10 aula ORG. ENVOL. NA SÍNT. DE MACROM.

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ORGANELAS ENVOLVIDAS 
NA SÍNTESE DE NA SÍNTESE DE 
MACROMOLÉCULAS
• Para que a célula opere efetivamente, os diversos
processos intracelulares ocorrendo simultaneamente
devem, de alguma forma, ser separados.
• Uma estratégia utilizada tanto por células procarióticas e
eucarióticas é agregar as diferentes enzimas requeridas
para catalisar uma seqüência particular de reações em um
grande complexo protéico.
• Uma segunda estratégia realizada pelas células• Uma segunda estratégia realizada pelas células
eucarióticas é confinar os diferentes processos
metabólicos, bem como as proteínas necessárias para
conduzí-los, dentro de compartimentos delimitados por
membranas.
• Cada compartimento contém um conjunto único de
proteínas, as quais devem ser transferidas seletivamente a
partir do citosol, onde são produzidas, para o
compartimento no qual são utilizadas.
As principais organelas delimitadas por membranas de uma célula animal.
Organelas delimitadas por membranas: micrografia eletrônica de uma célula
hepática vista em corte transversal.
• As membranas nucleares e as membranas do RE, do aparelho de Golgi,
dos endossomos e dos lisossomos devem ter-se originado de invaginações
da membrana plasmática. Essas membranas, assim como as organelas
que elas recobrem, são chamadas de sistemas de endomembranas. Estas
organelas com exceção do núcleo comunicam-se uns com os outros e com
exterior da célula através de vesículas.
Distribuição de proteínas:
• Uma célula não pode produzir novas organelas a partir do zero: ela
necessita de informações das próprias organelas. Assim, a maior parte das
organelas é formada a partir de organelas preexistentes, que crescem e
então se dividem.
• O envelope nuclear, o RE e o aparelho de Golgi se rompem em pequenas
vesículas que então coalescem novamente quando as duas células filhas
são formadas.
• Para algumas organelas, incluindo as mitocôndrias, os cloroplastos, os• Para algumas organelas, incluindo as mitocôndrias, os cloroplastos, os
peroxissomos, o interior do núcleo e o RE, as proteínas são entregues
diretamente a partir do citosol.
• Para outras organelas, incluindo o aparelho de Golgi, os lisossomos, os
endossomos e as membranas nucleares, as proteínas e os lipídios são
entregues indiretamente a partir do RE, o qual é, ele próprio, o sítio
principal de síntese de proteínas e lipídios.
• As proteínas entram diretamente no RE a partir do citosol: algumas são lá
retidas, porém a maioria é transportada adiante para outras organelas ou
para a membrana plasmática.
Três mecanismos principais pelos quais organelas delimitadas por membranas
importam proteínas:
Endossomo 
primário
Lisossomo
Aparelho de Golgi
Endossomo 
secundário
As sequências-sinais direcionam as proteínas para os compartimentos
corretos.
• O sinal de distribuição típico em proteínas é uma porção da sequência de
aminoácidos, tipicamente com 15 a 60 aminoácidos de comprimento
(sequência-sinal ou peptídio sinal).
do RE
Função das seqüências sinais na distribuição de proteínas.
Técnicas de DNA 
recombinanterecombinante
• As proteínas que são importadas do citosol para o núcleo
requerem uma seqüência-sinal chamada de sinal de
localização nuclear. Os poros nucleares diferentemente de
outras organelas transportam proteínas em sua conformação
nativa, completamente enoveladas.
• Pouco é conhecido sobre como as proteínas são
transportadas para os peroxissomos.
As proteínas desdobram-se para entrar em mitocôndrias eAs proteínas desdobram-se para entrar em mitocôndrias e
cloroplastos:
• A proteína é translocada simultaneamente através de ambas
as membranas, externa e interna, em sítios especializados
onde as membranas estão em contato uma com a outra. A
proteína é desdobrada e a seqüência sinal removida por uma
peptidase-sinal sendo então puxada e reconstituída em sua
conformação original por chaperonas.
Importação de proteínas na mitocôndria.
Dois tipos de proteínas são transferidas do citosol para o RE:
As proteínas entram no retículo endoplasmático enquanto
são sintetizadas.
• O RE é o mais extenso sistema de membranas na célula
eucariótica, ele serve como ponte de entrada de proteínas
destinadas a outras organelas, bem como proteínas para o
próprio RE.
(1) As proteínas hidrossolúveis são completamente
translocadas através da membrana do RE e liberadas no
seu lúmen;
(2) As proteínas transmembranas prospectivas são
parcialmente translocadas através da membrana do RE e
se tornam embebidas nela.
• As proteínas hidrossolúveis destinam-se a secreção (para
liberação na superfície celular) ou para o lúmen de uma
organela ou então podem permanecer no lúmen do retículo; as
proteínas transmembranas podem residir na membrana do RE
ou têm como destino, as membranas de outras organelas, ou a
membrana plasmática.
• Diferente das proteínas que entram no núcleo, nas• Diferente das proteínas que entram no núcleo, nas
mitocôndrias, nos cloroplastos e peroxissomos, a maior parte
da proteína que entra no RE inicia sua rota através da
membrana do RE antes que a cadeia polipeptídica esteja
completamente sintetizada. Isto exige que os ribossomos que
estão sintetizando as proteínas fiquem presos à membrana do
RE, formando o RER.
Ribossomos livres e ligados a membrana.
Como uma seqüência-sinal de RE e uma PRS (partícula de
reconhecimento de sinal) direciona o ribossomo para a
membrana do RE.
A translocação de uma proteína solúvel através da membrana do RE
para dentro do lúmen.
A integração de uma proteína transmembrana na membrana
do RE.
A integração de uma proteína transmembrana de dupla
passagem na membrana do RE.
