TRANSPORTE VESICULAR

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TRANSPORTE VESICULAR:
Via secretória: para fora. Inicia com a síntese de proteínas sobre a membrana no RE e sua entrada no RE, e conduz pelo aparelho de Golgi até a superfície celular. Uma rota lateral conduz o transporte através dos endossomos até os lisossomos. Transporte principalmente de proteínas solúveis e fosfolipídeos (exceto nas mitocôndrias). Via endocítica: para dentro. Responsável pela ingestão e degradação de moléculas extracelulares, move matérias a partir da membrana, através dos endossomos, para os lisossomos. Transporte de material para fagocitose, nutrientes, hormônios, etc. Cada vesícula de transporte deve levar consigo somente as proteínas apropriadas para o seu destino e fusionar-se com a membrana-alvo apropriada. Os eventos de reconhecimento dependem de proteínas associadas à membrana das vesículas de transporte.
As vesículas que brotam das membranas possuem uma capa proteica – vesículas revestidas. Depois de brotar, 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 serve para dar forma à membrana em um brotamento e ajuda a captar moléculas para o transporte a ser realizado. As capas podem ser constituídas da proteína clatrina. As vesículas compostas dessa proteína brotam do aparelho de Golgi, na via secretória, e da membrana plasmática, na via endocítica. As moléculas de clatrina se montam em uma rede em forma de cesta na superfície citosólica da membrana, esse processo começa a dar o formato da membrana em uma vesícula. A dinamina, uma proteína que se liga à GTP, associa-se como um anel ao redor do pescoço de cada fossa revestida invaginada profundamente na membrana, causando a constrição do anel, destacando a vesícula da membrana. As adaptinas, capturam moléculas especificas para transporte. As moléculas a serem carregadas, possuem sinais de transporte específicos, que são reconhecidos por receptores de carga localizados na membrana do compartimento. As adaptinas ajudam a capturar moléculas carga específicas pelo aprisionamento dos receptores de carga que se ligam a elas. Um conjunto selecionado de moléculas carga é incorporado ao lúmen de cada vesícula revestida de clatrina recém-formada. As vesículas COP-revestidas estão envolvidas no transporte de moléculas entre RE e o aparelho de Golgi, e de uma parte do aparelho de Golgi para outra.
As vesículas são ativamente transportadas por proteínas motoras que se movem ao longo das fibras do citoesqueleto. Uma vez que a vesícula de transporte tenha atingido seu alvo, ela tem de reconhecer e se ancorar na organela. Esse processo de identificação ocorre por proteínas Rab. As proteínas Rab na superfície da vesícula são reconhecidas pelas proteínas de aprisionamento na superfície citosólica da membrana alvo. Um reconhecimento adicional é realizado pelas proteínas SNAREs: uma vez que a proteína de aprisionamento tenha capturado a vesícula segurando firmemente sua proteína Rab, as SNARE sobre a vesícula interagem com SNARE complementares sobre a membrana-alvo, ancorando a vesícula do seu local. A fusão permite a entrega do conteúdo da vesícula no interior na organela-alvo e adiciona a membrana da vesícula à membrana da organela. Enquanto o ancoramento requer somente que as duas membranas se aproximem o suficiente para que haja interação entre as proteínas protuberantes das duas bicamadas, a fusão requer uma aproximação ainda maior, de forma que seus lipídeos possam misturar-se. Proteínas SNARE tem um papel central no processo de fusão: após o pareamento, v-SNARE e t-SNARES se enredam umas nas outras, agindo como uma manivela que puxa duas membranas para bem próximo uma da outra. Depois da fusão a molécula fica retida dentro da organela. A proteína Rab-GTP é liberada como proteína GDI.
Proteínas recém-sintetizadas, lipídeos e carboidratos são distribuídos pela célula a partir da exocitose.
A maioria das proteínas que entram no RE é quimicamente modificada nesse compartimento. Pontes dissulfidicas são formadas pela oxidação de pares de cadeias laterais de cisteínas, ajudando a estabilizar a estrutura daquelas proteínas que podem encontrar mudanças de ph e enzimas degradativas no exterior da célula. Muitas das proteínas que entram no lúmen do RE ou na membrana do RE são convertidas em glicoproteínas pela ligação covalente de cadeias laterais curtas de oligossacarídeos, no processo de glicosação; esse processo causa a proteção da proteína contra degradação, retém a proteína no RE até que seja apropriadamente processada ou ajuda a dirigi-la para a organela apropriada, servindo como sinal de empacotamento da proteína; além disso, quando estão na superfície celular, os oligossacarídeos formam parte da camada celular de carboidratos e podem funcionar no reconhecimento de uma célula por outra. O processamento de oligossacarídeos inicia no RE e continua no aparelho de Golgi.
