Resumo biologia celular mitocondria, peroxissomos, apoptose

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MITOCÔNDRIAS 
As células precisam de energia para reações enzimáticas, mecanismo de transporte ativo, biossíntese de 
biomoléculas, transmissão de impulso nervoso, mobilidade celular, contração muscular. A maior parte 
da energia que a célula usa é fornecida pelo ATP. 
A principal função da mitocôndria é produção de energia na forma de ATP. É composta por: 
matriz + cristas (prolongamentos da membrana interna) + membrana interna + membrana externa. 
O número e a distribuição das mitocôndrias variam de acordo com o tipo celular considerado. A 
distribuição das mitocôndrias está relacionada com a distribuição dos microtúbulos, já que a 
movimentação de vesículas e organelas é realizado por meio dos microtúbulos. A mitocôndria se duplica 
por fissão ou duas pequenas que se fusionam. 
Formação da mitocôndria (organela): Endereçamento de proteína para a mitocôndria são 
primeiramente completamente sintetizadas para depois chegarem à região através de peptídeos sinais. 
Trata-se de um grupo de moléculas translocadora de membrana – da matriz mitocondrial - (proteínas 
de famílias TOM (translocadora de membrana externa) e TIM (translocadora de membrana interna)) 
que permite o endereçamento correto de proteínas. Elas devem estar desenoveladas, ainda em seu 
estágio linear, para que possam passar pelo TIM e TOM. Chaperonas (HSP70) atuarão para que não haja 
o desenvolvimento espontâneo de dobramentos, permitindo que as proteínas se dobrem somente ao 
atingirem seu destino. Lipídeos são transportados por proteínas carreadoras. 
A mitocôndria é a única organela com DNA próprio. É circular, não está associado a histonas, com uma 
única origem de replicação, codifica 2 tipos de RNAr e 22 RNAt. São 13 sequencias que codificam 
proteínas, com diferenças de código genético em relação ao DNA genômico, ambas as cadeias são 
transcritas.  fatores que influenciam na hipótese simbiótica da origem de mitocôndrias e cloroplastos. 
Essa teoria se apoia nas seguintes observações: 
- as mitocôndrias possuem material genético (DNA e RNA) próprios 
- a semelhança do DNA bacteriano, o DNA das mitocôndrias não está organizado em um cromossomo 
nem compactado por histona (proteína que reveste o DNA da célula eucariota) 
-as mitocôndrias possuem ribossomos e sintetizam varias de suas proteínas; 
- as mitocôndrias se reproduzem em momentos distintos e de forma independente da divisão que 
ocorre na célula como um todo 
- a síntese de proteínas é inibida por cloranfenicol 
- formilmetionina é o aminoácido iniciador da síntese proteica. 
Membrana externa: permeável aos solutos do citosol, apresenta porinas (canais aquosos que 
permitem a passagem de moléculas de até 5kDa). Ocorrência de transporte ativo e passivo. 
Espaço intermembranas: composição semelhante ao citosol (certa permeabilidade que permite a 
passagem de moléculas que tendenciam uma equidade de concentração.) 
Membrana interna: aumento de superfície por meio de cristas, elevado grau de especialização, 
concentração de muitas proteínas (75% da membrana interna da mitocôndria é constituída de 
proteínas, sendo elas pós-traducionais e direcionais), presença de fosfolipídio duplo (difosfatildilglicerol 
ou cardiolipina) que torna a membrana interna impermeável a íons, presença de ATPsintetase e 
moléculas da cadeia transportadora de elétrons. 
Matriz mitocondrial: enzimas envolvidas na conversão de piruvato a ácidos graxos em acetil-CoA, 
enzimas envolvidas na oxidação da acetil-CoA no ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico), copias de DNA 
mitocondrial, ribossomos mitocondriais, RNAs transportadores, enzimas relacionadas à expressão dos 
genes mitocondriais. 
