resumo 1 avaliaçã biologia celular e molecular

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
INSTITUTO DE CIENCIAS BIOLOGICAS 
FACULDADE DE BIOTECNOLOGIA 
ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS 
Andre da luz de freitas 
 
Resumo biologia molecular da célula 5 edição 
CÉLULAS E GENOMAS 
As células eucarióticas, por definição, mantêm seu DNA em um compartimento 
separado por uma membrana, o núcleo. Além disso, elas têm um citoesqueleto para 
suporte e movimento, compartimentos intracelulares elaborados para a digestão e a 
secreção, a capacidade (em muitas espécies) de englobar outras células e um 
metabolismo que depende da oxidação de moléculas orgânicas pela mitocôndria. 
Essas propriedades sugerem que os eucariotos se originaram como predadores de 
outras células. As mitocôndrias – e, em plantas, os cloroplastos – contêm seu próprio 
material genético e, evidentemente, evoluíram de bactérias que foram assimiladas no 
citoplasma da célula eucariótica e sobreviveram como simbiontes. As células 
eucarióticas tipicamente têm de 3 a 30 vezes mais genes que os procariotos e, com 
frequência, milhares de vezes mais DNA não-codificante. O DNA não-codificante 
permite uma regulação complexa da expressão gênica, necessária à construção de 
organismos multicelulares complexos. Entretanto, muitos eucariotos são unicelulares 
– entre eles, a levedura Saccharomyces cerevisiae, a qual serve como um organismo-
modelo simples para a biologia celular eucariótica, revelando a base molecular de 
processos fundamentais conservados, como o ciclo de divisão celular eucariótico. Um 
pequeno número de outros organismos tem sido escolhido como principal modelo 
para plantas e animais multicelulares, e o sequenciamento de seus genomas inteiros 
tem aberto caminho para análises metódicas e completas das funções dos genes, da 
regulação gênica e da diversidade gênica. Como resultado da duplicação gênica 
durante a evolução dos vertebrados, o genoma de vertebrados contém múltiplos 
homólogos intimamente relacionados para a maioria dos genes. Essa redundância 
genética tem permitido a diversificação e a especialização de genes para novos 
propósitos, mas também torna as funções gênicas mais difíceis de decifrar. Existe 
menos redundância genética no nematoide Caenorhabditis elegans e na mosca 
Drosophila melanogaster, os quais têm, portanto, desempenhado um papel-chave em 
revelar os mecanismos genéticos universais do desenvolvimento animal. 
TESTE SEU CONHECIMENTO 
Quais afirmações estão corretas? Justifique. 
1-1 Os genes da hemoglobina humana, que estão arranjados em grupos em dois 
cromossomos, fornecem um bom exemplo de um conjunto de genes ortólogos. 
Os genes que possuem sequências similares resultante de derivação a partir de um 
ancestral comum são chamados de homólogos 
Quando comparamos duas espécies diferentes, genes ortólolgos são aqueles que 
possuem sequencias similares e derivam de um mesmo gene de um ancestral comum 
às duas espécies. Por outro lado, genes diferentes originados por algum evento de 
duplicação são chamados de parálogos 
Devemos lembrar que os grupos de genes da hemoglobina humana surgiram durante 
o processo evolutivo, por meio de duplicação de genes ancestral de uma globina. 
O gene de alfa hemoglobina é ortólogo ao gene da alga hemoglobina do chipanzé, 
bem como os genes da beta hemoglobina. Portanto a afirmação é falsa 
1-2 A transferência genética horizontal é mais predominante em organismos 
unicelulares do que em organismos multicelulares. 
VERDADEIRA 
1-3 A maioria das sequências de DNA em um genoma bacteriano codifica 
proteínas, enquanto que a maioria das sequências no genoma humano não. 
VERDADE 
QUÍMICA CELULAR E BIOSSÍNTESE 
Os organismos vivos são sistemas químicos autônomos que se autopropagam. Eles 
são feitos de um conjunto restrito e determinado de pequenas moléculas com base no 
carbono que, essencialmente, são as mesmas em todas as espécies de seres vivos. 
Cada uma dessas moléculas é formada por um conjunto pequeno de átomos ligados 
entre si por ligações covalentes em uma configuração precisa. As principais categorias 
são os açúcares, os ácidos graxos, os aminoácidos e os nucleotídeos. Os açúcares 
constituem-se na fonte primária de energia química das células e podem ser 
incorporados em polissacarídeos para o armazenamento de energia. Os ácidos 
graxos também são importantes como reserva de energia, mas sua função 
fundamental é a formação das membranas biológicas. Os polímeros constituídos de 
aminoácidos formam as moléculas, notavelmente diversas e versáteis, conhecidas 
como proteínas. Os nucleotídeos têm um papel central nas transferências de energia 
e também são subunidades que participam na formação das macromoléculas 
informacionais: RNA e DNA. 
A maior parte da massa seca de uma célula consiste em macromoléculas que são 
polímeros lineares de aminoácidos (proteínas) ou de nucleotídeos (DNA e RNA) 
ligados entre si covalentemente, segundo uma ordem exata. As moléculas de 
proteínas e de muitos RNAs organizam-se em uma conformação única, que depende 
da sequência de suas subunidades. Esse processo de organização cria superfícies 
também únicas, que dependem de um conjunto grande de interações fracas 
produzidas por forças não-covalentes entre seus átomos. Essas forças são de quatro 
tipos: ligação iônica, ligação de hidrogênio, atrações de van der Waals e interações 
entre grupos não polares causadas pela sua expulsão hidrofóbica da água. O mesmo 
conjunto de forças fracas governa a ligação específica de outras moléculas às 
macromoléculas, tornando possível a miríade de associações entre moléculas 
biológicas que formam as estruturas e a química das células. 
A glicose e outras moléculas dos alimentos são degradadas por meio de etapas de 
oxidação controladas para fornecer energia química na forma de ATP e de NADH. 
Existem três conjuntos de reações que agem em série, sendo que os produtos finais 
de cada um são o material inicial para o próximo: a glicólise (que ocorre no citosol), o 
ciclo do ácido cítrico (na matriz da mitocôndria) e a fosforização oxidativa (na 
membrana interna da mitocôndria). Os produtos intermediários da glicólise e os do 
ciclo do ácido cítrico são usados como fonte de energia metabólica e também para 
produzir muitas das moléculas pequenas usadas como matéria-prima para as 
biossínteses. As células armazenam moléculas de açúcar na forma de glicogênio, nos 
animais, e na forma de amido, nas plantas. Tanto os animais como as plantas usam 
intensamente as gorduras como reserva de alimento. Esses materiais de reserva, por 
sua vez, servem como a principal fonte de alimento para o homem, juntamente com 
as proteínas, que consistem na maior parte do peso seco das células nos alimentos 
que ingerimos. 
TESTE SEU CONHECIMENTO 
Quais afirmações estão corretas? Justifique. 
2-1 Apenas 1/1.000 da radioatividade original de uma amostra permanece após 
10 meias-vidas. 
