regulators 
 of intracellular vesicle transport. 
 2014 
Proteínas Rabs 
Proteínas Rab nas vias Biosintética-secretora. 
Tabela 3/4 
Tanmay Bhuin, Jagat Kumar Roy 
Rab proteins: The key regulators 
 of intracellular vesicle transport. 
 2014 
Proteínas Rabs 
Proteínas Rab nas vias Biosintética-secretora. 
Tabela 4/4 
Tanmay Bhuin, Jagat Kumar Roy 
Rab proteins: The key regulators 
 of intracellular vesicle transport. 
 2014 
 A localização de proteínas Rabs. 
Tanmay Bhuin, Jagat Kumar Roy 
 Rab proteins: The key regulators of intracellular vesicle transport.2014. 
Proteínas Rabs 
Estudos recentes têm apontado que mais de 10% do genoma humano 
tem sido relacionado com a regulação das vias / transporte de proteínas 
de membrana (PFEFFER, 2013). 
 
Alterações na expressão das proteínas Rabs têm sido relevantes em 
vários modelos de doenças humanas e de uma variedade de tipo de 
Câncer (PFEFFER, 2013). 
Proteínas Rabs 
RAB39B tem um papel vital de tráfico vesicular no desenvolvimento de 
neurónios. 
 
GIANNANDREA, M. et al., Mutations in the small GTPase gene RAB39B are 
responsible for X-linked mental retardation associated with autism, epilepsy, 
and macrocephaly, Am. J. Hum. Genet. 86 (2010) 185–195. 
 
CÂNCER 
 
Rab25 é uma Rab específica das células do epitélio, ela está envolvida na 
progressão do câncer. A sua expressão aumentada foi observada em ovário, 
mama e também em câncer da próstata. Rab25 está envolvida na capacidade de 
invasão de células cancerosas através do controlo do tráfico de integrina ao 
nível celular. 
Fosfatidilinositol (PI) & Fosfoinositídeos (PIPs) 
Fosfatidilinositol (PI) 
 
É um fosfolipídio ácido, constituído por 
um esqueleto de ácido fosfático, ligados 
através do grupo fosfato em inositol 
A estrutura do PI mostra os grupos 
hidroxila livres no açúcar inositol. 
 
Podem sofrer rápidos ciclos de 
fosforilação e de desfosforilação nos 
carbonos 3’, 4’ e 5’. 
Fosfatidilinositol (PI) & Fosfoinositídeos (PIPs) 
 
Produzindo vários tipos de Fosfoinositídeos (PIPs). 
 
Os PIPs marcam organelas e domínios 
de membrana. 
 
• PI(3,4)P2 
Fosfatidilinositol (PI) & Fosfoinositídeos (PIPs) 
Os PIPs são fosfolipídios que controlam várias funções celulares, 
como o tráfico de membrana, transdução de sinal, o crescimento 
celular, a dinâmica do citoesqueleto, transporte lipídico / intercâmbio 
entre organelas. 
PI(3)P PI(4,5)P2 
Os grupos de cabeça de PIPs 
são reconhecidos por domínios 
de proteínas que descrimina a 
diferença entre eles. 
Fosfatidilinositol (PI) & Fosfoinositídeos (PIPs) 
As PIP cinases e PIP fosfases estão livre no citosol ou em 
vesículas/organelas catalisando constantemente a fosforilação 
do PI (PIP cinases) ou a sua desfosforilação 
(PIP fosfatase). 
 
Processo dinâmico 
 
 
Fosfatidilinositol (PI) & Fosfoinositídeos (PIPs) 
Localização intracelular do PIPS 
 
PI(3,4,5)P3 
Fosfatidilinositol (PI) & Fosfoinositídeos (PIPs) 
Localização intracelular do 
PIPS 
 
Diferentes PIPs estão localizados 
em diferentes membranas e 
domínios de membrana, em 
diferentes etapas do processo. 
Alberts, B. Molecular 
 Biology of the Cell; 
Fosfatidilinositol (PI) & Fosfoinositídeos (PIPs) 
Organização da via endossomal 
 
Diferenças nos PIPs da membrana do 
endossomo, confere sua função. 
Christin Bissig, Jean Gruenberg. 
Lipid Sorting and Multivesicular 
Endosome Biogenesis, 2014. 
A composição da membrana circundante: 
marcadores moleculares expostos na superfície 
citosólica da membrana que servem como sinal de 
orientação para o trafego. Combinações especificas 
que atribui a cada organela o seu endereçamento 
molecular único. 
Como cada compartilhamento pode 
manter o seu caráter especializado? 
REFERÊNCIAS 
Alberts, B. Molecular Biology of the Cell; Garland Science; 6th edition (2015) 
 
Alberts, B. Biologia Molecular da Célula; Artmed; 5º edição (2010) 
 
Christin Bissig, Jean Gruenberg. Lipid Sorting and Multivesicular Endosome 
Biogenesis. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2013 
 
Machamer CE. The Golgi complex in stress and death. Frontiers in Neuroscience. 
2015;9:421. doi:10.3389/fnins.2015.00421. 
 
Suzanne R Pfeffer. Rab GTPase Regulation Of Membrane Identity. Current Opinion in 
Cell Biology 2013, 25:414–419 
 
Tanmay Bhuin, Jagat Kumar Roy. Rab proteins: The key regulators of intracellular 
vesicle transport.Experimental Cell Research, Volume 328, Issue 1, 2014, 1–19 
 
Tomasz Szul, Elizabeth Sztul. Physiology Published 19 October 2011 Vol. 26 no. 5, 348-
364 DOI: 10.1152/physiol.00017.2011