Resumo Biologia Celular - Tráfego e Segregação de Proteínas

Prévia do material em texto

RIBOSSOMOS
Realizam a catálise da síntese proteica, e são compostos de RNA ribossômico e mais de 50 tipos de proteínas. Possui uma 
subunidade maior e uma menor, que são sintetizadas no nucléolo, onde os RNAs ribossômicos se associam às proteínas 
ribossômicas recém-transportadas do citoplasma para o núcleo. Depois, são transportados para o citoplasma e então são capazes 
de realizar síntese proteica.
A subunidade menor fornece o pareamento correto dos códons do RNAm com os anticódons do RNAt, que trazem os a.a. 
Enquanto isso, a subunidade maior do ribossomo é responsável por unir os a.a. por ligações peptídicas.
Os ribossomos podem residir no retículo endoplasmático rugoso, ou livres no citosol. São constitutivamente idênticos, o que 
muda é o destino das proteínas que eles sintetizam.
Os ribossomos de procariotos e eucariotos diferem no tamanho e número de RNAr, e também na velocidade com que traduzem o 
RNAm, sendo que os ribossomos procariotos operam mais rápido, capazes de unir 20 a.a. contra 2 a.a. por segundo, em relação 
ao ribossomo eucarionte.
OS COMPARTIMENTOS CELULARES - REVISÃO
Funções
Uma célula eucariótica conduz diversas reações químicas simultaneamente, mutuamente incompatíveis. Por exemplo, algumas 
enzimas que sintetizam ligações peptídicas e outras que hidrolisam ligações peptídicas. Portanto, a existência dos 
compartimentos é essencial para segregar as reações químicas e permitir o funcionamento do conjunto total.
Para permitir que isso ocorra, algumas estratégias foram adotadas pelas células, tais como agregar enzimas em um grande 
complexo proteico e confinar os processos metabólicos e as proteínas que participam dos mesmosem compartimentos envoltos 
por membrana.
Evolução dos Compartimentos
Os compartimentos provavelmente evoluíram em estágios. Para os procariontes, microrganismos simples, manter-se em 
funcionamento com apenas uma membrana plasmática é totalmente possível. Porém para os eucariontes, que possuem um 
volume maior, sobreviver com apenas uma membrana seria impossível. Logo, o aumento do tamanho das células eucarióticas 
não seria possível se não houvesse o desenvolvimento das membranas internas. 
Estas podem ter surgido pela invaginação da membrana plasmática, com exceção das mitocôndrias e cloroplastos, que 
acreditamos terem surgido de outra forma, pois possuem seu próprio DNA e podem sintetizar parte de suas próprias proteínas. 
As semelhanças com o genoma e proteínas de bactérias sugerem que essas organelas surgiram a partir do englobamento de 
bactérias, que viviam em simbiose com a célula. 
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS
As proteínas são sintetizadas no citosol, e necessitam ser transferidas seletivamente para o local adequado da célula. Logo, a 
distribuição proteica é feita para diferentes locais da célula de acordo com os sinais da proteína (sinal de distribuição), que 
endereçam para onde ela deve ir. Esse sinal é a própria sequência de a.a. da proteína.
CITOSOL → NÚCLEO
São transportadas ativamente através dos poros nucleares. Os receptores de importação (proteínas importinas) ligam suas 
moléculas-carga (o que se deseja transportar, através de um sinal de localização celular) no citosol, fazem interações com as 
nucleoporinas, liberam as moléculas-carga no núcleo e são então exportadas ao citosol para serem reutilizadas.
Por passarem por um grande e expansível poro aquoso, neste transporte as proteínas podem ser carregadas em sua forma 
enovelada, diferentemente dos demais transportes.
GTPase Ran impõe a direcionalidade do transporte pelo poro, pelo aproveitamento da energia armazenada em gradientes de 
concentração na forma ligada ao GTP da GTPase Ran monomérica.
Tráfego e Segregação de Proteínas
segunda-feira, 2 de julho de 2018 19:16
 Página 1 de Resumo Biocel e Biomol - P2 
concentração na forma ligada ao GTP da GTPase Ran monomérica.