Devemos lembrar que com cada meia vida, metade da radioatividade decai. Assim, 
após 10 meias vidas (1/2)10 , permanecerá aproximadamente 1/1000 da radiotividade 
original. Portanto é verdadeira. 
2-2 Uma solução 108 M de HCl tem pH 8. 
Falsa 
2-3 A maioria das interações entre macromoléculas pode ser mediada tanto por 
ligações covalentes como por ligações não-covalentes. 
Devemos lembrar que algumas macromoléculas são ligadas por ligação covalente. 
Este tipo de ligação é necessário quando uma grande estabilidade estrutural é 
necessária. Portanto é falsa 
2-4 Animais e plantas utilizam a oxidação para extrair energia das moléculas dos 
alimentos. 
Devemos lembrar que as plantas produzem seu alimento utilizando a energia da luz 
solar, o dióxido de carbono e a água. Os animais por sua vez devem ingerir seusalimentos. Assim, mesmo diferindo na forma como obtém seus alimentos, tanto 
plantas com animais utilizam a oxidação para obter energia. verdadeira 
2-5 Caso ocorra oxidação em uma reação, também deverá haver uma redução. 
Verdadeira. Você lembra que reações de oxido-redução são aquelas em que elétrons 
são removidos de um átomo e transferidos para outro? E, também, não existe perda 
de elétrons, ou seja, o número de elétrons se mantem constante em uma reação 
química. Portanto, a ocorrência de uma oxidação (remoção de elétrons) é 
acompanhada de uma redução (adição de elétrons). 
2-6 O acoplamento da reação energeticamente desfavorável A → B a uma 
segunda reação B → C, que seja favorável, deslocará a constante de equilíbrio 
da primeira reação. 
Falso 
2-7 O critério que define que uma reação ocorre espontaneamente é G e não 
G°, porque G leva em consideração as concentrações dos reagentes e dos 
produtos. 
verdade 
2-8 A glicólise não é realmente importante para as células humanas por ser 
apenas o prelúdio da oxidação da glicose na mitocôndria, que produz 15 vezes 
mais ATP. 
Falsa 
A glicólise é a única via que pode gerar ATP na ausência de oxigênio. 
2-9 O oxigênio consumido durante a oxidação da glicose nas células animais 
retorna para a atmosfera na forma de CO2. 
Falsa 
Devemos lembrar que o durante a fosforilação oxidativa, os elétrons removidos da 
glicose durante as várias etapas de oxidação são transferidos para o oxigênio para 
formar água. 
À primeira vista, a fermentação do piruvato para lactato parece ser uma reação 
de ajuda opcional na glicólise. Afinal, como as células podem crescer em 
ausência de oxigênio e simplesmente não eliminar piruvato como um produto 
de descarte? Na ausência da fermentação, que produtos derivados da glicose 
se acumulariam em células sob condições anaeróbias? O metabolismo da 
glicose pela via glicolítica pode continuar em ausência de oxigênio em células 
que não realizam fermentação? Justifique. 
A glicólise é uma via metabólica que quebra os açucares e produção de ATP que 
ocorre no citoplasma da célula. Devemos lembrar que os elétrons carregados pelo 
NADH são entregues para a cadeia transportadora de elétrons para fosforilação 
oxidativa. Porém, na ausência de oxigênio, esses elétrons não podem ser entregues 
e junto com o piruvato são perdidos. Processo de fermentação combina esses dois 
produtos em um a única molécula, que pode ser o lactato ou etanol, que em seguida 
são descartados da célula. Dessa forma, vemos que a função da fermentação é 
manter a glicólise em andamento através de transferência de elétrons carregados do 
NADH para piruvato. 
 
PROTEÍNAS 
A sequência de aminoácidos de uma proteína define a sua conformação 
tridimensional. Interações não-covalentes entre partes distintas da cadeia 
polipeptídica estabilizam a estrutura enovelada. Os aminoácidos com cadeias laterais 
hidrofóbicas tendem a se agrupar no interior da molécula, e as ligações de hidrogênio 
locais entre ligações peptídicas vizinhas originam hélices e folhas. As regiões 
globulares, conhecidas como domínios, são as unidades modulares a partir das quais 
muitas proteínas são construídas; tais domínios geralmente contêm de 40 a 350 
aminoácidos. 
As proteínas pequenas tipicamente contêm somente um domínio, enquanto grandes 
proteínas são formadas por vários domínios ligados uns aos outros por segmentos de 
cadeia polipeptídica de extensão variada, alguns relativamente desordenados. 
Conforme as proteínas evoluíram, os domínios foram modificados e combinados com 
outros domínios para construir novas proteínas. Até o presente momento, cerca de 
800 formas diferentes de enovelamento de um domínio já foram observadas, entre as 
mais de 20.000 estruturas já conhecidas de proteínas. 
As proteínas são unidas em grandes estruturas pelas mesmas forças não-covalentes 
que determinam seu enovelamento. As proteínas com sítios de ligação para as suas 
próprias superfícies podem associar-se em dímeros, em anéis fechados, em cápsulas 
esféricas ou em polímeros helicoidais. 
Embora misturas de proteínas e de ácidos nucleicos possam se associar 
espontaneamente em estruturas complexas no tubo de ensaio, muitos processos 
biológicos de associação envolvem etapas irreversíveis. Consequentemente, nem 
todas as estruturas na célula são capazes de se reconstruir espontaneamente depois 
de terem sido dissociadas em suas partes componentes. 
As proteínas podem formar dispositivos químicos bastante sofisticados, cujas funções 
dependem, em grande parte, das propriedades químicas detalhadas de sua 
superfície. Os sítios de ligação para ligantes são formados nas cavidades da 
superfície, nas quais estão precisamente posicionadas cadeias laterais de 
aminoácidos arranjadas a partir do enovelamento da proteína. Da mesma maneira, 
cadeias laterais de aminoácido normalmente não-reativas podem ser ativadas, sendo 
então capazes de formar e romper ligações covalentes. As enzimas são proteínas 
catalíticas que aceleram muito as reações pela ligação ao estado de transição de alta 
energia para uma reação específica; elas também executam simultaneamente catálise 
ácida e básica. A velocidade das reações enzimáticas frequentemente é tão alta que 
só é limitada pela difusão; a velocidade pode ser aumenta da ainda mais se as 
enzimas que agem sequencialmente sobre um substrato são reunidas em um único 
complexo multienzimático, ou se as enzimas e seus substratos são limitados ao 
mesmo compartimento da célula. 
As proteínas mudam reversivelmente sua forma quando ligantes ligam-se à sua 
superfície. As mudanças alostéricas na conformação da proteína, produzidas por um 
ligante, afetam a ligação de um segundo ligante, e esse acoplamento entre os dois 
ligantes ao sítio de ligação provê um mecanismo crucial para regular os processos da 
célula. Por exemplo, as vias metabólicas são controladas pela regulação por 
retroalimentação: algumas moléculas pequenas inibem e outras ativam enzimas da 
via. As enzimas controlam das dessa forma geralmente constituem complexos 
simétricos, empregando mudanças conformacionais cooperativas para criar uma 
súbita resposta a mudanças nas concentrações do ligante que as regulam. 
