Aula8 Compartimentos intracelulares e tráfego intracelular de vesículas

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11/04/2018
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COMPARTIMENTOS 
INTRACELULARES E 
TRÁFEGO INTRACELULAR 
DE VESÍCULAS
Profa. Ana Paula 
Coelho Marques
COMPARTIMENTOS INTRACELULARES
 Para que a célula opere de modo eficaz, os diversos 
processos intracelulares que ocorrem simultaneamente 
devem ser separados entre si;
 Em células eucarióticas, a célula separa os diferentes 
processos metabólicos e as proteínas necessárias para 
conduzi-los, dentro de compartimentos envoltos por 
membranas  compartimentos intracelulares ou 
organelas envoltas por membranas.
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 As proteínas são 
produzidas no citosol e daí 
transferidas para o 
compartimento onde são 
utilizadas;
 Cada compartimento 
contém um conjunto único 
de proteínas;
 Processo de transferência 
 distribuição proteica, 
depende de sinais 
construídos dentro da 
sequência de aminoácidos 
das proteínas; 
COMPARTIMENTOS INTRACELULARES
 Alguns compartimentos 
intracelulares de células 
eucarióticas se comunicam 
com outros pela formação de 
pequenos sacos 
membranosos ou vesículas;
 Transporte vesicular  as 
vesículas se destacam de um 
compartimento, movem-se 
pelo citosol e se fundem com 
outro compartimento;
COMPARTIMENTOS INTRACELULARES
 O tráfego constante de vesículas fornece as principais rotas 
para a liberação de proteínas da célula por exocitose e pela 
sua importação por endocitose.
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 As células eucarióticas são 
divididas internamente por 
membranas internas, que 
criam compartimentos 
fechados;
 Nestes compartimentos 
conjuntos de enzimas podem 
operar sem a interferência de 
reações que ocorram em 
outros compartimentos;
ORGANELAS ENVOLTAS POR MEMBRANAS
ORGANELAS ENVOLTAS POR MEMBRANAS
 O núcleo, o retículo 
endoplasmático (RE), o 
aparelho de Golgi, os 
lisossomos, os 
endossomos, as 
mitocôndrias e os 
peroxissomos são 
compartimentos distintos 
separados do citosol por pelo 
menos uma membrana 
seletivamente permeável; 
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ORGANELAS ENVOLTAS POR MEMBRANAS
 Os ribossomos não são 
envoltos por membranas e 
são muito pequenos, não 
visíveis no micróscopio
óptico;
 Ribossomos não se 
enquadram na definição 
original de organela;
 Alguns ribossomos são 
encontrados livres no citosol, 
e outros estão ligados à 
superfície citosólica do RE.
ORGANELAS ENVOLTAS POR MEMBRANAS
Fonte: Alberts, B. et al. Fundamentos de Biologia Celular, 2011. 
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ORGANELAS ENVOLTAS POR MEMBRANAS
 As organelas envoltas por membranas ocupam, juntas, cerca 
de metade do volume de uma célula eucariótica; 
 A quantidade total de membranas é enorme; ex: em células 
de mamíferos, a área da membrana do RE é de 20 a 30x 
maior que a da membrana plasmática; 
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Antes de se dividir, a célula eucariótica tem que 
duplicar suas organelas envoltas por membranas;
 A maior parte das organelas é formada a partir de 
organelas preexistentes, que crescem e então se 
dividem;
 O crescimento das organelas requer síntese de novos 
lipídeos para compor mais membranas e de proteínas 
de membrana e solúveis no interior das organelas;
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 As proteínas são continuamente 
sintetizadas, mesmo em células 
que não estão em divisão;
 Essas proteínas recém-
sintetizadas devem ser 
distribuídas para as organelas: 
algumas para secreção celular e 
outras para substituir proteínas 
degradadas de organelas;
 A síntese e direcionamento de 
novas proteínas para as organelas 
é essencial para a célula crescer, 
se dividir e funcionar 
corretamente.
