Resumo transport por vesículas

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Resumo Transporte Vesicular 
 
 
Luan Matos de Menezes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 As células estão constantemente excretando, absorvendo, degradando e transportando 
substâncias. Esses processos na sua imensa maioria das vezes é mediado por vesículas 
transportadoras,que carregam consigo uma carga (seria o conteúdo transportado). Levando em 
conta que existem mais de dez estruturas membranares por onde as vesículas podem ser 
transportadas, como as mesmas conseguem se manter específicas? Temos que tomar por conta 
que cada estrutura membranar contém receptores expostos para o lado citosólico que mediam 
essas ligações. 
As vesículas são formadas através de revestimentos específicos, que criam interações 
moleculares para que a vesícula possa se formar. Baseado nisso, tem os três tipos epeciais de 
revestimento. Clatrina, COPI e COPII. Outra função do revestimento é concentrar receptores 
específicos das cargas que tem que ser transportadas. COPII é do transporte do RE para o CG. 
COPI é da comunicação entre o CG. Clatrina é comunicação da membrana celular com CG ou com 
citosol. As maiorias dos revestimentos formam estruturas semelhantes a cestas na formação da 
vesícula. 
 
 
 
 
 
A formação de uma vesícula de clatrina é composta pela própria clatrina, uma proteína com 
três estruturas semelhantes chamadas juntas de trisquélion. Porém, para que as mesmas se 
grudem a vesícula, é necesária a presença de proteínas adaptadoras, as adaptinas. 
 
 
Existe uma vesícula especial, que brota de outras vesículas que não tem o formato de cesto 
que é o retrômero. São pequenas vesículas que fazem o movimento retrogrado, devolvendo 
receptores que não poderiam, por exemplo, serem degradados. Para a existência do retrômero, é 
necessário que a vesícula seja circular, tenha marcadores de phospatidilinositol e tenha os 
receptores de carga com algum domínio exposto ao citosol. 
 
 
 
 
Os fosfatidilinositidios são moléculas altamente variáveis devido ao seu grande número de 
possibilidades de se ligar a grupos fosfatos. Com isso, ele funciona como se fosse um código de 
barra, onde sua presença de uma forma em uma região da célula pode atrair vesículas x, assim 
como sua presença de outra forma em outro sítio celular, atrairiam vesículas y. A célula tem uma 
série de enzimas que alteram essas conformações phosphato dessas moléculas fazendo com que 
eles possam dinamizar o controle do processo de endereçamento celular. 
 
Existe uma proteína citoplasmática chamada de dinamina que mdeia a separação finl da 
vesícula de sua membrana de origem. Ela se entrelaça na parte final a separação da vesícula, se 
encurta, diminui ao máximo a relação entre vesícula e membrana até que a mesma se solte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sobre as adaptinas, elas são proteínas GTPase, ou seja funcionam como um interuptor, 
onde, quando estão ligadas, elas permitem a fixação das proteínas de revestimento, ao passo que 
auqando estão desligadas fazem com que o revestimento se solte da vesícula. As mais conhecidas 
adaptinas que temos hoje são as Arf ( COPI e clatriana) e as Sar1 ( COPII). 
Nem todas as vesículas de transporte são esféricas. Muitas delas se unem entre si, 
formando estruturas cilíndricas, que não podem produzir retromeros. As vesículas ssão guiadas 
para a membrana destino por uma proteína RAB. Existe uma família extensa de proteínas Rab 
diferentes. Na membrana destino, existe a proteína efetora Rab, que faz o reconhecimenmto e 
aproximação primária da vesícula. Existem duas proteínas, as v-snare e as t- snare, geralmente 
uma v-snare se enrola com mais ou menos 2 ou 3 t-snares, essas proteínas snares é quem vão 
fazer a junção final das membranas. As Anare tem seu número reguladas o tempo todo dentro da 
célula, pois uma produção não regulada de t-snare poderia favorecer a entrega de vesículas para 
compartimentos incorretos. Alguns vírus simulam o mecanismo das proteínas snare como o 
epistein bar e o HIV. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O transporte de vesículas que parte do RE para o CG é medeado por vesículas cobertas por 
COPII. Com o tempo algumas proteínas que deveriam ser residentes do RE passam para o CG, mas 
são devolvidas por vesículas para o RE. Os sinais que levam as proteínas do RE para o CG não são 
bem conhecidos. Porém sabemos que esse processo funciona baseado na produção de algumas 
lecitinas, e que a proteínas ERGCI53 também tem papel nesse processo, transportando fatores 
regulação. A ausência desta proteína leva a sangramento excessivo. 
Somente poteínas dobradas corretamente passam para o CG, sendo o processo de 
conferencia medeado por chaperonas cálcio dependente, e chaperonas Bip. 
A maior parte das vesiculas que passam par ao CG, saídas do RE, são cilíndricas. Junções 
entre vesículas de mesma natureza são homotípicas, enquanto de natureza diferenciada são 
heterotípicas. 
A via de recuperação de proteínas do CG para o RE usa seqüências sinal típicas. Sinais de 
recuperação do RE seguem a sequência KDEL, que direciona proteínas em vesículas de volta para 
o RE, evitando assim que vesículas residentes do RE sejam exportadas. Essa seqüência é captada 
por um receptor de KDEL, que é ativo no CG, porém é inativo no RE. 
Existe um mecanismo para evitar a saída das proteínas dos compartimentos onde são 
funcionais que se chama reconhecimento de parentes, onde várias proteínas semelhantes se 
agrupam, diminuindo a chance de uma vesícula se formar e transportá-las. 
 