As mudanças na conformação das proteínas podem ser induzidas de maneira 
unidirecional pela liberação de energia química. Nas mudanças alostéricas acopladas 
à hidrólise de ATP, por exemplo, as proteínas podem realizar trabalho, gerando uma 
força mecânica ou movimentando-se por longas distâncias em uma única direção. As 
estruturas tridimensionais de proteínas, determinadas por cristalografia de raios X, 
têm revelado como uma pequena mudança local causada pela hidrólise do trifosfato 
de nucleotídeo é amplificada para criar maiores mudanças em outro local na proteína. 
Isso significa que essas proteínas podem atuar como dispositivos de ativação-
desativação que transmitem informação, como fatores de associação, como motores 
ou como bombas ligadas a membranas. Máquinas proteicas altamente eficientes são 
formadas pela incorporação de muitas moléculas de proteínas diferentes em grandes 
complexos que coordenam os movi mentos alostéricos dos componentes individuais. 
Hoje sabemos que essas máquinas executam muitas das reações mais importantes 
nas células. 
As proteínas são alvo de diferentes modificações pós-tradução, como a adição 
covalente de um grupo fosfato ou de um grupo acetil à cadeia lateral de um 
aminoácido específico. A adição desses grupos modificadores é utilizada para regular 
a atividade da proteína, alterando sua conformação, sua ligação a outras proteínas e 
sua localização na célula. Uma proteína típica em uma célula irá interagir commais 
de outras 5 proteínas. Utilizando as novas tecnologias de proteômica, os biólogos 
podem analisar milhares de proteínas em um único conjunto de experimentos. Um 
resultado importante é a produção de mapas detalhados de interações proteicas que 
almejam descrever todas as interações de ligação entre milhares de proteínas 
distintas de uma célula. 
TESTE SEU CONHECIMENTO 
Quais afirmações estão corretas? Justifique. 
3-1 Cada fita em uma folha é uma hélice com dois aminoácidos por volta. 
Verdadeira: 
Devemos lembrar que uma folha beta, as cadeias laterais de aminoácidos de cada fita 
estão posicionados alternadamente para cima e para baixo. Além disso, os oxigênios 
dos grupos carbonila alternam de um lado da fita para o outro. Assim, cada fita que 
compõe uma folha beta pode ser vista como uma hélice em cada aminoácido 
sucessivo roda em um ângulo de 180 º 
3-2 As alças dos polipeptídeos que se projetam da superfície da proteína 
frequentemente formam sítios de ligação para outras moléculas. 
Verdadeira: 
Os grupos químicos nessas alças dos polipeptideos que se projetam da superfície da 
proteína podem rodear uma molécula. Isso permite que essa proteína se ligue a essa 
molécula através de varias interações fracas. 
3-3 Uma enzima atinge a velocidade máxima em altas concentrações de 
substrato pois ela tem um número fixo de sítios ativos onde o substrato pode 
se ligar. 
É verdade é verdade 
3-4 Altas concentrações de enzima acarretam um maior número de turnover. 
Falsa 
Devemos lembrar que o cálculo de turnover é feito pela divisão da velocidade máxima 
pela concentração da enzima. Assim, por exemplo, um aumento de três vezes na 
concentração da enzima renderia um Vmax três vezes maior. 
3-5 Enzimas como a aspartato-transcarbamoilase, que sofrem transições 
alostéricas cooperativas, contêm, invariavelmente, múltiplas subunidades 
idênticas. 
Verdadeira: 
Devemos lembrar que o termo cooperativo incorpora a ideia de alterações na 
conformação de uma subunidade são transmitidas para outras subunidades idênticas 
de determinadas moléculas. Assim todas as subunidades estão na mesma 
conformação. 
3-6 A adição e a remoção contínua de fosfatos pelas proteína-cinases e proteína-
fosfatases é um gasto de energia – uma vez que sua ação combinada consome 
ATP – mas é uma consequência necessária da regulação efetiva por 
fosforilação. 
Verdadeira: 
Devemos lembrar que a adição e a remoção contínua de fosfato permite que a 
proteína regulada altere rapidamente entre um estado e outro, em resposta a 
estímulos. Frequentemente esses estímulos demandam um ajuste rápido do 
metabolismo ou função celular. De fato, um ciclo de adição e remoção de fosfato 
hidrolisa uma molécula de ATP. Porém, isso não é um desperdício, pois traz os 
benefícios listados anteriormente. 
 
ESTRUTURA DA MEMBRANA 
 
As membranas biológicas consistem em uma camada dupla contínua de moléculas 
lipídicas onde as proteínas de membrana ficam embebidas. Esta bicamada lipídica é 
fluida, com moléculas lipídicas individuais capazes de difundirem-se rapidamente 
dentro de sua própria mono camada. As moléculas lipídicas de membrana são 
anfifílicas. Quando colocadas em água, elas se reúnem espontaneamente em 
bicamadas, as quais formam um compartimento fechado. As células contêm de 500 a 
1.000 diferentes espécies de lipídeos. Há três principais classes de lipídeos de 
membrana (fosfolipídeos, colesterol e glicolipídeos) e centenas de classes 
secundárias. A composição de lipídeos das monocamadas interna e externa são 
diferentes, refletindo as distintas funções das duas faces da membrana celular. 
Diferentes misturas de lipídeos são encontradas na membrana das células de 
diferentes tipos, bem como nas várias membranas de uma única célula eucariótica. 
Os fosfolipídeos inositol são uma classe secundária de fosfolipídeos, os quais, no 
folheto citosólico da bicamada lipídica da membrana plasmática, desempenham uma 
importante função na sinalização intracelular: em resposta a sinais extracelulares, 
cinases lipídicas específicas fosforilam os grupos de cabeças desses lipídeos para 
formar sítios de ancoramento para proteínas sinalizadoras citosólicas, enquanto que 
fosfolipases específicas clivam determinados fosfolipídeos inositol para gerar 
pequenas moléculas de sinalização intracelular. 
Enquanto a bicamada lipídica determina a estrutura básica das membranas 
biológicas, as proteínas são responsáveis pela maioria das funções da membrana, 
servindo como receptores específicos, enzimas, proteínas de transporte, e assim por 
diante. Muitas proteínas de membrana atravessam a bicamada lipídica. Algumas 
dessas proteínas transmembrana são proteínas de passagem única, nas quais a 
cadeia polipeptídica atravessa a bicamada como uma única hélice. Outras são 
proteínas de múltiplas passagens, nas quais a cadeia polipeptídica atravessa a 
bicamada várias vezes, seja como uma série de hélices seja como folhas na forma de 
barril fechado. Todas as proteínas responsáveis pelo transporte de íons e de 
pequenas moléculas solúveis em água são de múltiplas passagens. Algumas 
proteínas associadas à membrana não atravessam a bicamada, mas ficam ligadas a 
um dos lados da membrana. Muitas dessas proteínas estão ligadas por interações 
não-covalentes com as proteínas transmembrana, mas outras são ligadas por 
grupamentos lipídicos covalentemente ligados. Na membrana plasmática de todas as 
células eucarióticas, a maioria das proteínas expostas na superfície celular e algumas 
moléculas de lipídeos da monocamada externa possuem cadeias de oligossacarídeos 
covalentemente ligadas a elas. Como as moléculas de lipídeo da bicamada, muitas 
proteínas de membrana são capazes de se difundir rapidamente no plano da 
membrana. Entretanto, as células possuem maneiras de imobilizar proteínas 
específicas da membrana, bem como formas de manter confinadas tanto as proteínas 
da membrana quanto as moléculas lipídicas, em domínios específicos na bicamada 
lipídica contínua. 