 Em mitocôndrias, 
cloroplastos e para o 
interior do núcleo, as 
proteínas são entregues 
diretamente a partir do 
citosol;
 Para aparelho de Golgi, 
lisossomos, endossomos
e membranas nucleares, 
as proteínas e os lipídeos 
são entregues 
indiretamente pelo RE 
(responsável pela síntese 
de proteínas e lipídeos);
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
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 As proteínas entram no RE diretamente a partir do citosol
onde a maioria é sintetizada nos ribossomos;
 Podem permanecer no RE, mas a maioria é transportada 
ao aparelho de Golgi através de vesículas e daí para outras 
organelas ou para a membrana plasmática;
 As proteínas produzidas no citosol são despachadas para 
diferentes locais na célula de acordo com um sinal de 
distribuição (“endereços”) que elas contém nos seus 
aminoácidos; uma vez no endereço certo, as proteínas 
entram nas organelas;
 As proteínas que não possuem esses sinais permanecem 
residentes no citosol;
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Essa sequência-sinal 
é geralmente 
removida da proteína 
acabada, uma vez 
que a distribuição 
tenha sido executada.
 O sinal de distribuição em proteínas é uma porção 
da sequência de aminoácidos ( 15 a 60 aa de 
comprimento);
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
As sequências-sinal são suficientes para direcionar
uma proteína para uma determinada organela;
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
Não é a exata sequência de aa. da proteína em si, que define 
a função desses sinais, mas sim suas propriedades físicas, 
como a hidrofobicidade ou a presença de aminoácidos 
carregados. 
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Como uma proteína 
(hidrofílica) passa através da 
membrana hidrofóbica das 
organelas? 
 As proteínas são 
importadas pelas organelas 
por três mecanismos;
 Todos esses processos 
requerem energia;
 As proteínas permanecem 
enoveladas durante as 
etapas de transporte dos 
mecanismos 1 e 3, mas 
normalmente devem 
desenovelar-se no 
mecanismo 2.
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Em 1, as proteínas que se 
movem do citosol para o 
núcleo são transportadas 
pelos poros nucleares;
 Esses poros são seletivos, 
transportam ativamente 
macromoléculas 
específicas, mas permitem 
a difusão livre de 
moléculas menores; 
 As proteínas passam pelos 
poros nucleares 
enoveladas.
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Em 2, as proteínas são 
transportadas através de 
translocadores
proteicos localizados 
nas membranas;
 A proteína transportada 
se desdobra e 
“serpenteia” pela 
membrana;
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Em 3, as proteínas que se 
movem do RE adiante, 
são conduzidas por 
vesículas de transporte; 
 As vesículas se enchem 
com as proteínas de uma 
organela ao se 
desprenderem dela; 
 E descarregam a sua 
carga em um segundo 
compartimento ao 
fusionar-se com a 
membrana deste;
 O mesmo processo ocorre 
com lipídios proteínas da 
membrana plasmática.
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 O envelope nuclear é composto por duas membranas,
encerra o DNA nuclear e define o compartimento nuclear;
TRANSPORTE DE PROTEÍNAS DO CITOSOL PARA 
O NÚCLEO
 A membrana interna contém 
proteínas, que servem como 
sítios de ligação para os 
cromossomos e sustentação 
da lâmina nuclear
(filamentos proteicos que 
sustentam a membrana 
nuclear internamente);
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 A composição da 
membrana nuclear 
externa se assemelha 
muito à membrana do 
RE, com a qual ela é 
contínua;
 Nas células eucarióticas, 
o envelope nuclear é 
perfurado por poros 
nucleares, que formam 
canais por onde as 
moléculas entram ou 
saem do núcleo. 
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 O tráfego ocorre pelos poros em ambas as direções: 
1) Proteínas do citosol destinadas ao núcleo
2) Moléculas de RNA 
(mRNA), sintetizadas no 
núcleo, e subunidades 
ribossomais montadas no 
núcleo, são exportadas. 