Antibióticos não afetam as mitocôndrias pois a maioria das proteínas mitocondriais é proveniente do 
maquinário celular normal. 
Os alimentos são degradados por enzimas, a degradação enzimática começa no aparelho digestivo. 
Hidratos de carbono  monossacarídeos; lipídeos  ácidos graxos e glicerol; proteínas  aminoácidos; 
absorção pelo epitélio intestinal e passagem para a corrente sanguínea. 
TEORIA QUIMIOSMÓTICA 
A produção de ATP é explicada pela teoria quimiosmótica, onde um maior gradiente de elétrons no 
espaço intermembranas passa pela ATP sintase e flui para a matriz mitocondrial alterando a 
conformação da ATP sintase e promovendo a fosforilação do ADP. ATP gerado na matriz é translocado 
por um sistema de antiporte de saída de ATP e entrada ADP pela adenina-nucleotídeo translocase para 
o citoplasma onde é utilizado. 
A maior parte do ATP gerado na matriz mitocondrial pela fosforilação oxidativa é utilizada no citosol. 
PEROXISSOMOS 
Organelas citoplasmáticas limitadas por uma membrana, que possui enzimas oxifativas (oxidases) que 
promovem a produção de peroxido de hidrogênio (H2O2) que é utilizado para formar o core cristaloide. 
Além disso, apresentam também catalases responsáveis por promover destoxificação. Proveniente de 
origem do retículo ou através da divisão. 
As proteínas presentes nos peroxissomos são produzidas nos polirribossomos e dobradas. São recebidas 
pela Pex, que será responsável por incorporar proteínas na membrana, internalizar a proteína ou 
controlar processos de divisão de peroxissomos maduros. 
Funções: 
1. Beta oxidação de ácidos graxos de cadeia longa – convertendo-os a acetil-CoA; 
2. Detoxificação de várias moléculas tóxicas, a partir da reação de substâncias tóxicas como o 
peróxido de hidrogênio; 
3. Catalisar as primeiras reações para a formação de plasmalogenos (fosfolipídeo presente na 
bainha de mielina); 
4. Retirada do excesso de H2O2 
Síndrome dos peroxissomas vazios: Falta de enzimas, o que causa a ausência da formação da bainha de 
mielina, o que por sua vez promove dano cerebral, hepático e renal. 
SINALIZAÇÃO CELULAR 
 
Tecidos epiteliais: revestimento de superfícies e cavidades, delimitam os ambientes, proteção e 
secreção. 
Tecidos conjuntivos e suas variedades: suporte estrutural, nutricional e de defesa 
Tecidos nervosos: gerar e conduzir impulsos eletroquímicos 
Tecidos musculares: movimentação. 
São diversos tecidos que necessitam de comunicação através de vias de sinalização (moléculas 
sinalizadoras), que permitem troca de informações entre células em geral, percorrendo distancias 
diversas entre a célula emissora e a célula receptora final. Importantes para a organização das células 
em tecidos e constituição de órgãos; proliferação, migração e diferenciação celular; controle do 
metabolismo celular; coordenação da secreção das glândulas endócrinas e exócrinas; influenciar os 
mecanismos de defesa; influenciar a contração muscular. 
A sinalização influencia a célula e permite sua sobrevivência, crescimento e divisão, diferenciação e 
processo de apoptose e morte celular. Pode estimular tanto a ocorrência de algum evento quanto sua 
inibição. 
Moléculas sinalizadoras (ligantes) são proteínas, pequenos peptídeos, aminoácidos, gases como o 
óxido nítrico, esteroides e nucleotídeos. A molécula receptora é geralmente uma proteína celular, que 
se liga ao ligante e desencadeia uma resposta celular. O receptor e o ligante representam 
especificidade de ligação. 
O meio de interação pode ser via contato célula-célula, quando as moléculas sinalizadoras se encontram 
junto à célula (sem se soltar) ou moléculas sinalizadoras liberadas por uma célula são liberadas no 
meio e encontram seu receptor. 
