ORGANELEAS I SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS

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Organelas I 
Sistema de endomembranas 
Profa. Marta G. Amaral, Dra. 
Biologia Celular 
 
São compartimentos celulares organizados, 
limitados por membrana, no citoplasma das 
células com funções específicas. 
O que são organelas com endomembranas? 
Vacúolos Lisossomo 
Retículo 
endoplasmático liso Retículo endoplasmático 
rugoso 
Mitocôndria 
Complexo de Golgi 
Peroxissomos 
Núcleo 
Evolução das organelas 
1. Invaginações da membrana plasmática: 
formam o sistema de endomembranas 
oMembrana nuclear 
oMembrana RE 
oMembrana Golgi 
oEndossomos 
oLisossomos 
2. Fagocitose de bactérias: tem seus próprios 
genomas e sintetizam parte das suas proteínas. 
 o Mitocôndrias 
o Cloroplastos 
Distribuição das proteínas nas organelas 
o Antes da divisão celular, há duplicação das 
organelas. 
o As organelas crescem por incorporação de novas 
moléculas (lipídeos e proteínas) 
o O RE secreta e entrega os lipídeos e proteínas 
indiretamente para o Golgi, lisossomos, 
endossomos e membrana nuclear 
o Nas mitocôndrias, cloroplastos e interior do 
núcleo as proteínas são entregues diretamente a 
partir dos ribossomos do citosol 
Mecanismos de distribuição de proteínas 
• As proteínas apresentam uma sequencia de aa 
denominada sinal de distribuição (15-60 aa), que 
indica o seu destino. 
1. Transporte pelos poros 
nucleares: vão do citosol para o 
núcleo atravessando os poros. 
2. Transporte pelas membranas: 
vão do citosol para o RE, 
mitocôndrias e cloroplastos. Usam 
translocadores proteícos. 
3. Transporte por vesículas: saem 
do RE ou Golgi, dentro de vesículas 
de transporte envoltas por 
membrana, na entrega ocorre 
fusão de membranas 
Proteínas destinadas ao RE possuem 
uma sequência-sinal N-terminal que 
as direciona para o RE, as que devem 
permanecer no citosol não possuem 
a sequência. 
Técnicas de DNA recombinante são 
utilizadas para trocar a localização 
de duas proteínas: a sequência-sinal 
é removida da proteína do RE e 
anexada à proteína citosólica, as 
proteínas acabam se localizando em 
um local anormal da célula 
Transporte pelos poros nucleares 
o O envelope nuclear é formado 
por 2 membranas concêntricas. 
o A membrana interna tem 
proteínas que atuam como sítios 
de ligação para os cromossomos 
e dão sustentação para a lâmina 
nuclear, dando suporte para 
estrutural para o envelope 
nuclear 
o A membrana nuclear externa é 
semelhante a membrana do RE 
complexos de poros nucleares 
Pequenas moléculas solúveis em água 
podem passar livremente pelos poros 
Moléculas maiores e tem que ter um sinal 
de localização nuclear para passar pelo poro 
Com gasto de energia: 
hidrólise de GTP 
(trifosfato de guanina) 
Transporte pelas membranas 
As proteínas devem ser desenoveladas quando são 
importadas para dentro da mitocôndria e cloroplasto 
Importação de proteínas pela 
mitocôndria 
o As proteínas são carregadas de uma organela para 
outra, de uma organela para o citosol ou para o 
exterior celular, por vesículas de transporte 
o 2 tipos de proteínas são transferidos do citosol para o 
RE: 
1. Proteínas hidrossolúveis: passam pela membrana 
do RE e são liberadas no lúmen. São as proteínas 
que irão formar as secreções (para fora da célula) ou 
que irão para o lúmen de outra organela. 
2. Proteínas transmembrana: são parcialmente 
translocadas pela membrana do RE, se tronam 
embebidas na membrana. Irão formar a membrana 
do RE ou de outra organela 
Visão dinâmica das proteínas 
hidrossolúveis no RE 
1. Conjunto comum de ribossomos 