Algumas proteínas são retidas no RE por uma sequência C-terminal de quatro aminoácidos chamada sinal de retenção no RE, que é reconhecido por uma proteína receptora ligada à membrana no RE e no aparelho de Golgi. As proteínas que são destinadas a outros locais são empacotadas em vesículas de transporte de brotam do RE e se fusiosam com o aparelho de Golgi. O RE controla a qualidade das proteínas que exporta para o aparelho de Golgi, de forma que proteínas processadas incorretamente são retidas ativamente no RE pela ligação a proteínas chaperonas, que retém as proteínas no RE até que ocorra o processamento adequado. Algumas vezes esse mecanismo de controle de qualidade pode ser prejudicial à saúde, como na mutação predominante que causa a fibrose cística, que produz uma proteína de transporte levemente malformada, apesar de mutante pode funcionar adequadamente, mas acaba sendo retida no RE, tendo graves consequências.
Quando a produção proteica da célula excede a capacidade de transporte e enovelamento do seu RE, as proteínas mal enoveladas começam a acumular-se. Essas proteínas servem como um sinal para oriental a célula a produzir mais RE. Isso ocorre pela ativação de um grupo especial de receptores que ativam um programa de transcrição chamado resposta de proteína desenovelada (UPR). O UPR permite às células ajustar o tamanho do RE conforme a necessidade, de modo que o carregamento de proteínas que entram na via secretora seja enovelado com eficiência e de forma apropriada. Entretanto, em alguns casos, mesmo um RE expandido pode tornar-se sobrecarregado. Se um equilíbrio apropriado não puder ser estabelecido, o programa UPR pode direcionar a célula à apoptose. Tal situação pode surgir em diabete iniciado em adultos, onde os tecidos do corpo gradualmente se tornam resistentes ao efeito da insulina; fazendo com que o pâncreas seja estimulado a produzir cada vez mais insulina, quanto mais células de insulina foram eliminadas, mais decairá a demanda para produzir mais insulina para as células sobreviventes, exigindo demais dos seus Res e tornando-os mais suscetíveis a morrer também.
No aparelho de Golgi, a face de entrada é a CIS, adjacente ao RE, e a face de saída é a TRANS, que aponta em direção a membrana plasmática. As proteínas solúveis e de membrana entram na rede CIS pelas vesículas de transporte derivadas do RE, e viajam pelas cisternas em sequência por meio de vesículas que brotam de uma cisterna e se fusionam com a próxima, e irão sair pela rede TRANS em vesículas de transporte destinadas para a superfície celular ou para outro compartimento. Proteínas que entram na rede CIS podem mover-se adiante pela pilha de cisternas, ou se possuírem um sinal de retenção no RE, elas retornam ao RE. As proteínas que saem da rede TRANS são distribuídas de acordo com seu destino. Existe uma correlação entre a posição de uma enzima na cadeia de eventos de processamento e sua localização do Golgi: enzimas que atuam no início são encontradas nas cisternas próximas à face CIS; as que atuam mais tarde são encontradas próximas à face TRANS.
Via constitutiva de exocitose: operacontinuamente e supre a membrana plasmática de proteínas e lipídeos recém-formados, é a via pela qual a membrana cresce quando as células aumentam antes de se dividire; também carrega proteínas para a superfície celular para serem liberadas ao exterior. Via regulada de exocitose: opera apenas em células que são especializadas em secreção, possui vesículas secretoras que brotam da rede TRANS de Golgi e se acumulam perto da membrana plasmática, nesse local, aguardam o sinal extracelular que irá estimulá-las a se fusionar com a membrana plasmática e liberar seu conteúdo ao exterior celular. As proteínas que se movimentam pela via regulada têm a capacidade de agregar-se umas com as outras, essas proteínas agregadas são empacotadas em vesículas secretórias, que se destacam da rede e aguardam um sinal para fusão com a membrana. Já as proteínas que se movimentam pela via constitutiva não se agregam e são carregadas automaticamente à membrana pelas vesículas de transporte da via. Quando uma vesícula secretória ou de transporte se fusiona à membrana plasmática e descarrega seu conteúdo por exocitose, sua membrana se torna parte da membrana plasmática.