Os receptores podem se encontrar no meio exterior da célula, aderidos a sua membrana plasmática. 
Ou então se localizam no meio intracelular, geralmente receptores de núcleo, sendo moléculas 
pequenas de natureza hidrofóbicos (devem atravessar a membrana plasmática para encontrar seu 
receptor) e que podem ser auxiliadas por proteínas carreadoras.Tipos de sinalização 
O mecanismo de sinalização pode ser parácrino, sináptico, hormonal e autócrino. 
Sinalização parácrina: a molécula sinal difunde-se alguns milímetros ou centímetros no meio 
extracelular e atua sobre as células próximas. 
Sinalização sináptica (por meio de neurotransmissores): moléculas que ocorrem nas sinapses, locais 
especializados que conectam funcionalmente células nervosas entre si, ou células nervosas com células 
musculares ou glandulares 
Sinalização endócrina: transportadas pelo sangue, as moléculas sinalizadoras irão atuar à distancia, 
sobre as células que possuem os receptores respectivos (células alvo). 
Sinalização autócrina: a molécula sinalizadora irá atuar sobre a mesma célula que a produziu 
Junções comunicantes ou gap, são mecanismos que facilitam a sinalização celular por meio de poros 
presentes nas membranas das células adjacentes que formam um caminho de comunicação entre elas. 
São pequenas moléculas e íons (Ca++, AMP cíclico). 
Transdução de sinal 
Transdução de sinal é a ”tradução” da informação fornecida pelo sinal para gerar uma resposta em seu 
alvo. Um sinal é dado ao receptor (sensor) e uma via de sinalização (cascata) é iniciada para que 
chegue ao seu alvo e gere uma resposta. Os alvos podem ser enzimas metabólicas, reguladores 
gênicos, proteínas do citoesqueleto, por exemplo. As respostas geradas podem ser alteração de 
metabolismo, expressão genica alterada, forma ou motilidade da célula alterada. 
Essa cascata de sinalização pode variar de tamanho, podendo ser longa ou curta. 
As vias metabólicas interferem neste processo de transdução de sinal por meio de inibição do inicio da 
cascata de sinalização ou por uma alteração no meio da cascata, o que inibe o resultado correto dessa 
transdução na produção de respostas. Isso pode ser feito por meio de drogas e fármacos, por 
exemplo, que mimetizam um neurotransmissor e inibem o início. 
Células diferentes respondem de forma diferente à mesma molécula sinalizadora extracelular. 
A maioria dos sinalizadores age sobre receptores os quais atuam por intermédio de uma cadeia de 
moléculas que modifica os níveis intracelulares de AMP cíclico (cAMP), cGMP, diacilglicerol, trifosfato 
de inositol (IP3) ou Ca++, sendo mensageiros secundários. 
Mensageiros secundários 
São moléculas intracelulares sinalizadoras cuja concentração aumenta ou diminui em resposta a 
associação de um ligante a um receptor na superfície da célula que pode causar amplificação de sinal 
inicial ou regulação da atividade intracelular (junção gap não é um tipo de sinalização, mas possibilita a 
difusão dos mensageiros secundários). 
Receptores de superfície 
A maioria dos receptores de superfície pertencem a três classes (já estudadas e com cascata de 
sinalização conhecidas), definidas pelo mecanismo de transdução de sinal: receptores associados a 
proteína G, associados a enzimas e associados à canais iônicos. 
Receptores de membrana associados à canais iônicos: envolvidos na sinalização sináptica, mediada por 
neurotransmissores, que abrem ou fecham temporariamente um canal iônico, alterando assim a 
permeabilidade da membrana a íons e desta forma a excitabilidade da célula pós-sináptica. É, na maioria 
das vezes, uma proteína transmembrana multipasso. 