sintetizam proteínas para o citosol ou 
proteínas que serão transportadas 
 para organelas envoltas por membrana 
2. Ribossomos que estão traduzindo 
proteínas citosólicas que permanecem 
livres no citosol 
3. Proteínas que são destinadas ao RE 
tem uma sequência-sinal na cadeia 
polipeptídica crescente e direciona o 
ribossomo para a membrana do RE. 
Muitos ribossomos se ligam a cada 
molécula de mRNA , formando um 
polirribossomo. 
Ao final de cada ciclo de síntese da 
proteína, as subunidades ribossomais 
são liberadas e se reúnem ao grupo 
comum do citosol. 
Proteínas solúveis são liberadas no 
lúmen do RE 
1. SRP- Partícula de reconhecimento sinal: está presente no citosol e se liga a sequência-sinal 
do RE quando exposta pelo ribossomo. 
2. Receptor de SRP: está inserido na membrana do RE e reconhece a SRP. Depois de ligar-se ao 
receptor, a SRP é liberada e recomeça a síntese proteica. A cadeia polipeptídica é dirigida para 
o lúmen do RE por um canal de translocação da membrana do RE 
1. A sequência-sinal abre o canal de translocação 
e fica presa a ele 
2. A cadeia proteica entra no lúmen do RE 
3. Uma peptidase-sinal cliva a sequência-sinal da proteína 
4. O peptídeo-sinal clivado volta para o citosol e a proteína fica no 
lúmen do RE 
Sinais que determinam o arranjo da 
proteína transmembrana 
1. Proteína transmembrana de passagem 
única 
Cliva o peptídeo-sinal 
 da proteína 
2. Proteína transmembrana de passagem dupla 
Não há clivagem da sequência de 
parada nem da sequência de início 
Proteína transmembrana 
Transporte por vesículas 
Há 2 vias: secretória e endocítica 
MET demonstrando a sequência de eventos na formação de uma vesícula revestida de 
clatrina a partir de uma fossa revestida 
MEV demonstrando inúmeras fossas e vesículas revestidas de 
clatrina brotando da superfície interna da membrana plasmática 
de células cultivadas 
Vesículas revestidas: são as que brotam das membranas e tem 
uma capa proteica distinta no citosol 
Vesículas revestidas por clatrina 
• Via secretória: brotam do Golgi 
• Via endocítica: brotam da membrana plasmática 
Adaptinas 
capturam os 
receptores de 
 carga 
Adaptinas se ligam as 
clatrinas na superfície 
citosólica da 
 vesícula em 
brotamento 
Dinamina se acopla ao pescoço 
da vesícula em formação 
Hidrolisam o GPT 
e destacam a 
vesícula 
Remoção das 
proteínas de 
revestimento 
Vesícula se 
fusiona a 
membrana 
alvo 
Vesículas de clatrina 
Como as vesículas de membrana encontram o 
caminho correto para o seu destino? 
Geralmente, a vesícula é transportada por proteínas 
motoras que se movem ao longo das fibras do 
citoesqueleto. 
Quando a vesícula chega ao seu alvo, ela tem que 
reconhece-lo, se ancorar na organela, se fundir e 
descarregar a sua carga. 
2 famílias de proteínas auxiliam no transporte de vesículas para suas 
membranas alvo. 
1. Proteínas Rab: são reconhecidas por receptores da membrana alvo 
2. Proteínas SNAREs: são proteínas transmembranas da vesícula 
(v-SNAREs)ou da membrana alvo (t-SNAREs) 
reconhecidas por 
receptores 
da membrana alvo 
 Reconhecimento da 
 v-SNAREs pela t- SNAREs 
Proteínas SNAREs atuam na fusão de 
membranas 
Vias secretoras 
o A maioria das proteínas é quimicamente modificada 
no RE 
o No interior do RE ocorre a formação de pontes 
dissulfídicas, pela oxidação de pares de cadeias 
laterais de cisteínas. 
o As pontes dissulfídicas dão estabilidade para as 
proteínas quando elas encontram mudanças de pH e 
enzimas no exterior da célula. 
o No RE ocorre a glicosilação, formando glicoproteínas 
o O citosol não tem enzimas de glicosilação 
 
