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Síntese e Secreção de Macromoléculas 1 Introdução • O processo de evolução das células culminou com a aquisição de compartimentos individualizados com diferentes composições químicas e funções específicas – organelas. • As organelas são formadas por moléculas complexas, que estão em constante renovação. • Síntese e secreção de macromoléculas: processo importante para a manutenção das estruturas celulares, bem como da matriz extracelular. 2 Introdução • As principais macromoléculas presentes nas células são: – Ácidos nucléicos – Carboidratos – Proteínas – Lipídios 3 Organelas envolvidas com a síntese de macromoléculas • Retículo Endoplasmático Rugoso • Retículo Endoplasmático Liso • Complexo de Golgi 4 Retículo Endoplasmático (RE) • Inicialmente descrito como Ergastoplasma pela coloração basófila ao microscópio de luz; • Posteriormente, denominado Retículo Endoplasmático pela Microscopia Eletrônica • conjunto de membranas que delimitam cavidades de diferentes formas; • Estende-se desde o envoltório nuclear e percorre grande parte do citoplasma; 5 Retículo Endoplasmático • Compreende: 1 - Retículo endoplasmático granular ou rugoso (RER): lâminas achatadas, dispostas paralelamente, com ribossomos acoplados à face citoplasmática 6 Retículo Endoplasmático • Compreende: 2 - Retículo endoplasmático agranular ou liso (REL): parecem vesículas globulares ou túbulos contorcidos, sem ribossomos aderidos a membrana; 7 Funções dos Retículos Endoplasmáticos • Funções comuns ao RER e REL: Segregação produtos sintetizados em suas membranas, no interior de suas cavidades Suporte mecânico do citosol, juntamente com microtúbulos e outros elementos do citoesqueleto Funções do RE rugoso: Síntese e compartimentalização de cadeias polipeptídicas (proteínas) 8 Funções dos Retículos Endoplasmáticos • Funções do RE liso: Síntese de lipídios Desintoxicação do organismo • Converter substâncias tóxicas em inócuas e de fácil excreção; • A ingestão de barbitúricos aumenta a quantidade de REL, e até o RER pode perder ribossomos virando REL; Controle da atividade muscular: reservatório de Ca 2+ • após estímulos ocorre liberação de Ca2+ das cisternas do REL. Cessado o estímulo os íons de Ca2+ voltam para o REL. Glicogenólise: obtenção de glicose a partir da quebra do glicogênio. Por este motivo, REL está em proximidade com depósitos de glicogênio no citosol. 9 Reservatório de cálcio - REL Complexo de Golgi • É constituído por estruturas semelhantes a sacos membranosos, achatados e empilhados • Localização depende do tipo e função celular - em geral, perto do núcleo • Nas células secretoras, localiza-se entre núcleo e grânulos de secreção. • Possuem vesículas de transição: transportam material do RER para o Complexo Golgi 11 Estrutura do Complexo de Golgi • As membranas dos sacos citoplasmáticos delimitam as cisternas do Complexo de Golgi. • Dictiossomos: cada pilha de cisterna com suas vesículas. Podem ter vários dictiossomos numa mesma célula; – Face cis: voltada para o núcleo e RER – face de formação – Face trans ou distal: voltada para a membrana plasmática – face de maturação 12 Ultra-estrutura do Complexo de Golgi 13 Funções do Complexo de Golgi • Glicosilação de glicoproteínas: adição de açucares a molécula de proteína produzida no RER • Síntese de polissacarídeos • Funciona como uma espécie de sistema central de distribuição na célula, atua como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e remessa de substâncias na célula. 14 Síntese de Proteínas • Síntese de proteínas citosólicas ocorre no citoplasma através de ribossomos livres. • Síntese de proteínas de membrana e de secreção ocorre no RE rugoso; 15 Ribossomos • Os ribossomos originam-se do núcleo (nucléolo), • podem ser encontrados espalhados no citoplasma, presos uns aos outros por uma fita de RNAm formando polissomas (também chamados de polirribossomas), • ou no retículo endoplasmático (formando assim o retículo endoplasmático rugoso ou granular). • Constituídos de RNAr e proteínas • Formado por 2 subunidades: maior e menor • Função: síntese de proteínas 16 17 Inicio da Síntese • A estrutura primária da proteína é determinada pela sequência de nucleotídeos do RNAm - núcleo • 3 nucleotídeos = 1 códon = 1 aminoácido • Subunidade menor do ribossomo se associa ao RNAt iniciador com metionina: primeiro aminoácido da cadeia polipeptídica recém sintetizada • Este complexo se associa a extremidade 5` do RNAm • Após a subunidade maior do ribossomo se associa à menor • O ribossomo desloca traduzindo cada códon e formando a cadeia polipeptídica • O primeiro RNAt se localiza no sítio P do ribossomo • Segundo RNAt se liga ao sítio A do ribossomo 18 Síntese protéica 19 Síntese de Glicídios: Complexo de Golgi • Onde ocorre a síntese de polissacarídeos; • Local de término da glicosilação de glicoproteínas • Estação de separação e distribuição dos produtos do RE; 20 Transporte vesicular e Secreção de Macromoléculas – proteínas, lipídios e polissacarídeos são transportados do Complexo de Golgi para seus destinos finais através da via secretora; – destinos possíveis das macromoléculas; • Secreção • Citosol • organelas da própria célula. 21 Transporte vesicular e secreção de Macromoléculas 22 •Vesículas de transição: •Vesículas RE-Golgi •Vesículas Golgi-RE Rotas secretoras • Rota secretora constitutiva: opera em todas as células – secreção de proteínas solúveis e fornecimento de proteínas e lipídios à membrana plasmática. Ex: colágeno (fibroblastos), proteínas do soro (hepatócitos) • Rota secretora regulada: realizada através de sinalização celular. Ex: hormônios, neurotransmissores 23 24 Classificação das células quanto ao local e tipo da síntese protéica e secreção celular • Células que sintetizam ativamente proteínas que não são segregadas nas cisternas do RER e permanecem no citosol; • Síntese para uso próprio 25 Classificação das células quanto ao local e tipo da síntese protéica e secreção celular • Células que sintetizam e segregam proteínas nas cisternas do retículos e exportam essas proteínas diretamente, sem acumulá- las em grânulos; • Secreção contínua ou constitutiva; 26 Classificação das células quanto ao local e tipo da síntese protéica e secreção celular • Células que sintetizam proteínas segregadas nas cisternas do RER passam para o Golgi e depois são acumuladas em grânulos que, geralmente, permanecem nas células para uso posterior. • Secreção regulada não polarizada 27 Micrografia : Melo RCN Classificação das células quanto ao local e tipo da síntese protéica e secreção celular • Células que sintetizam, segregam e acumulam proteínas em grânulos de secreção que serão exportados por exocitose. • Secreção regulada polarizada 28
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