Receptores de membrana associados à proteína G: atuam indiretamente na regulação da atividade de 
uma proteína alvo ligada a membrana plasmática, que pode ser tanto uma enzima com canal iônico. A 
interação entre o receptor e a proteína alvo é mediada por uma terceira proteína, a proteína trimérica 
ligadora de GTP, a proteína G (proteína transmembrana de 7 passos). A ativação da proteína alvo altera 
as concentrações de um ou mais mediadores intracelulares ou altera a permeabilidade da membrana. 
As proteínas G trimétricas são formadas pelas subunidades alfa, beta e gama. A subunidade alfa liga-se a 
GDP ou a GTP, constitui a proteína G ativada. 
Quando um sinal receptor estimula o receptor, o receptor modificado provoca uma alteração na 
proteína G, que dá-se a causa a substituição de GDP por GTP. 
A subunidade alfa associada ao GTP, constitui a proteína G ativada. Ocorre uma alteração 
conformacional da molécula que vai ativar uma proteína alvo (Adenil ciclase, fosfolipase C). 
Enzimas amplificam sinais fracos produzindo cataliticamente, mensageiros secundários como o cAMP, o 
trifosfato de inositol (IP3) e o diacilglicerol (DAG). A adenil ciclase é responsável pela síntese de cAMP a 
partir de ATP. O cAMP ativa a proteína quinase A (PKA) que fosforila aminoácidos (serina ou treonina) de 
proteínas alvo, regulando suas atividades. Fosfolipase C catalisa a síntese de trifosfato de inositol (IP3) e 
diacilglicerol (DAG), os quais afetam o nível de cálcio citosólico. 
Receptores associados à enzima: quando ativados funcionam diretamente como enzimas ou estão 
associados diretamente como enzimas. Geralmente são quinases ou associados a quinases e quando 
ativados induzem a fosforilação de grupos específicos de proteínas na célula alvo. São, geralmente, 
proteínas transmembrana unipasso. 
A proteína Ras é uma proteína do tipo G mas monomérica, presente na membrana plasmática 
(superfície citosólica) e é ativada por uma tirosina quinase (receptor catalítico). A proteína Ras leva a 
informação através de vários estágios ate ao interior do núcleo, estimulando a diferenciação e a 
multiplicação celular. A resposta da via de sinalização é a produção de ciclina-CDK na fase G1 e 
continuar o ciclo celular. 
As vias desses receptores acontecem simultaneamente e um estímulo pode influenciar em várias vias de 
sinalização. 
NECROSE 
(morte “barulhurenta”) 
Morte celular patológica ou acidental (injurias e agressões causadas por fatores ambientais, mecânicos 
ou microorganismos e outros patógenos que levam a ruptura de membrana plasmática). 
Ocorre digestão enzimática e liberação de conteúdos celulares 
Características: Perda da integridade de membrana, inchação da célula seguida de lise, lise completa 
sem formação de vesículas, resposta inflamatória, fagocitose 
APOPTOSE 
(morte silenciosa) 
Morte celular programada (fisiológica) e controlada. (Controle e regulação de tecidos embrionários e 
adultos, remoççao de células infectadas, danificadas ou transformadas, sem ruptura de membrana 
plasmática). 
Formação de corpos apoptóticos, sendo que ocorre a ação de células fagocíticas. 
 
Características: Condensação celular, formação de vesículas com membrana (corpos apoptóticos), sem 
resposta inflamatória, fagocitose 
Ocorre: 
*Na embriogênese (células das membranas interdigitais) 
*No desenvolvimento: apoptose das células da cauda de girinos (↑tiroxina) 
*Eliminação de células anormais (células mutantes (tumorais), células com danos irreparáveis no DNA, 
células diferenciadas erroneamente – linfócitos auto-reativos no timo- , células infectadas por vírus) 
*Ajuste do número de células nervosas (durante a vida embrionária, o número de células nervosas é 
muito maior, as células alvo liberam fatores os quais são responsáveis pela sobrevivência, mas como não 
possuem sinais suficientes para todas as células, uma parte sofre morte celular programada). 