Funções dos oligossacarídeos nas 
proteínas: 
 
Protegem a proteína da degradação 
 Retêm a proteína no RE até o seu enovelamento 
 Orientam a proteína para se dirigir à organela 
correta 
 Na superfície celular formam o glicocálix 
Glicosilação no RE 
1. Adição de cadeias laterais de 
oligossacarídeos e asparaginas especiais do 
polipeptídio 
2. O oligossacarídeoé transferido como 
uma unidade intacta para a asparagina 
a partir de um lipídio, o DOLICOL 
3. As asparaginas glicosiladas tem 
uma sequência de 3 peptídeos: 
Asparagina-X-Serina 
Asparagina-X-Treonina 
X= qualquer aminoácido 
No interior do RE as chaperonas se 
unem às proteínas malformadas 
 impedindo a sua saída do RE 
As proteínas bem formadas 
são transportadas por 
vesícula para o Golgi. 
As proteínas malformadas são 
transportadas para o citosol, 
onde serão degradadas 
Controle de qualidade do RE 
UPR (unfolded protein response) 
O aumento da síntese 
proteica sobrecarrega o RE e 
as proteínas mal enoveladas 
se acumulam no RE 
As proteínas mal enoveladas 
se ligam a receptores que 
estimulam a produção de 
um regulador de transcrição 
O regulador de transcrição 
vai para o núcleo para ativar 
genes que codificam para a 
produção de chaperonas e 
outros componentes do RE 
Modificação e distribuição das 
proteínas no Golgi 
Face de saída: 
trans, em direção à 
membrana plasmática 
O Golgi fica próximo ao núcleo e do centrossomo 
É composto por uma coleção de sacos achatados e empilhados, 
denominados cisternas (cerca de 3-20 cisternas) 
Face de entrada: 
cis, adjacente ao RE 
Golgi de célula pancreática 
Vias de exocitose 
via constitutiva X via regulada 
Via constitutiva ou padrão: 
*Crescimento da membrana 
antes da divisão celular. 
*Exocitose de proteínas 
para o exterior (secreção) 
Proteínas recém sintetizadas 
podem: 
-Aderir a superfície celular 
-Ficar incorporadas na 
matriz extracelular 
-Difundir no líquido 
extracelular para nutrição 
ou sinalização de outras 
células 
 
Via constitutiva para suprir a 
membrana com proteínas e lipídeos 
Via constitutiva para proteínas 
solúveis 
Via regulada: 
 
Só existe em células 
secretoras onde o material é 
estocado em vesículas de 
secreção. 
 
As vesículas brotam pela 
face trans, se acumulam 
próximo a membrana, para 
aguardar o sinal que 
estimulará a liberação do 
seu conteúdo para o exterior 
 
MET mostra a liberação de insulina para o espaço extracelular a 
partir de uma vesícula secretória de uma célula β 
Vias endocíticas 
 
o Fagocitose: partículas grandes (> 250 nm de 
diâmetro), serve para a nutrição e para defesa 
 
o Pinocitose: líquido e moléculas pequenas 
 (< 150 nm de diâmetro), serve para a nutrição 
 
MET, neutrófilo ingerindo uma bactéria MEV, macrófago fagocitando eritrócitos 
Fagocitose 
Fagocitose 
Pinocitose 
Endocitose mediada por receptor 
No sangue o colesterol é transportado pela Lipoproteína de baixa Densidade (LDL) 
Endocitose do colesterol 
Endossomos iniciais e tardios 
Destino das proteínas receptoras 
1. Reciclagem: a maioria é devolvida 
ao mesmo domínio da membrana 
plasmática de onde vieram 
2. Degradação: se movem para os 
Lisossomos onde são degradados 
3. Transcitose: alguns prosseguem 
para um domínio diferente da 
membrana plasmática, transferindo 
suas moléculas carga ligadas de 
um espaço extracelular para outro. 
Lisossomos 
Sacos membranosos contendo enzimas 
hidrolíticas que conduzem a digestão intracelular 
Cerca de 40 tipos de enzimas estão presentes, 
as hidrolases ácidas que agem em pH ácido, 
dentro do lisossomo. 
Sua membrana contém transportadores que 
permitem que os produtos finais da digestão de 
Macromoléculas como aminoácidos, açucares e 
nucleotídeos, sejam transportados para o citosol 
A membrana mantém uma bomba de H+ dirigida 
por ATP, que bombeia H+ para dentro do lisossomo 
mantendo o pH ácido 
Vias dos materiais degradados 
Fagossomos: partículas 
fagocitadas fusionadas com 
lisossomos 
Endossomos: 
macromoléculas e 
líquidos fagocitados 
fusionados com os 
lisossomos 
Autofagossomos: 
Organelas da própria célula 
fagocitadas e fusionadas 
com lisossomos 
Obrigada!