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
Um poro nuclear é uma estrutura grande e elaborada 
composta de cerca de 30 proteínas diferentes;DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
TRANSPORTE DE PROTEÍNAS DO CITOSOL PARA 
MITOCÔNDRIAS E CLOROPLASTOS
 Mitocôndrias e cloroplastos são circundados por 
membranas internas e externas, e produzem ATP;
 A maior parte das proteínas destas organelas é 
importada do citosol;
 Para sua manutenção e crescimento, também importam 
novos lipídeos para as suas membranas a partir do RE;
 Os fosfolipídeos são transportados individualmente para 
essas organelas por proteínas hidrossolúveis carreadoras 
de lipídeos que extraem uma molécula fosfolipídica de 
uma membrana e a entregam à outra.
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Essas proteínas normalmente 
possuem uma sequência-sinal 
que as permite entrar na sua 
organela específica. Passam 
através de ambas as 
membranas, externa e interna 
ao mesmo tempo (translocação);
 Cada proteína é 
desenovelada à medida 
que é transportada, e sua 
sequência-sinal é removida 
após a translocação ser 
completada;
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
TRANSPORTE DE PROTEÍNAS DO CITOSOL PARA O RE
 Retículo endoplasmático 
(RE) é o mais extenso 
sistema de membranas em 
uma célula eucariótica;
 Serve como ponto de 
entrada para proteínas 
destinadas para outras 
organelas, bem como de 
proteínas para o próprio RE.
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Proteínas destinadas ao 
aparelho de Golgi, 
endossomos, lisossomos, e 
membrana plasmática, entram 
primeiro no RE vindas do 
citosol;
 Uma vez dentro do RE ou na 
membrana do RE, as proteínas 
não retornam ao citosol;
 São carregadas de uma 
organela para outra, de uma 
organela para a membrana 
plasmática ou para o exterior 
celular por vesículas de 
transporte;
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Dois tipos de proteínas são transferidos do citosol para o 
RE: 
 As proteínas hidrossolúveis são completamente 
translocadas pela membrana do RE e liberadas no lúmen do 
RE;  As proteínas 
transmembrana são 
apenas parcialmente 
translocadas pela 
membrana do RE e se 
tornam embebidas nela. 
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 As proteínas 
hidrossolúveis estão 
liberadas na superfície 
celular ou no lúmen de uma 
organela; 
 As transmembrana
permanecem na membrana 
do RE, na membrana de 
outra organela, ou na 
membrana plasmática. 
 Todas essas proteínas são 
inicialmente direcionadas ao 
RE por uma sequência-
sinal de RE
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
As proteínas que entram no RE, entram através da 
membrana do RE antes que a cadeia polipeptídica esteja 
completamente sintetizada
 Isso exige que os ribossomos 
que estejam sintetizando as 
proteínas fiquem presos à 
membrana do RE
 Esses ribossomos ligados à 
membrana do RE cobrem a 
superfície do RE, criando 
regiões chamadas de retículo 
endoplasmático rugoso
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Os ribossomos livres 
não estão presos a 
qualquer membrana e 
sintetizam todas as 
demais proteínas 
codificadas pelo DNA 
nuclear. 
 Há duas populações separadas de ribossomos no 
citosol:
 Os ribossomos ligados à membrana estão presos à 
membrana do RE e à membrana nuclear externa e 
produzem proteínas que serão translocadas ao RE. 
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Os ribossomos ligados a membranas e os ribossomos 
livres são estrutural e funcionalmente idênticos;
 Diferem unicamente pelas proteínas que sintetizam;
 Quando um ribossomo sintetiza uma proteína com 
um sinal para RE, a sequência-sinal direciona o 
ribossomo à membrana do RE.
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 À medida que uma molécula de mRNA é traduzida, 
muitos ribossomos se ligam a ela, formando um 
polirribossomo;
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
A sequência-sinal para RE é guiada para a membrana do RE por pelo 
menos dois componentes proteicos: 
(1) uma partícula de reconhecimento de sinal (SRP) no citosol e se 
liga à sequência-sinal de RE quando exposta pelo ribossomo, 
(2) um receptor de SRP que está embebido na membrana do RE, que 
reconhece SRP.