TESTE SEU CONHECIMENTO 
Quais afirmativas estão corretas? Justifique. 
10-1 Embora as moléculas lipídicas sejam livres para se difundirem no plano da 
bicamada, elas não podem rotar através da bicamada a não ser que enzimas 
catalisadoras, denominadas translocadoras de fosfolipídeos, estejam presentes 
na membrana. 
VERADEIRA 
Para que a rotação ocorra, são necessários catalisadores, conhecidos como 
translocadores de fosfolipideos. 
10-2 Todos os carboidratos da membrana plasmática posicionam-se para fora 
da superfície externa da célula e todos os carboidratos da membrana interna 
posicionam-se para o citosol. 
FALSA 
naninanão 
10-3 Embora os domínios de membrana sejam bem conhecidos, não há 
exemplos até o momento de domínios de membrana que diferem em sua 
composição de lipídeos. 
FALSA 
Balsas lipídicas, ou seja, microdominios com composição lipídica distinta do restante 
da membrana, porem ocorre em bicamadas lipídicas. 
Quando a bicamada lipídica é rompida, por que ela não se recupera formando 
uma hemimicela protegendo suas extremidades, como mostra a Figura? 
Figura Rompimento da bicamada lipídica fechado com uma possível proteção 
de “hemimicela”. 
 
Lembre-se, também, que as mesmas forças que determinam que certos lipídeos 
formarão uma bicamada lipídica, ao invés de micelas, atuam no reparo de um 
rompimento da camada. Além disso, a recuperação do rompimento ocorre de forma 
espontânea, pois a estruturação da bicamada é mais favorável energeticamente. 
 
A margarina é produzida com óleo vegetal por um processo químico. Você 
acredita que este processo converta ácido graxo saturado em ácido graxo 
insaturado ou vice-versa? Expliquesua resposta. 
Ácidos graxos saturados possuem apenas ligações simples entre seus carbonos. Por 
outro lado, ácidos graxos insaturados podem possuir ligações duplas ou triplas entre 
carbono. A produção de margarina, a partir de óleo vegetal, ocorre através de 
reduções de ligações duplas via hidrogenação. Esse processo converte ácido graxo 
insaturado em saturado. Esse processo permite um maio compactação das moléculas 
o que aumenta a viscosidade e, consequentemente, transforma óleo em margarina. 
 
TRANSPORTE DE MEMBRANA DE PEQUENAS MOLÉCULAS E AS 
PROPRIEDADES ELÉTRICAS DAS MEMBRANAS 
As bicamadas lipídicas são altamente impermeáveis à maioria das moléculas polares. 
Para transportar pequenas moléculas hidrossolúveis para o interior ou para o exterior 
das células, ou para os compartimentos intracelulares envoltos por membrana, as 
membranas celulares contêm várias proteínas de transporte, cada qual responsável 
pela transferência de um soluto ou de uma classe de solutos em particular através da 
membrana. Existem duas classes de proteínas de transporte de membrana – 
transportadoras e de canal. Ambas formam caminhos proteicos contínuos através da 
bicamada lipídica. Enquanto o transporte por transportadores pode ser ativo ou 
passivo, o fluxo de soluto pelas proteínas de canal é sempre passivo. 
As proteínas transportadoras ligam solutos específicos e os transferem através da 
bicamada lipídica sofrendo mudanças conformacionais que expõem o sítio de ligação 
a soluto sequencialmente em um lado da membrana e então em outro. Algumas 
proteínas transportadoras transportam um único soluto “morro abaixo”, enquanto 
outras podem atuar como bombas para transportar um soluto “morro acima” contra 
seu gradiente eletroquímico, utilizando energia fornecida pela hidrólise de ATP, por 
um fluxo a favor do gradiente” de outro soluto (como Naou H), ou pela luz, para dirigir 
as séries necessárias de mudanças conformacionais de uma maneira ordenada. As 
proteínas transportadoras pertencem a um pequeno número de famílias. Cada família 
compreende proteínas de sequências similares de aminoácidos que provavelmente 
evoluíram a partir de uma proteína ancestral comum e operam por um mecanismo 
semelhante. A família de ATP-ases transportadoras do tipo P, que inclui a bomba de 
Ca2e a bomba de Na-K, é um exemplo importante; cada uma dessas ATP-ases 
sequencialmente fosforila e desfosforila a si própria durante o ciclo de bombeamento. 
A superfamília de transportadores ABC é a maior família de proteínas de transporte 
de membrana e apresenta grande importância clínica. Ela inclui proteínas que são 
responsáveis pela fibrose cística e pela resistência a fármacos em células cancerosas 
e em parasitas causadores da malária. 
Os canais iônicos formam poros aquosos através da bicamada lipídica e permitem 
que os íons inorgânicos de tamanho e carga apropriados cruzem a membrana a favor 
de seus gradientes eletroquímicos, em taxas em torno de mil vezes maiores que 
aquelas atingidas por qualquer transportador conhecido. Os canais são “controlados” 
e em geral abrem temporariamente em resposta a uma perturbação específica na 
membrana, como uma mudança no potencial de membrana (canais controlados por 
voltagem) ou uma ligação de um neurotransmissor (canais controlados por 
transmissor). Os canais permeáveis seletivos a K apresenta um papel importante na 
determinação do potencial de repouso da membrana através da membrana 
plasmática, na maioria das células animais. Os canais catiônicos controlados por 
voltagem são responsáveis pela geração de potenciais de ação de autoamplificação 
em células eletricamente excitáveis, como as células neuronais e as células 
musculoesqueléticas. Os canais iônicos controlados por transmissor convertem sinais 
químicos em sinais elétricos nas sinapses químicas. Os neurotransmissores 
excitatórios, como a acetilcolina e o glutamato, abrem canais catiônicos controlados 
por transmissor e, portanto, despolarizam a membrana pós-sináptica rumo a um limiar, 
para disparar um potencial de ação. Os neurotransmissores inibitórios, como o GABA 
e a glicina, abrem canais de K ou Cl controlados por transmissor e suprimem os pulsos 
mantendo a membrana pós-sináptica polarizada. Uma subclasse de canais iônicos 
controlados por glutamato, denominados canais receptores NMDA, é composta por 
membros fortemente permeáveis ao Ca2, o qual pode acionar as mudanças de longo 
termo nas sinapses, como a LTP e a LTD, que aparentemente estão envolvidas em 
algumas formas de aprendizado e de memória. 