 
 
 
 
O Complexo de golgi é uma organela achatada, cheia de cisternas, cujas funções é controlar 
o transporte de proteínas por vesiculas que devem deixar a célula, formarem os lisossomos, 
glicosilar e endereçar poteínas. Ele vai ser composto por cinco partes. Rede cis de golgi, cisterna 
cis, cisterna medial, cisterna trans de golgi, rede trans de golgi. A rede cis de golgi é a que está 
virada para o RE, e a rede trans virada para a membrana plasmática. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
As cadeias de oligossacarídeos que foram colocadas nas proteínas no RE são processadas 
agora no complexo de golgi. Existem dois resíduos principais de açúcar que compões as proteínas. 
Oligossacarídeos complexos e oligossacarídeos ricos em manose. Os oligossacarídeos complexos 
costumam sofrer adição e resíduos glicosilados, ao passo que resíduos de Manose sofrem quebra. 
Existe uma classe especial de proteínas, os proteoglicanos, que são formados no RE. Quando os 
mesmos são formados, os resíduos de açúcar são ligados em algum grupo oh de aminoácidos 
polares da cadeia protéica, fazem a glicosilação- O-ligada. É importante glicosilar proteínas, pois 
assim você evita que elas se dobrem, pois o açúcar diminui a elasticidade da proteína, e ao 
mesmo tempo afasta as proteínas umas das outras, impedindo que enzimas proteolíticas se 
aproximem. 
Existem duas teorias para explicar o transporte das proteínas pelo complexo de golgi. A 
primeira é o transporte vesicular, onde vesículas transportam as proteínas de uma cisterna para a 
outra. A Segunda é que uma cisterna amadurece e da origem a próxima cisterna, deixando uma 
porção pra trás que da origem a uma nova cisterna anterior. Essas teorias não são mutualmente 
exclusivas, mas sim complementares. 
 
 
Os lisossomos são os principais sítios de digestão intracelular. Eles contem uma série de 
mais de 40 hidrolases ácidas no seu interior. O lisossomo mantém seu ph ácido através de uma 
bomba v de prótons. Eles são organelas heterogêneas, se apresentam comolisossomo, 
endolisossomo e endolisossomo tardio, que depende somente da forma como ele está ligado a 
vesículas. Três principais vias levam vesículas para se fundir aos lisossomos. Fagocitose, pinocitose 
e autofagia. 
 