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
 Após ligar-se ao seu receptor, a SRP é liberada e a síntese proteica 
recomeça, com a cadeia polipeptídica sendo agora dirigida para o 
lúmen do RE por um canal de translocação da membrana do RE
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
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DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
Nem todas as proteínas que entram no RE são liberadas 
no lúmen do RE. Algumas permanecem embebidas na 
membrana do RE, como as proteínas transmembrana.
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
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TRANSPORTE VESICULAR
 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 pela fusão de vesículas de transporte.
 As vesículas transportam 
proteínas e lipídeos 
(membranas) entre os 
compartimentos celulares, 
permitindo às células comer 
e secretar.
TRANSPORTE VESICULAR
 Existem duas vias secretórias principais:
1) Via exocítica (para fora da célula)
2) Via endocítica (para dentro da célula)
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TRANSPORTE VESICULAR
 Via exocítica: 
 As vesículas brotam de uma membrana e se fusionam com 
outras, carregando componentes de membrana e proteínas
solúveis entre os compartimentos celulares.
TRANSPORTE VESICULAR Via exocítica: 
 Inicia com a síntese de proteínas sobre a membrana do RE e 
sua entrada no RE, e conduz pelo aparelho de Golgi até a 
superfície celular;
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TRANSPORTE VESICULAR Via exocítica: 
 Na via exocítica (setas vermelhas), as moléculas proteicas 
são transportadas do RE, pelo aparelho de Golgi, para a 
membrana plasmática ou via endossomos (iniciais e 
tardios) aos lisossomos.
TRANSPORTE VESICULAR Via endocítica: 
 Na via endocítica de fora para dentro (setas verdes), moléculas 
extracelulares são ingeridas em vesículas derivadas da membrana 
plasmática e são entregues a endossomos iniciais e, então (por 
meio de endossomos tardios), aos lisossomos.
responsável pela 
ingestão e 
degradação de 
moléculas 
extracelulares
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TRANSPORTE VESICULAR
 Cada vesícula de transporte leva consigo somente as 
proteínas apropriadas para o seu destino e fusiona-se 
apenas com a membrana-alvo apropriada;
 Diferentes tipos de vesículas de transporte migram 
entre as várias organelas, cada uma carregando um 
conjunto distinto de moléculas; 
 As vesículas que brotam das membranas geralmente 
possuem uma capa proteica  vesículas revestidas;
 Depois de brotar de sua organela de origem, a vesícula 
perde o seu revestimento, permitindo que a membrana 
da vesícula interaja diretamente com a membrana na 
qual ela irá fusionar-se;
 A capa dá forma à membrana da vesícula em um 
brotamento e ajuda a captar moléculas para o 
transporte a ser realizado.
TRANSPORTE VESICULAR
 As vesículas mais comuns são as revestidas por proteína 
clatrina  vesículas revestidas de clatrina;
 Brotam do aparelho de Golgi, na via secretória (para 
fora), e da membrana plasmática, na via endocítica
(para dentro).
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TRANSPORTE VESICULAR
 As moléculas de 
clatrina se montam em 
uma rede em forma de 
cesta na superfície 
citosólica da membrana, 
conferindo o formato da 
membrana numa 
vesícula. 
TRANSPORTE VESICULAR
 Uma outra classe de proteínas de revestimento, as 
adaptinas, auxiliam na captura de moléculas 
específicas da vesícula; 
 Seguram a capa 
de clatrina à 
membrana da 
vesícula e ajudam 
a selecionaras 
moléculas a 
serem carregadas 
no transporte.
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TRANSPORTE VESICULAR
 As vesículas revestidas de clatrina transportam moléculas 
com carga selecionadas.
1) Os receptores de carga, com as suas moléculas
carga ligadas, são capturados pelas adaptinas; 
2) As adaptinas ligam as moléculas de clatrina à 
superfície externa da vesícula em brotamento;
1
2
TRANSPORTE VESICULAR
3) Proteínas de dinamina se acoplam ao 
pescoço dasvesículas em formação; 
4) A dinamina auxilia a destacar a vesícula 
(energia da hidrólise do seu GTP + auxílio de 
outras proteínas).