Os canais iônicos atuam em conjunto de formas complexas para controlar o 
comportamento de células eletricamente excitáveis. Um neurônio típico, por exemplo, 
recebe milhares de sinais excitatórios e inibitórios, os quais se combinam por um 
somatório espacial e temporal para produzir um potencial pós-sináptico (PSP) no 
corpo celular. A magnitude do PSP é traduzida na taxa de pulsos de potenciais de 
ação por uma mistura de canais catiônicos na membrana do cone axonal. 
TESTE OS CONHECIMENTOS 
Quais afirmações estão corretas? Justifique. 
11-1 O transporte mediado por transportadores pode ser tanto ativo quanto 
passivo, ao passo que o transporte mediado por canais é sempre passivo. 
VERDADEIRO 
O transporte pode ocorrer passivelmente através de um gradiente eletroquímico. Por 
outro lado, as mudanças conformacionais para a ligação de molécula especifica e seu 
transporte pode requerer a quebra de ATP, nesse caso, temos o transporte ativo. Os 
canais podem esta abertos ou fechados. Nesse caso o transporte será sempre 
passivo. 
11-2 Os transportadores sofrem saturação em altas concentrações das 
moléculas a serem transportadas quando seus sítios de ligação estão 
ocupados; os canais, por outro lado, não se ligam aos íons que transportam e, 
dessa forma, o fluxo de íons através de canais não sofre saturação. 
FALSA 
Para compreendermos melhor, vamos fazer uma analogia com o nosso dia-dia. 
Imaginamos que estamos viajando por uma rodovia com sentido único e cinco faixas. 
Nestas condições, o transito flui tranquilamente sem problemas. Porem , as cinco 
faixas convergem para apenas uma durante a passagem por um túnel. Assim, ao nos 
aproximar do túnel o transito começa a ficar mais lento até parar. No caso da rodovia, 
o túnel atua com filtro seletivo limitando a passagem dos carros (íons). Dessa forma, 
o fluxo de íons através do canal aumenta proporcionalmente conforme sua 
concentração. Porem, a saturação ocorrera se a taxa máxima de passagem for 
superada. 
11-3 O potencial de membrana é gerado a partir de movimentos de carga que 
mantêm as concentrações iônicas praticamente inalteradas e que ocasionam 
apenas discrepâncias muito pequenas no número de íons positivos e negativos 
entre os dois lados da membrana. 
VERDADEIRA 
Sendo assim, umas pequenas variações podem iniciar o potencial de membranas. 
Ordene de acordo com a capacidade de difusão através de uma bicamada 
lipídica, começando pela molécula que atravessa a bicamada mais facilmente: 
Ca2+, CO2, etanol, glicose, RNA e H2O. Justifique seu ordenamento. 
Portanto, a ordem de difusão é CO2, (pequeno e apolar)> etanol ( pequeno e 
levemente polar) > H2O (pequeno e polar)> glicose (grande e polar)> Ca2+,(pequeno 
e carregado)> RNA ( muito grande e altamente carregado). 
Como é possível que algumas moléculas estejam em equilíbrio através de uma 
membrana biológica apesar de não estarem sob a mesma concentração nos 
dois lados da membrana? 
Observe que o gradiente elétrico afeta somente moléculas carregadas. Por tanto uma 
molécula sem carga atingira o equilíbrio quando sua concentração for a mesma nos 
dois lados da membrana. Moléculas carregadassão afetadas pelos dois fatores ( 
gradiente elétrico e químico). Assim por exemplo, íons de K+ atingem o equilíbrio 
através da membrana plasmática quando sua concentração é cerca de 30 vezes maior 
no interior da célula. Nesse caso, a diferença na concentração (gradiente químico) é 
balanceado pelo potencial de membrana (negativo no interior da célula). 
 
COMPARTIMENTOS INTRACELULARES E ENDEREÇAMENTO DE PROTEÍNAS 
As células eucarióticas contêm membranas intracelulares que encerram quase 
metade do volume total celular em compartimentos intracelulares separados 
chamados de organelas. Os principais tipos de organelas presentes em todas as 
células eucarióticas são o retículo endoplasmático, o aparelho de Golgi, o núcleo, as 
mitocôndrias, os lisossomos, os endossomos e os peroxissomos; as células vegetais 
também contêm plastídeos, como cloroplastos. Cada organela contém um conjunto 
distinto de proteínas responsáveis pela mediação de suas funções exclusivas. Cada 
proteína organelar recém-sintetizada deve encontrar seu caminho a partir de um 
ribossomo no citosol, onde a proteína é sintetizada, até a organela onde exercerá sua 
função. A proteína segue uma via específica, guiada por sinais de endereçamento em 
sua sequência de aminoácidos, que funcionam como sequências-sinal, ou regiões-
sinal. Sinais de endereçamento são reconhecidos por receptores de endereçamento 
complementares que entregam a proteína à organela-alvo apropriada. As proteínas 
com função citosólica não contêm sinais de endereçamento e permanecem no citosol 
após serem sintetizadas. Durante a divisão celular, as organelas como o RE e as 
mitocôndrias são distribuídas intactas a cada célula-filha. Essas organelas contêm 
informações necessárias a sua montagem, e então não podem ser feitas de novo 
O envelope nuclear consiste em uma membrana nuclear interna e uma externa. A 
membrana externa é contínua com a membrana do RE, e o espaço entre ela e a 
membrana interna é contínuo com o lúmen do RE. As moléculas de RNA, que são 
sintetizadas no núcleo, e as subunidades ribossomais, que nele são montadas, são 
exportadas ao citosol; em contraste, todas as proteínas com função no núcleo são 
sintetizadas no citosol e então importadas. O extenso tráfego de materiais entre o 
núcleo e o citosol ocorre através dos complexos de poro nuclear (NPCs), os quais 
constituem uma passagem direta pelo envelope nuclear. Pequenas moléculas se 
difundem passivamente através dos NPCs, mas grandes macromoléculas são 
ativamente transportadas. 
 As proteínas contendo sinais de localização nuclear são ativamente transportadas 
para dentro pelos NPCs, enquanto as moléculas de RNA e as subunidades 
ribossomais recém-sintetizadas contêm sinais de exportação nuclear que direcionam 
seu transporte ativo para fora, por meio de NPCs. Algumas proteínas, incluindo os 
receptores de importação e de exportação nuclear, trafegam continuamente entre o 
citosol e o núcleo. A Ran-GTPase confere energia livre e direcionalidade para o 
transporte nuclear. Células regulam o transporte de proteínas nucleares e moléculas 
de RNA pelos NPCs controlando o acesso dessas moléculas à maquinaria de 
transporte. Como os sinais de localização nuclear não são removidos, as proteínas 
nucleares podem ser repetidamente importadas, como é necessário toda vez que o 
núcleo se reorganiza após a mitose. 
Embora as mitocôndrias e os cloroplastos tenham seus próprios sistemas genéticos, 
eles produzem somente uma pequena porção de suas proteínas. As duas organelas 
importam do citosol a maioria das suas proteínas utilizando mecanismos semelhantes. 