 
 
Na produção do lisossomo, para que somente proteínas pertencentes aos lisossomos sejam 
empacotadas nos mesmos, temos receptores especiais que tem uma dinâmica dependente do 
pH. Os receptores manose-6-fosfato que se ligam as enzimas dos lisossomos inicialmente. As 
proteínas não lisossomais são separadas por retrossomos. Depois com a queda do ph, elas soltam 
as enzimas que ficam ativas, e os receptores voltam para o CG através de retrossomos. 
Quando ocorrem defeitos genéticos e a célula humana não produz alguma hidrolase ácida, 
é passível de ocorrer alguma doença de acumulo lisossômico como a doença de Hurler. Nessas 
doenças, temos vários lisossomos preenchidos na célula, que não são desfeitos e acabam se 
acumulando, até que uma hora os mesmos acabam lisando as células. Na doença da inclusão 
celular, todas as enzimas estão ausentes e o feto já nasce morto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A endocitose é o processo pelo qual a célula coloca substância para o seu interior através 
de vesículas. Pode ser dividida em fagocitose e pinocitose. A fagocitose é eita para nutrição em 
baterias e protozoários. Em mamíferos são realizados por células especializadas como macrófagos 
e neutrófilos. Substâncias indigeríveis pelos lisossomos formam os corpos residuiais, que podem 
ser exocitados ou não. A fagocitose é um processo mediado, ou seja, é necessário que ocorra 
sinalização celular para que a mesma ocorra. Sabe-se que para a formação dos pseudopodes e 
para que haja toda a movimentação para a fagocitose, é importante o acionamento e uma Rho 
GTPase, uma enzima que ativa moléculas de miosina V que fazem movimentação do 
citoesqueleto de actina no córtex celular. 
A pinocitose ocorre através da fossas pinociticas, que são invaginações na membrana 
plasmática. Todas as células do corpo fazem pinocitose e grande parte do material que entra na 
célula é automaticamente excretado. São formadas fossas revestidas de clatriana e então ocorre a 
pinocitose, também chamada de endocitose de fase fluida. Nem todas as vesículas de endocitose 
são revestidas de clatrina. Existe um revestimento especial chamado de caveolina, que formaram 
caveolos, que um avez soltos das membranas, são chamados de caveossomos. Eles são práticos 
pois se montam mais rapidamente e são úteis em processos como transcitose, onde a vesícula 
não sofrera ação de processos celulares. 
Existem receptores para macromoléculas selecionadas que são usados para endocitose, 
que é o caso dos receptores de LDL e ferritina. Uma vez que são endocitados, os receptores 
voltam à membrana através de endossomos de reciclagem. Deficiências nos receptores de LDL 
geram hipercolesteromia familiar, e deficiência de ferritina gera anemia ferropriva que não pode 
ser tratada com suplementação. Todo o material endocitado que não volta a membrana, termina 
sendo degradado nos lisossomos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Endossomos de reciclagem também agem na trancitose, processo onde uma proteína é 
transportada por vesícula de um domínio a outro de alguma célula polarizada, como a do 
intestino. Um acumulo de lisossomos e vesículas velhas nas células podem se juntar formando o 
corpos multivesiculares, que podem ser degradados em algum lisossomo mais jovem. 
A exocitose é o processo onde a célula elimina substâncias através de vesículas. A 
eliminação de metabólitos não necessários é a clasmocitose, que é realizada numa via chamada 
de via constitutiva. Células especializadas em secreção fazem a via regulada. Existe uma terceira 
via que é a via-padrão, que se trata de uma via onde proteínas e lipídios são exportados do CG 
direto para a membrana plasmática da célula. Lembrando que vesículas secretoras brotam direto 
da rede trans de golgi. 
Vesiculas secretora se localizam próximo a membrana plasmática, esperando algum sinal 
químico (influxo de Ca) ou de sinalização celular (degranulação de mastócitos) para liberarem 
seus grânulos. 
É importante lembrar que células polarizadas com domínios especiais direcionam as 
vesículas para os domínios corretos num sistema de tentativa e sorte. Se a proteína não pertencer 
ao domínio, ela volta pro CG e é redistribuída. 
Existe uma situação especial na fenda sináptica onde o axônio pré-sináptico recicla as 
vesículas transportadoras de neutransmissor. Isso é um mecanismo inteligente, pois aumenta a 
velocidade da sinapse visto que demora um tempo considerável para a vesícula ser transportada 
do núcleo do neurônio para o seu axônio.