Transporte vesicular:
• Normalmente, a entrada no RE é somente a primeira 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 fusão de vesículas de transporte.
• As rotas de transporte mediadas por vesículas se estendem para fora
do RE em direção à membrana plasmática, e para dentro, da membranado RE em direção à membrana plasmática, e para dentro, da membrana
plasmática para os lisossomos e, portanto, fornecem rotas de
comunicação entre o interior da célula com suas vizinhanças.
• À medida que proteínas e lipídios são transportados por essas rotas,
muitos deles sofrem modificações químicas no RE e aparelho de Golgi,
tais como a adição de cadeias laterais de carboidratos (tanto em
proteínas como em lipídios) e a formação de pontes dissulfídricas que
ocorrem em proteínas no lúmen RE que estabilizam essas moléculas.
As vesículas de transporte carregam proteínas solúveis e componentes de
membranas entre compartimentos.
1) Ela dá forma a membrana em um brotamento;
2) Ajuda a captar moléculas para o transporte a ser
realizado.
O brotamento de vesículas é dirigido pela montagem de
uma capa protéica.
Acredita-se que a capa protéica tenha duas funções
específicas:
realizado.
• As vesículas mais bem estudas são as revestidas da
proteína clatrina chamada de vesículas revestidas de
clatrina.
• As moléculas para transporte na célula carregam
sinais de transporte específicos que são reconhecidos
por receptores de carga localizados na membrana do
compartimento.
O transporte seletivo mediado pelas vesículas revestidas de
clatrina.
Tipos de vesículas 
revestidas
Proteínas de 
revestimento
Origem Destino
Clatrina-revestida: Clatrina + adaptina 1 AG Lisossomo via 
endossomos
Clatrina + adaptina 2 Membrana plasmática Lisossomo via 
endossomos
Cop-revestida: Cop I AG Cisternas de Golgi
Alguns tipos de vesículas revestidas
Cop-revestida: Cop I AG Cisternas de GolgiAG RE
• AG
• E a reciclagem de
moléculas, tais como
receptores de vesículas
endossômicas (pinocitose).
para a membrana 
plasmática
Cop II RE AG
A especificidade do ancoramento de vesículas depende
das SNAREs.
Rab
Proteína de 
aprisionamento
A fusão de vesículas de transporte.
Rotas secretoras.
• Proteínas recém-sintetizadas, lipídios 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.
• A maioria das proteínas é modificada covalentemente no RE, por
exemplo, pontes dissulfeto que ajudam a estabilizar as moléculas protéicas
que podem encontrar mudanças do pH e enzimas degradativas no exterior
celular.
• Muitas proteínas que entram no lúmen do RE ou na membrana do RE• Muitas 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. Este processo chamado de glicosilação
é conduzido por enzimas de glicosilação encontradas no RE e ausentes no
citosol. Este processo em proteínas serve para diversas funções:
- Proteger a proteína da degradação;
- Reter a proteína no RE até que seja apropriadamente dobrada;
- Ajudar a dirigi-la para a organela apropriada funcionando como um sinal
de transporte quando a proteína é empacotada dentro da vesícula.
A glicosilação protéica no RE: as asparaginas que são glicosiladas estão
sempre presentes em uma seqüência tripeptídica asparagina, X, serina ou
treonina, em que X pode ser qualquer aminoácido.
Controle de qualidade no RE para garantir a qualidade protéica: a interação com
chaperonas mantém as proteínas no RE até que ocorra o enovelamento
apropriado; de outra forma, as proteínas são degradas em última instância. Nas
células eucarióticas, existem duas vias principais de degradação de proteínas: a
via ubiquitina-proteassomo (responsável pela degradação seletiva de proteínas
que já cumpriram suas funções se tornando desnecessárias, bem como aquelas
que foram sintetizadas com defeito ou sofreram algum tipo de alteração
tornando-se não funcionais) e a via lisossômica que degrada organelas celulares
e moléculas que foram introduzidas nas células por pinocitose e fagocitose.
As proteínas são distribuídas no aparelho de Golgi.
• O aparelho de Golgi está localizado próximo ao núcleo
celular e próximo ao centrossomo. Ele consiste de sacos
achatados definidos por membranas (cisternas).
• 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 àadjacente ao RE, enquanto a face trans aponta em direção à
membrana plasmática.
• 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, serem 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.
As rotas de exocitose regulada e constitutiva: as duas
rotas divergem na rede de trans Golgi. Muitas proteínas
solúveis são continuamente secretadas da célula por
uma rota secretora constitutiva, que opera em todas as
células. Esta rota também fornece a membrana
plasmática as proteínas e os lipídios recém-sintetizados.
As células secretoras também possuem uma rota deAs células secretoras também possuem uma rota de
exocitose regulada , pela qual proteínas selecionadas da
rede trans Golgi são distribuídas em vesículas, onde são
concentradas e estocadas até que um sinal extracelular
estimule a sua secreção.
• Os fosfolipídios são sintetizados no citossol a partir de 2 moléculas de ácidos graxos-
CoA e uma molécula de glicerol-3-fosfato por acil-transferases, formando o ácido
fosfatídico. O ácido fosfatídico é inserido na face citossólica da membrana do REL,
onde recebe diferentes grupos polares formamdo fosfatidilcolina e fosfatidilserina. A
síntese de fosfatidiletanolamina e fosfatidilinositol depende da colaboração das
mitocôndrias. Acil-transferases
Glicerol-3-fosfato
• Os fosfolipídios, quando são transferidos para os peroxissomos,
mitocôndrias ou plastos, são carregados por proteínas transportadoras de
fosfolipídios. Essas proteínas se ligam a porção hidrofílica dos fosfolipídios
e assim os transportam através do citosol.