Em ambos os casos, as proteínas são importadas no estado desenovelado através 
de ambas as membranas externa e interna simultaneamente para o espaço da matriz 
ou estroma. A hidrólise de ATP e um gradiente eletroquímico de H através da 
membrana interna dirigem a translocação para a mitocôndria, enquanto a 
translocação em cloroplastos é dirigida somente pela hidrólise de GTP e de ATP. As 
proteínas chaperonas da família Hsp70 citosólica mantêm as proteínas precursoras 
em um estado desenovelado, e um segundo conjunto de proteínas Hsp70 no espaço 
da matriz ou no estroma puxa a cadeia polipeptídica importada para a organela. 
Somente as proteínas que contêm uma sequência-sinal específica são translocadas. 
A sequência-sinal geralmente está localizada na região N-terminal e é clivada após 
ser importada ou internalizada e retida. Os transportes para a membrana interna 
algumas vezes usam uma segunda sequência-sinal hidrofóbica que é revelada 
quando a primeira sequência-sinal é removida. Em cloroplastos, a importação do 
estroma para o tilacoide pode ocorrer por várias vias, diferindo-se pelas chaperonas 
e pela fonte de energia usadas. 
Peroxissomos são especializados em promover reações de oxidação usando oxigênio 
molecular. Eles geram peróxido de hidrogênio, que é empregado em reações 
oxidativas – e contém catalases para destruir o excesso. Como mitocôndrias e 
plastídeos, os peroxissomos são organelas autorreplicativas. Pelo fato de não 
conterem DNA ou ribossomos, portanto, toda sua proteína é codificada no núcleo da 
célula. Algumas dessas proteínas são transportadas para os peroxissomos por meio 
do RE, mas a maioria é sintetizada no citosol. Uma sequência específica de três 
aminoácidos próxima à região C-terminal de muitas proteínas citosólicas funciona 
como um sinal de importação peroxissomal. O mecanismo de importação de proteínas 
difere daquele de mitocôndrias e cloroplastos, no qual mesmo proteínas oligoméricas 
são importadas do citosol sem estarem desenoveladas. 
A extensa rede do RE serve como uma fábrica para a produção de quase todos os 
lipídeos das células. Além disso, a maior porção da síntese de proteínas celulares 
ocorre na superfície citosólica do RE: todas as proteínas destinadas à secreção e 
todas aquelas destinadas ao próprio RE, o aparelho de Golgi, os lisossomos, os 
endossomos e a membrana plasmática são importadas, primeiramente, do citosol 
para o RE. No lúmen do RE, as proteínas enovelam-se e oligomerizam-se; ligações 
dissulfeto são formadas, e oligossacarídeos N-ligados são adicionados. A glicosilação 
N-ligada é utilizada para indicar o grau do enovelamento proteico, de tal modo que as 
proteínas deixam o RE somente quando estão adequadamente enoveladas. As 
proteínas que se enovelam ou oligomerizam corretamente são transportadas de volta 
ao citosol, onde são desglicosiladas, ubiquitinadas e degradadas em proteossomos. 
Se as proteínas mal-enoveladas acumulam-se extensivamente no RE, elas 
desencadeiam uma resposta de proteína desenovelada, que ativa genes apropriados 
no núcleo, para auxiliar o RE a contornar o problema. 
Somente as proteínas que portam uma sequência-sinal especial do RE são 
importadas para ele. A sequência-sinal é reconhecida por uma partícula de 
reconhecimento de sinalização (SRP), que liga a cadeia polipeptídica crescente e um 
ribossomo e os direciona a uma proteína receptora na superfície citosólica da 
membrana do RE rugoso. Essa ligação à membrana do RE inicia o processo de 
transporte por forçar uma alça da cadeia polipeptídica através da membrana do RE, 
pelo poro hidrofílico, em uma proteína translocadora transmembrana. As proteínas 
solúveis – destinadas ao lúmen do RE para secreção ou transferência ao lúmen de 
outras organelas – passam completamente para o lúmen do RE. As proteínas 
transmembrana destinadas ao RE ou a outras membranas celulares são 
transportadas parcialmente através da membrana do RE e permanecem ancoradas lá 
por uma ou mais regiões de hélice em sua cadeia polipeptídica que atravessam a 
membrana. Essas porções hidrofóbicas da proteína podem atuarcomo sinais de início 
ou de parada da transferência durante o processo de translocamento. Quando um 
polipeptídeo contém múltiplos sinais alternantes de início e de parada da 
transferência, ele passará múltiplas vezes para trás e para a frente através da 
bicamada como uma proteína transmembrana de múltiplas passagens. 
A assimetria da inserção da proteína e da glicosilação no RE estabelece a lateralidade 
das membranas de todas as outras organelas que o RE supre com proteínas de 
membrana. 
TESTE SEU CONHECIMENTO 
Quais afirmações estão corretas? Justifique. 
12-1. Assim como o lúmen do RE, o interior do núcleo é topologicamente 
equivalente ao exterior celular. 
FALSA: as proteínas presentes na membrana plasmática são sintetizadas no RE e 
chegam até ela por vesículas composta de uma bicamada lipídica muito semelhante 
a membrana plasmática. Essas vesículas fusionam na membrana plasmática, 
expondo seu interior para o lado externo da célula. Dessa forma podemos dizer que 
que a topografia do lúmen do RE é semelhante ao exterior da célula. Porém, o núcleo 
é circundado pelo envelope nuclear, que é formado por uma dupla membrana e por 
poros nucleares, que atravessam esse envelope e permitem a passagem íons e 
pequenas moléculas. 
12-2 Ribossomos ligados à membrana ou livres, que são estrutural e 
funcionalmente idênticos, diferem apenas em proteínas sintetizadas em um 
determinado momento. 
VERDADEIRA 
Durante o processo de síntese proteica as subunidades do ribossomo e o mRNA 
formam um complexo e iniciam a tradução da proteína. A sequência final da proteína 
que está sendo sintetizada é que determina se esse ribossomo finalizará a síntese 
proteica ligada a membrana ou livre no citosol. 
12-3 Para evitar a inevitável aglomeração que poderia ocorrer se um tráfego de 
duas vias passasse em um único poro, complexos do poro nuclear 
especializados fazem a mediação da importação, enquanto outros fazem a 
mediação da exportação. 
FALSA: 
Os poros nucleares fazem o tráfico de proteínas em ambas a direções, ou seja, fazem 
tanto mediação de importação como de exportação. A formas como eles evitam a 
possível colisão e aglomerações de proteínas ainda não estão esclarecidas. 
12-4 Peroxissomos são encontrados em apenas poucos tipos especializados de 
células eucarióticas. 
FALSA: 
Os peroxissomos são organelas caracterizadas pela presença de diversas enzimas 
envolvidas em reações metabólicas celulares. Destaca-se seu importante papel na 
detoxificação celular, desempenhado por enzimas de catalase. Essas enzimas atuam 
na degradação do peroxido de hidrogênio (H2O2), que é uma substancia altamente 
toxica para célula. Com essa importância ele é essencial a todas as células. 
12-5 Em proteínas transmembrana de múltiplas passagens, segmentos 
transmembrana ímpares (contando da região N-terminal) agem como sinais de 
início da transferência e os segmentos pares agem como sinais de parada da 
transferência. 