1
2
3
4
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TRANSPORTE VESICULAR
5) Após completo o brotamento , as proteínas de 
revestimento são removidas; 
6) A vesícula nua pode fusionar-se com a sua 
membrana-alvo;
1
2
3
4
5
6
TRANSPORTE VESICULAR
 Proteínas funcionalmente semelhantes são encontradas 
em outros tipos de vesículas revestidas.
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ANCORAMENTO DE VESÍCULAS
 Após o desprendimento da vesícula de transporte da 
membrana, ela deve ir para o destino correto, para 
entregar seu conteúdo;
 Geralmente, a vesícula é transportada por proteínas 
motoras que se movem ao longo das fibras do 
citoesqueleto; 
 Quando a vesícula de transporte atinge seu alvo, tem 
de reconhecer e se ancorar na organela;
 Somente então a membrana da vesícula pode fundir-se 
à membrana-alvo e descarregar a sua carga.
ANCORAMENTO DE VESÍCULAS
 Cada vesícula de transporte possui na sua superfície 
marcas moleculares de acordo com a sua origem e 
conteúdo;
 Existem na membrana-alvo (incluindo a membrana 
plasmática) receptores para reconhecer estes 
marcadores; 
 Esse processo de identificação depende de proteínas 
denominadas proteínas Rab (marcadores nas 
membranas das vesículas) e SNAREs (proteínas 
transmembranas);
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ANCORAMENTO DE VESÍCULAS
1) As proteínas Rab e SNAREs auxiliam diretamente no 
transporte de vesículas para suas membranas-alvo.
1
2) Uma proteína de aprisionamento 
filamentosa sobre uma membrana se liga 
à proteína Rab na superfície de
uma vesícula.
2
3) Essa interação permite à vesícula
ancorar na sua membrana-alvo.
3
ANCORAMENTO DE VESÍCULAS
4) A v-SNARE sobre a vesícula então se liga a uma t-
SNARE complementar sobre a membrana-alvo..
1
 As proteínas Rab e as de aprisionamento 
fazem o reconhecimento inicial entre a 
vesícula e a membrana-alvo;
 O pareamento de SNAREs garante que a 
vesícula alcance sua membrana-alvo .
2
3
4
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ANCORAMENTO DE VESÍCULAS
 Uma vez que a vesícula de transporte tenha reconhecido a 
sua membrana-alvo e lá ancorado, ela tem de fusionar-se 
com a membrana para entregar a sua carga  proteínas 
SNAREs são importantes na fusão de membranas.
1) O pareamento de v-SNAREs e t-
SNAREs força as duas bicamadas 
lipídicas à justaposição.
1
2) A força das SNAREs se enrolando 
expulsam as moléculas de água entre as 
duas membranas, assim seus lipídeos 
podem formar uma bicamada contínua.
2
ANCORAMENTO DE VESÍCULAS
3) Outras proteínas no sítio de fusão cooperam com as 
SNAREs para iniciar a fusão;
 Proteínas adicionais ajudam a separar as SNAREs de modo 
que possam ser usadas novamente.
3
2
1
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VIAS SECRETORAS
 Proteínas recém-sintetizadas, lipídeos e carboidratos 
são distribuídos do RE, via aparelho de Golgi, para a 
superfície celular pelas vesículas de transporte que se 
fundem à membrana plasmática  exocitose.
 Durante a migração, a célula monitora a proteína, para 
garantir que foi perfeitamente sintetizada e apenas 
aquelas corretamente construídas sejam liberadas pela 
célula;
 As demais são degradadas pela própria célula.
VIAS SECRETORAS - EXOCITOSE
 Muitas proteínas são glicolisadas no RE  glicosilação;
 Isso ajudam a estabilizar a estrutura proteica, já que as 
proteínas podem encontrar mudanças de pH e enzimas 
degradativas no exterior da célula (se secretadas ou 
incorporadas à membrana plasmática);
 O processamento oligossacarídico inicia no RE e 
continua no aparelho de Golgi.