Alterações morfológicas e bioquímicas: 
*Encolhimento do citoplasma e/ou perda do volume celular; 
*Formação de grandes vesículas e bolhas na superfície celular; 
*Translocação de fosfatidilserina na monocamada citosólica para a monocamada extracelular da 
membrana plasmática (indicador de processo apoptótico para ocorre fagocitose); 
*Não ocorre ruptura da membrana nem extravasamento de seu conteúdo. 
*Condensação e vacuolização do citoplasma 
*Desarranjo da integridade da mitocôndria com liberação de fatores indutores (citocromo C)*Ativação de proteases especiais: caspases que levam a degradação da lâmina nuclear (formada pelas 
lâmina A, B e C que guiam o processo de formação do envoltório nuclear) com agregação da cromatina e 
fragmentação do DNA, degradação de muitos proteínas essenciais para a sobrevivência do metabolismo 
celular, degradação do citoesqueleto. 
Família das caspases: Existem na forma inativa dentro da célula (pró-caspase) que podem ser ativadas 
através de clivagem de pontos específicos. Existem caspases iniciadoras ou ativadoras da morte e as 
caspases executoras da morte, sendo que as mesmas participam de uma cascata de caspases. 
Inicialmente as iniciadoras são ativadas e promovem a ativação da cascata de caspase. Via não pode ser 
iniciada e depois ser bloqueada 
Quando ativadas as caspases agem em substratos específicos, sendo que as mesmas Clivam/degradam 
diversas proteínas requeridas para a função normal da célula: proteínas estruturais do citoesqueleto, 
proteínas da lâmina nuclear, enzimas de reparo de DNA e outras. São responsáveis pelas mudanças já 
citadas. Ativam outras enzimas degradativas como as DNAses (clivam o DNA nuclear- fragmentação do 
DNA) 
Indução da Apoptose 
1. Fatores intrínsecos: 
 
Liberação do citocromo C mitocondrial e fatores pró-apoptóticos que promovem ativação da caspase 
iniciadora 9. 
Estimulada por fatores que estimulam a liberação do citocromo C como: a exposição à radiação, 
exposição à substâncias químicas (drogas anticâncer), infecção viral, privação de fatores de crescimento 
ou inanição, quebra do DNA, falta de sinais de sobrevivência. 
Algumas proteínas da família Bcl2 regulam a via intrínseca da apoptose (estão na membrana da 
mitocôndria), sendo que podem ser pró-apoptóticas- promovem a apoptose ou são anti-apoptóticas- 
inibem apoptose. Muitas células animais requerem sinalização contínua de outras células para evitar a 
apoptose 
Fatores de sobrevivência: A maioria das células necessitam de estímulos tróficos para sobreviverem, na 
ausência desses fatores cometem suicídio. 
2. Fatores extrínsecos: 
Ligante livre de receptor FAS: FASL 
O receptor FAS é um receptor de morte que se acopla no FASL de células natural killer, o que 
desencadeia a transdução de sinal e ativação da caspase iniciadora 8 que encontrava-se na forma de pró 
caspase. 
Exemplos de FASL: ligantes livres → citocinas, TNF-alfa, 
 ligantes associados a membrana 
DOENÇAS: Alterações nos genes responsáveis pela autodestruição podem ser desastrosas. Distúrbios 
podem causar doenças 
1. Apoptose excessiva: podem causar doenças neurodegenerativas, lesões isquêmicas dentre 
outras 
Alzheimer- Doença neurodegenerativa em que os neurônios parecem cometer suicídio mais 
precocemente levando a demência progressiva e irreversível por perda da cognição e da memória. 
2. Apoptose insuficiente: podem levar a doenças autoimunes, infecções viróticas prolongadas ou 
tumores como o câncer.