FALSA: 
As proteínas de múltiplas passagens podem apresentar região N-Terminal situado no 
lado citosolico ou no lado do lúmen. Essa orientação depende da distribuição dos 
aminoácidos carregados nas regiões sinais. 
 
TRÁFEGO INTRACELULAR DE VESÍCULAS 
O transporte dirigido e seletivo de componentes de membranas específicas de um 
compartimento de uma célula eucariótica para outro mantém as diferenças entre estes 
compartimentos. As vesículas de transporte, que podem ser esféricas, tubulares, ou 
de formas irregulares, brotam a partir de regiões revestidas especiais da membrana 
doadora. A montagem do revestimento auxilia a coletar membranas específicas e 
moléculas-carga solúveis para o transporte e para a formação da vesícula. 
Existem vários tipos de vesículas revestidas. As melhor caracterizadas são aquelas 
revestidas de clatrina, as quais medeiam o transporte a partir da membrana 
plasmática e da rede trans de Golgi, e as revestidas de COPI e COPII, as quais 
medeiam o transporte entre as cisternas de Golgi e entre o RE e o aparelho de Golgi. 
Nas vesículas revestidas de clatrina, as proteínas adaptadoras ligam a clatrina à 
membrana da vesícula e também aprisionam moléculas específicas de carga para 
empacotamento dentro da vesícula. O revestimento é rapidamente removido após o 
brotamento, o que é necessário para a vesícula fundir-se a sua membrana-alvo 
apropriada. 
A síntese local de fosfoinositídeos cria sítios de ligação que desencadeiam a 
montagem do revestimento e o brotamento da vesícula. Além disso, as GTPases 
monoméricas auxiliam a regular várias das etapas do transporte vesicular, incluindo o 
brotamento de vesículas e a ancoragem. As GTPases de recrutamento de 
revestimento, incluindo Sar1 e as proteínas Arf, regulam a montagem e a 
desmontagem do revestimento. Uma grande família de proteínas Rab funciona como 
GTPases de direcionamento de vesículas. As proteínas Rab são recrutadas às 
vesículas de transporte e membranas-nalvo. A montagem e desmontagem das 
proteínas Rab e seus efetores, em domínios de membrana especializados, são 
controladas dinamicamente pela ligação e hidrólise de GTP. Proteínas Rab ativas 
recrutam efetores de Rab, como as proteínas motoras, as quais transportam as 
vesículas sobre filamentos de actina ou microtúbulos, e as proteínas filamentosas de 
apresamento, as quais ajudam a garantir que as vesículas entreguem seus conteúdos 
apenas ao compartimento delimitado por membrana correto. As proteínas 
complementares v-SNARE, no transporte de vesículas, e as t-SNARE, na membrana-
alvo, formam complexos trans-SNAREs estáveis, o que força as duas membranasem 
aposição íntima, de forma que suas bicamadas lipídicas possam fusionar-se. 
As proteínas corretamente enoveladas e montadas no RE são empacotadas em 
vesículas revestidas de COPII que se destacam da membrana do RE. Imediatamente 
após, o revestimento é removido, e as vesículas fundem-se umas às outras para 
formar agrupamentos tubulares de vesículas. Os agrupamentos então se movem 
sobre linhas de microtúbulos para o aparelho de Golgi, onde se fusionam uns aos 
outros para formar a rede cis de Golgi. Qualquer proteína residente no RE que escape 
é devolvida ao RE a partir dos agrupamentos tubulares de vesículas e do aparelho de 
Golgi pelo transporte retrógrado em vesículas revestidas de COPI. 
O aparelho de Golgi, diferentemente do RE, contém muitos açúcares-nucleotídeos, os 
quais são utilizados por várias enzimas glicosil-transferases para realizar reações de 
glicosilação sobre moléculas de lipídeos e de proteínas à medida que estas passam 
através do aparelho de Golgi. As manoses dos oligossacarídeos N-ligados que são 
adicionados às proteínas no RE são, frequentemente, removidas no início e, 
sequencialmente, outros açúcares são adicionados. Além disso, o aparelho de Golgi 
é o local no qual ocorre a glicosilação O-ligada e onde as cadeias de 
glicosaminoglicanos são adicionadas a proteínas-núcleo para formar proteoglicanos. 
A sulfatação de açúcares em proteoglicanos e de tirosinas selecionadas de proteínas 
também ocorre em um compartimento tardio do Golgi. 
O aparelho de Golgi distribui as várias proteínas e os lipídeos que recebe do RE e, 
então, os distribui para a membrana plasmática, os lisossomos e as vesículas 
secretoras. Ele é uma estrutura polarizada que consiste em uma pilha ou mais de 
cisternas em forma de discos, cada pilha organizada como uma série de pelo menos 
três compartimentos funcionalmente distintos, denominados de cisternas cis, medial 
e trans. As cisternas cis e trans são conectadas a estações especiais de seleção, 
chamadas de rede cis de Golgi e rede trans de Golgi, respectivamente. As proteínas 
e os lipídeos movem-se atravésdas pilhas de Golgi em uma direção de cis para trans. 
Esse movimento deve ocorrer por transporte vesicular, pela maturação progressiva 
das cisternas cis que migram continuamente através das pilhas, ou, mais 
provavelmente, por uma combinação dos dois mecanismos. Acredita-se que as 
enzimas que funcionam em cada região particular das pilhas sejam ali mantidas pelo 
contínuo transporte vesicular retrógrado, a partir de cisternas mais distantes. As novas 
proteínas concluídas terminam na rede trans de Golgi, a qual as empacota em 
vesículas de transporte para despachá-las a seus destinos específicos na célula. 
Os lisossomos são especializados na digestão intracelular de macromoléculas. Eles 
contêm proteínas de membrana únicas e uma ampla variedade de enzimas hidrolíticas 
que melhor operam em pH 5, o pH interno dos lisossomos. Este pH baixo é mantido 
por uma bomba de H dirigida por ATP da membrana lisossômica. As proteínas 
lisossômicas recém-sintetizadas são transferidas para o lúmen do RE, transportadas 
através do aparelho de Golgi e, então, levadas da rede trans de Golgi para os 
endossomos tardios por meio de vesículas de transporte revestidas de clatrina. 
As hidrolases lisossômicas contêm oligossacarídeos N-ligados que são 
covalentemente modificados de uma maneira única na rede cis de Golgi, de forma que 
os resíduos de manose sejam fosforilados. Os grupos de manose-6-fosfato (M6P) são 
reconhecidos por uma proteína receptora deM6P na rede trans de Golgi, a qual 
segrega as hidrolases e auxilia a empacotá-las em vesículas de transporte em 
brotamento para entregar os seus conteúdos aos endossomos tardios (as organelas 
que irão maturar em lisossomos). Os receptores de M6P navegam de um lado para 
outro entre a rede trans de Golgi e esses endossomos. O baixo pH dos endossomos 
tardios dissocia as hidrolases lisossômicas desses receptores, tornando unidirecional 
o transporte delas. Um sistema de transporte à parte utiliza vesículas de transporte 
revestidas de clatrina para entregar proteínas de membrana residentes nos 
lisossomos provenientes da rede trans de Golgi. 