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VIAS SECRETORAS - EXOCITOSE
1) Quando uma proteína 
entra no RE, ela é 
glicosilada pela adição 
de um oligossacarídio a 
asparaginas do
polipeptídeo.
2) Cada oligossacarídio é
transferido intacto para a
asparagina a partir de 
um lipídeo Dolicol. 
1
2
VIAS SECRETORAS - EXOCITOSE
 As proteínas processadas incorretamente ou com falhas 
de montagem são retidas no RE pela ligação a 
proteínas chaperonas.
 As proteínas malformadas se 
ligam a chaperonas do lúmen 
do RE e são aí retidas; 
 Dessa forma, o RE controla a 
qualidade das proteínas que exporta 
para o aparelho de Golgi.
 Se as proteínas malformadas falham 
em reenovelar-se normalmente, elas 
serão transportadas de volta para o 
citosol, onde serão degradadas.
 Proteínas normalmente 
processadas são transportadas em 
vesículas para o aparelho de 
Golgi. 
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VIAS SECRETORAS - EXOCITOSE
 Quando há muita síntese proteica, o sistema de 
controle do RE pode ficar sobrecarregado;
 Pode haver acúmulo de proteínas malenoveladas 
necessidade de aumento de produção de RE.
Ativação de um grupo de receptores na membrana do RE 
para transcrição 
Resposta de proteína desenovelada 
(UPR, de unfolded protein response);
Estimula a célula a produzir mais RE
VIAS SECRETORAS - EXOCITOSE
1) As proteínas 
malenoveladas se 
ligam a receptores 
que estimulam a 
produção de um 
regulador da 
transcrição.
1
2) Essa proteína entra 
no núcleo, onde
ativa genes que 
codificam chaperonas e
outros componentes do 
RE, promovendo, 
assim, o enovelamento 
e o processamento 
apropriados
das proteínas.
2
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VIAS SECRETORAS - EXOCITOSE
 As proteínas serão então modificadas e distribuídas ao 
Aparelho de Golgi;
 O aparelho de Golgi está, 
em geral, localizado próximo 
ao núcleo celular e ao 
centrossomo (céls. animais);
 É uma coleção de sacos 
achatados, envoltos por 
membranas (cisternas), 
empilhados como pratos;
 Cada pilha contém de 3-20 
cisternas.
VIAS SECRETORAS - EXOCITOSE
 Com faces cis (face de entrada adjacente ao RE) e trans
(face de saída voltada para a membrana plasmática). 
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VIAS SECRETORAS - EXOCITOSE
1) As proteínas solúveis em 
membrana entram na rede cis de 
Golgi pelas vesículas de transporte 
derivadas do RE; 
2) Viajam pelas cisternas em sequência por meio de 
vesículas de transporte que brotam de uma cisterna e se 
fusionam com a próxima.
3) Saem da rede trans de Golgi 
em vesículas de transporte 
destinadas para a superfície 
celular ou para outro 
compartimento. 
1
2
3
VIAS SECRETORAS - EXOCITOSE
 A exocitose opera continuamente e supre a membrana 
plasmática de proteínas e lipídeos recém-formados;
 É a via pela qual a membrana plasmática cresce 
quando as células aumentam antes de se dividirem; 
 Também carrega proteínas para a superfície celular 
para serem liberadas ao exterior, um processo chamado 
de secreção.
 As proteínas não requerem uma sequencia-sinal 
específica para entrar nessa via 
Via constitutiva de exocitose ou via-padrão
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VIAS SECRETORAS - EXOCITOSE
 Via regulada de exocitose  em células especializadas em 
secreção.
1) Proteínas selecionadas na 
rede trans de Golgi são 
desviadas para vesículas 
secretórias, onde são 
concentradas e 
armazenadas até que um 
sinal extracelular estimule 
sua secreção.