Compartimentalização de Ran-GDP e de Ran-GTP. A localização de Ran-GDP no citosol e Ran-GTP no núcleo resulta da localização das duas 
proteínas reguladoras Ran: proteína Ran ativadora de GTPase (Ran-GAP) localizada no citosol e fator Ran de troca de nucleotídeos de guanina 
(Ran-GEF) que se liga à cromatina e, portanto, está localizado no núcleo. A Ran-GDP é importada para o núcleo por seu próprio receptor de 
importação, que é específico para a conformação de Ran ligada a GDP. O receptor Ran-GDP não é relacionado estruturalmente à principal 
família de receptores de transporte nuclear. Contudo, ele também se liga às repetições FG nas nucleoporinas do canal NPC.
CITOSOL →MITOCÔNDRIA, CLOROPLASTO E PEROXISSOMO (PÓS-TRADUCIONAL)
Aqui o processo de importação de proteínas é pós-traducional, pois a translocação da proteína se dá apenas após ela estar 
pronta no citosol. 
A mitocôndria é uma organela envolta por dupla membrana, responsável pela síntese de ATP, a moeda energética da célula, e 
também pela produção de lipídeos e outros recursos. Movem-se pela célula associando-se aos microtúbulos. Localizam-se em 
regiões que demandam ATP (Ex: músculo cardíaco).
Cloroplastos são um tipo de plasto, presente apenas em células vegetais. Realizam fotossíntese e síntese de ATP, entre outras 
funções.
Durante o processo de crescimento e divisão, novas mitocôndrias e cloroplastos são produzidos, e necessitam de proteínas do 
citosol para este processo. O movimento destas proteínas se dá através de membranas, chamado então de translocação de 
proteínas.
A translocação de proteínas para a matriz mitocondrial se dá pelo processo descrito abaixo. 
A sequência-sinal N-terminal da proteína precursora mitocondrial é reconhecida pelos receptores do complexo TOM. A proteína é então 
translocada através do complexo TIM23, atravessando transitoriamente ambas as membranas mitocondriais (Animação 12.3). A sequência-
sinal é clivada por uma peptidase-sinal no espaço da matriz, para formar a proteína madura. A sequência-sinal livre é então rapidamente 
degradada (não mostrado).
Translocação de proteínas para a membrana externa da mitocôndria (SAM)
Após a translocação através do complexo TOM na membrana mitocondrial externa, proteínas ligam-se a chaperonas no espaço 
intermembrana. O complexo SAM insere então a cadeia polipeptídica não enovelada na membrana externa e auxilia no dobramento da 
cadeia.
Os peroxissomos realizam reações de oxidação, degradando moléculas tóxicas à célula. As proteínas de peroxissomos 
sintetizadas no citosol são reconhecidas pelos PEX5.
CITOSOL → RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (CO-TRADUCIONAL)
 Página 2 de Resumo Biocel e Biomol - P2 
CITOSOL → RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (CO-TRADUCIONAL)
Neste caso, o processo de importação de proteínas é co-traducional, pois a translocação da proteína se dá enquanto elas são 
sintetizadas. Diversos ribossomos se ligam à uma molécula de RNAm presentes no citosol, formando um polirribossomo. Se estes 
ribossomos estão ligados à membrana eles se tornam fixos à membrana do RE., e as proteínas traduzidas serão deslocadas para 
dentro do RE.
No caso de proteínas solúveis, elas serão deslocadas para o lúmen do RE, e as proteínas anfifílicas (transmembrana) para a 
membrana do RE.
Todas essas proteínas (que estão começando a ser sintetizadas) são direcionadas ao RE por uma sequência sinal de a.a. 
hidrofóbicos, reconhecida por uma partícula reconhecedora de sinal (SRP). Esta posteriormente é reconhecida por um receptor 
localizado na membrana. O complexo SRP é solto e o ribossomo se liga a um canal de translocação. A sequência sinal também 
funciona para abrir o canal de translocação. 
O sinal permanece ligado no canal e a síntese proteica prossegue, até terminar. A proteína passa para o lúmen pela ação da 
peptidase, e o sinal é degradado na membrana. 
Algumas proteínas permanecem na membrana, pois possuem regiões hidrofóbicas que atuam como uma sequência de parada de 
transferência, sendo liberada lateralmente e residindo então na membrana.Pares adicionais de sequências-sinal podem ser feitos, formando uma proteína transmembrana com diversas regiões hidrofóbicas 
cortando a membrana. 
 Página 3 de Resumo Biocel e Biomol - P2