A captura de liquido contendo moléculas grandes e pequenas são transportados pela via endocítica.
Fagocitose: partículas grandes, microrganismos e fragmentos celulares, grandes fagossomos, fusão fagossomo mais lisossomo. A ligação de uma bactéria coberta de anticorpos aos receptores dos macrófagos induz a célula fagocitária a estender projeções da membrana, pseudópodes, que engolfam a bactéria e se fusionam nas pontas para formar um fagossomo; esse fagossomo se fusiona ao lisossomo e o microrganismo é digerido.
Pinocitose: células eucarióticas geralmente ingerem pequenos pedaços de sua membrana plasmática, juntamente com pequenas quantidades de líquido extracelular, na forma de pequenas vesículas pinocíticas que, posteriormente, são retornadas a superfície celular. Uma vez que a área de superfície e o volume de uma célula permanecem inalterados durante a pinocitose, a mesma quantidade de membrana é adicionada a superfície por fusão de vesículas e removida por endocitose. A pinocitose é conduzida por fossas e vesículas cobertas por clatrina. O liquido extracelular fica preso na fosse revestida à medida que essa se invagina para formar uma vesícula coberta, desse modo, as substâncias dissolvidas no liquido são internalizadas e entregues aos endossomos; essa entrada de liquido é geralmente balanceada pela perda de liquido durante a exocitose.
Endocitose mediada por receptor: a pinocitose por vesículas revestidas de clatrina também fornece uma via eficiente para captar macromoléculas especificas do líquido extracelular. As macromoléculas se ligam a receptores complementares na superfície celular e entram na célula como complexos de receptor-macromolécula em vesículas revestidas de clatrina. Fornece um mecanismo de concentração seletiva que aumenta a eficiência de internalização de determinadas macromoléculas. Exemplo: captação de colesterol. O colesterol é transportado por meio de lipoproteínas de baixa densidade, que se liga a receptores localizados na superfície celular, e os complexos LDL-receptor são ingeridos por endocitose mediada por receptor e entregue a endossomos; o interior dos endossomos é mais ácido do que o citosol circundante ou o liquido extracelular, e nesse ambiente ácido, o LDL se dissocia do seu receptor. O receptor é devolvido em vesículas de transporte à membrana plasmática, e o LDL é enviado aos lisossomos, onde será hidrolisado. Essa via de captura de colesterol é rompida em indivíduos que herdam um gene codificante de proteína receptora de colesterol defeituoso, nesses casos, o colesterol se acumula no sangue e ocorre predisposição ao desenvolvimento de aterosclerose. Esse sistema de endocitose também é utilizado na captação de vitaminas, como a B12, e o ferro.
O material capturado por endocitose é rapidamente transferido aos endossomos, que atua como uma estação de distribuição de entrada. Endossomos iniciais: logo abaixo da membrana plasmática. Endossomos tardios: próximos ao núcleo. O compartimento endossômico age como principal estação de distribuição na via endocítica de entrada. O ambiente ácido do endossomo desempenha uma parte crucial no processo de distribuição, levando muitos receptores a liberar a sua carga ligada. O rumo tomado pelo receptor difere de acordo com o tipo de receptor: a maioria é devolvida ao mesmo domínio da membrana plasmática de onde vieram, como é o caso da LDL, alguns se movem aos lisossomos, onde são degradados, e alguns prosseguem para um domínio diferente da membrana plasmática, transferindo suas moléculas carga ligadas de um espaço extracelular para outro, processo chamado transcitose. 
Lisossomos: sacos membranosos de enzimas hidrolíticas que conduzem a digestão intracelular controlada de materiais extracelulares e organelas esgotadas. Todas as suas enzimas são otimamente ativas em condições ácidas mantidas no interior dos lisossomos. A membrana lisossômica possui transportadores que permitem que os produtos finais da digestão de macromoléculas sejam transportados para o citosol e contém uma bomba de H+ que é dirigida por ATP. A maioria das proteínas da membrana lisossômica é bastante glicosilada; os açúcares protegem as proteínas da digestão pelas proteases lisossômicas. Enzimas digestórias especializadas e proteínas de membrana do lisossomo são sintetizadas no RE e transportadas pelo aparelho de Golgi para a rede TRANS de Golgi. As células possuem uma via adicional para suprir materiais ao lisossomo, chamada autofagia, usada na degradação de partes obsoletas da célula, esse processo inicia com o cerco da organela por uma membrana dupla, criando um autofagossomo, o qual então, se fusiona com lisossomos.