As células ingerem fluidos, moléculas e partículas por endocitose, pela qual as regiões 
localizadas da membrana plasmática invaginam-se e destacam-se para formar 
vesículas endocíticas. Muitas das moléculas e das partículas endocitadas terminam 
em lisossomos, onde serão degradadas. A endocitose ocorre constitutivamente, ou 
como uma resposta desencadeada por sinais extracelulares. A endocitose é tão 
extensa em muitas células que uma grande fração da membrana plasmática é 
internalizada a cada hora. As células permanecem com o mesmo tamanho porque a 
maior parte dos componentes da membrana plasmática (proteínas e lipídeos) que é 
endocitada é continuamente devolvida para a superfície celular por exocitose. Este 
ciclo endocítico-exocítico de grande escala é mediado principalmente por fossas e por 
vesículas revestidas de clatrina. 
Muitos receptores de superfície celular que ligam macromoléculas extracelulares 
específicas são marcados com ubiquitina, a qual os guia até as fossas revestidas de 
clatrina. Como resultado, eles e seus ligantes são internalizados eficientemente em 
vesículas revestidas de clatrina, um processo chamado de endocitose mediada por 
receptores. As vesículas endocíticas revestidas rapidamente perdem seus 
revestimentos de clatrina e fusionam-se com endossomos iniciais. 
A maioria dos ligantes dissocia-se dos seus receptores no ambiente ácido do 
endossomo e, fatalmente, termina nos lisossomos, enquanto a maior parte dos 
receptores é reciclada por meio das vesículas de transporte de volta para a superfície 
celular para reutilização. Os complexos receptor-ligante, porém, podem seguir outras 
vias a partir do compartimento endossômico. Em alguns casos, tanto o receptor como 
o seu ligante terminam sendo degradados nos lisossomos, resultando em uma 
regulação negativa do receptor; nesses casos, os receptores marcados com ubiquitina 
recrutam vários complexos ESCRT, os quais guiam a invaginação e o destacamento 
das vesículas de membrana endossômica para formar os corpos multivesiculares. Em 
outros casos, ambos são transferidos para um domínio diferente da membrana 
plasmática e, consequentemente, o ligante é liberado por exocitose em uma superfície 
da célula diferente daquela de onde ele se originou, um processo chamado de 
transcitose. A via de transcitose inclui endossomos de reciclagem, onde as proteínas 
endocitadas da membrana plasmática podem ser estocadas até que sejam 
necessárias. 
As células podem secretar proteínas por exocitose de maneira constitutiva ou 
regulada. Enquanto as vias reguladas operam somente em células secretoras 
especializadas, a via secretora constitutiva opera em todas as células eucarióticas, 
sendo caracterizada por um contínuo transporte vesicular da TGN para a membrana 
plasmática. Nas vias reguladas, as moléculas são estocadas tanto em vesículas 
secretoras como em vesículas sinápticas, as quais não se fundem à membrana 
plasmática para liberar os seus conteúdos até que um sinal apropriado seja recebido. 
As vesículas secretoras contendo proteínas para secreção brotam da rede trans de 
Golgi. As proteínas secretoras que elas contêm tornam-se concentradas durante a 
formação e a maturação das vesículas secretoras. As vesículas sinápticas, confinadas 
às células nervosas e a algumas células endócrinas, formam-se a partir de vesículas 
endocíticas e de endossomos e são responsáveis pela secreção regulada de 
pequenas moléculas neurotransmissoras. 
As proteínas são entregues da TGN para a membrana plasmática pela via constitutiva 
a menos que sejam desviadas para outras vias ou retidas no aparelho de Golgi. Em 
células polarizadas, asvias de transporte da TGN para a membrana plasmática 
operam seletivamente para assegurar que diferentes conjuntos de proteínas de 
membrana, proteínas secretadas e lipídeos sejam entregues a diferentes domínios da 
membrana plasmática. 
TESTE SEU CONHECIMENTO 
Quais afirmativas estão corretas? Justifique. 
13-1 Em todos os eventos envolvendo fusão de uma vesícula à membrana-alvo, 
a lâmina citosólica da vesícula e as bicamadas-alvo sempre fundem-se juntas, 
como o fazem as lâminas que não estão em contato com o citosol. 
VERDADEIRA 
13-2 Existe uma exigência rigorosa para a saída de uma proteína do RE: ela deve 
estar conformada corretamente. 
VERDADEIRA 
As proteínas sintetizadas no RE podem ser endereçadas a diferentes organelas ou 
secretadas. Para isso, a proteína deve ser processada sem erros e possuir uma 
conformação correta. Quando as proteínas apresentam falhas, elas são retidas no RE 
pela ligação de proteína especifica, chamadas de chaperonas, até que ocorra o 
processamento correto. As proteínas que são retidas no RE e continuam com erros a 
sua conformação serão enviadas ao citosol e degradadas. Ou seja, o sistema de 
controle de endereçamento de proteínas no RE é altamente rigoroso e permite que 
apenas proteínas sem erros saiam dessa organela. 
13-3 Todas as glicoproteínas e glicolipídeos das membranas intracelulares 
possuem suas cadeias de oligossacarídeos voltadas para o lúmen, e todas 
aquelas da membrana plasmática possuem suas cadeias de oligossacarídeos 
voltadas para o exterior celular. 
VERDADEIRA 
O processo de glicosilação ocorre no lumen do RE e do complexo de golgi. Os 
oligossacarídeos são ancorados as proteínas e lipídeos, e através do transporte de 
vesículas são enviadas para outros compartimentos intracelulares ou para o exterior 
da célula. Então, durante a fusão das vesículas com outras organelas, estes 
oligossacarídeos serão expostos no lumen destas organelas. Já durante o 
endereçamentopara fora da célula, as vesículas se fundem à membrana plasmática 
e os oligossacarídeos ficam voltados para o exterior da célula. 
13-4 Durante a transcitose, as vesículasi que se formam a partir de fossas 
revestidas na superfície apical fundem-se com a membrana plasmática da 
superfície basolateral e, dessa forma, transportam moléculas através do 
epitélio. 
FALSA: 
Sabendo que as células epiteliais são polarizadas e apresentam diferentes domínios 
de membranas. A transferências de material entres esses domínios ocorre através da 
transcitose. A transcitose é um processo que envolve a endocitose e exocitose e é 
responsável pela transferência de macromoléculas de um espaço extracelular para o 
outro podendo ocorrer em qualquer direção da membrana. 
Como o baixo pH dos lisossomos protege o resto da célula das enzimas 
lisossômicas no caso de rupturas dos lisossomos? 
O fato de ph acido mantido no interior do lisossomo ser ótimo para as atividades das 
hidrolases acidas protege o resto da célula, pois o ph citosolico é de aproximadamente 
7,2. Assim, no caso da ruptura da membrana de um lisossomo, as enzimas digestivas 
que poderiam atacar as moléculas e organelas da célula perdem sua atividade por 
não estarem em ph acido.