1
Ex.: Células 
secretórias de 
hormônios, muco ou 
enzimas digestórias;
VIAS SECRETORAS - ENDOCITOSE
 As células eucarióticas estão sempre capturando líquido 
e moléculas grandes e pequenas porendocitose; 
 O material a ser ingerido é encerrado por uma 
pequena porção da membrana plasmática, que primeiro 
brota para dentro e então se destaca para formar uma 
vesícula endocítica intracelular; 
 É, então, entregue aos lisossomos, onde é digerido; 
 Os metabólitos gerados pela digestão são transferidos 
diretamente para fora do lisossomo no citosol, onde eles 
podem ser usados pela célula.
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VIAS SECRETORAS - ENDOCITOSE
 Existem dois tipos principais de endocitose, de acordo 
com o tamanho das vesículas endocíticas formadas: 
1) Pinocitose (“o beber da célula”)  ingestão de líquido 
e de moléculas por pequenas vesículas (< 150 nm de 
diâmetro);
2) Fagocitose (“o comer da célula”)  ingestão de 
partículas grandes (microrganismos e fragmentos 
celulares) por grandes vesículas - fagossomos
(geralmente > 250 nm de diâmetro); 
 Todas as células eucarióticas continuamente ingerem 
líquido e pequenas moléculas por pinocitose;
 Mas apenas células fagocitárias especializadas 
ingerem grandes partículas.
VIAS SECRETORAS - ENDOCITOSE
FAGOCITOSE
 Células fagocitárias (ex.: macrófagos e leucócitos):
1) Defendem-nos contra infecções pela ingestão de 
microrganismos invasores;
2) Têm uma participação importante na limpeza de 
células mortas ou defeituosas e restos celulares.
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VIAS SECRETORAS - FAGOCITOSE
 As partículas a serem fagocitadas, devem primeiro ligar-se à 
superfície da célula fagocitária e ativar uma variedade de 
receptores de superfície;
 Alguns receptores 
reconhecem anticorpos
 proteínas que protegem 
contra infecções por se 
ligarem à superfície dos 
microrganismos;
 A ligação de uma 
bactéria coberta por 
anticorpos a esses 
receptores induz a célula 
fagocitária a estender 
projeções da membrana 
plasmática, chamadas de 
pseudópodes, que 
engolfam a bactéria;
VIAS SECRETORAS - FAGOCITOSE
 Os pseudópodes se 
fusionam nas pontas para 
formar um fagossomo; 
 O fagossomo então se 
fusiona com um 
lisossomo e o 
microrganismo é digerido.
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VIAS SECRETORAS - FAGOCITOSE
1-4) Etapas da fagocitose de 
bactéria já atacada por 
imunoglobulina;
2) Superfície dos macrófagos 
com receptores para a 
proteína, que promovem a 
aderência da bactéria; 
3) Formação de pseudópodo; 
4) A bactéria dentro de um 
fagossomo, onde poderá ser 
morta e digerida pelos 
lisossomos. 
VIAS SECRETORAS - FAGOCITOSE
Microfotografia eletrônica de um 
leucócito (neutrófilo) ingerindo uma 
bactéria, a qual está em processo de 
divisão.
Macrófago engolfando um par de 
eritrócitos: as setas apontam para as 
os pseudópodes que as células 
fagocitárias estão estendendo como 
colarinhos para encobrir sua
presa.
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Alguns organismos desenvolveram, durante a evolução, mecanismos 
para escapar à morte intracelular após fagocitados.
Secreta uma substância 
que impede a fusão dos 
fagossomos com os 
lisossomos
Desenvolve cápsula 
resistente e impermeável 
às enzimas lisossômicas
Ao ser fagocitado, 
rapidamente digere a 
membrana que o 
envolve (fagossomo) 
tornando-se livre no 
citoplasma
VIAS SECRETORAS - FAGOCITOSE
VIAS SECRETORAS - ENDOCITOSE
PINOCITOSE  As células continuamente 
ingerem pequenos pedaços 
da sua membrana 
plasmática, juntamente com 
líquido extracelular 
vesículas pinocíticas;
 Essas vesículas são 
posteriormente retornadas à 
superfície celular; 
 A pinocitose é 
principalmente conduzida 
por fossas e vesículas 
cobertas por clatrina;
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VIAS SECRETORAS - PINOCITOSE
 O líquido extracelular fica preso na fossa revestida à medida 
que essa se invagina para formar uma vesícula coberta; 
 Após se destacarem da 
membrana plasmática, estas 
vesículas cobertas de clatrina
perdem sua capa e se fusionam 
com um endossomo; 
 Assim, as substâncias dissolvidas 
no líquido extracelular são 
internalizadas e entregues aos 
endossomos; 
 Essa entrada de líquido é 
geralmente balanceada pela 
perda de líquido durante a 
exocitose.
Pinocitose não seletiva:
vesículas englobam todos os 
solutos presentes no líquido 
extracelular.
Pinocitose seletiva (endocitose
mediada por receptor):
1) A substância (macromoléculas) 
a ser incorporada adere a 
receptores da superfície celular;
2) A membrana se afunda e 
receptor + macromolécula 
passam para uma vesícula que se 
destaca da superfície celular e 
entra no citoplasma.
VIAS SECRETORAS - PINOCITOSE
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VIAS SECRETORAS - ENDOCITOSE
Pinocitose mediada por receptor: habilidade das células animais de captar 
o colesterol de que elas necessitam para produzir membranas novas.
Receptores para o 
colesterol 
defeituosos ou não 
existentes (defeito no 
gene que codifica o 
recptor) levam ao 
acúmulo de 
colesterol no sangue 
 arteroesclerose.
VIAS SECRETORAS - ENDOCITOSE
O destino das proteínas receptoras 
envolvidas na endocitose depende do 
tipo de receptor. 
Três vias principais: 
1) Receptores recuperados são 
devolvidos para o mesmo domínio da 
membrana plasmática de onde vieram 
(reciclagem); 
2) Receptores que não são 
recuperados seguem dos endossomos
para os lisossomos, onde são 
degradados (degradação);
3) Receptores recuperados são 
devolvidos para um domínio diferente 
da membrana plasmática de onde 
vieram (transcitose) 
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VIAS SECRETORAS - ENDOCITOSE
 Os lisossomos são sacos 
membranosos de enzimas 
hidrolíticas (40 tipos diferentes) 
que conduzem a digestão 
intracelular de materiais 
extracelulares e organelas 
esgotadas;
 Degradam proteínas, ácidos 
nucleicos, oligossacarídeos e 
fosfolipídeos;
 Todas essas enzimas são 
otimamente ativas nas 
condições ácidas (pH ~5) 
mantidas dentro dos 
lisossomos.
VIAS SECRETORAS - ENDOCITOSE
 A membrana lisossômica 
contém transportadores 
que levam os produtos 
finais da digestão de 
macromoléculas aa., 
açúcares e nucleotídeos) 
ao citosol;
 Daí podem ser excretados 
ou utilizados pela célula; 
 A membrana lisossômicas 
contém uma bomba de H+
dirigida por ATP, que 
bombeia prótons para 
dentro dos lisossomos, 
mantendo seu pH ácido;
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VIAS SECRETORAS - ENDOCITOSE
 As células possuem uma via adicional para suprir materiais ao 
lisossomo  autofagia;
 Usada para a 
degradação de 
partes obsoletas da 
própria célula, 
outras organelas 
por ex.
 Inicia com o cerco 
da organela por 
uma membrana 
dupla, criando um 
autofagossomo, 
o qual então, se 
fusiona com 
lisossomos
RECICLAGEM DA MEMBRANA PLASMÁTICA
 Grande quantidade de membrana é introduzida no 
citosol (por endocitose), sem que se note diminuição da 
célula ou da membrana e sem síntese de novas 
moléculas par reconstituição da membrana removida;
 Existe na célula um fluxo constante de membranas, 
entre a membrana plasmática e a membrana das 
vesículas de fagocitose, pinocitose e secreção.
 As células se mantém do mesmo tamanho pela síntese 
de nova membrana plasmática e também devolução da 
membrana removida.
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Referências e sugestões para estudos 
 Fundamentos da Biologia Celular
Alberts et al., 2011
Cap. 15: 495-530
 Biologia Celular e Molecular. 
Junqueira & Carneiro, 2012
Cap. 10