Transporte vesicular

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Transporte vesicular: transporte de 
substâncias através de vesículas
Aparelho de Golgi
Transporte vesicular
• Ptns recém sintetizadas entram na rota biossintética
secretora do RE;
•Ptnas passam por compartimentos onde são modificadas;
• Vesículas que transportam uma carga 
determinada saem de um compartimento 
doador e se fusionam a um compartimento 
aceptor;
Aparelho de Golgi
• É um dos principais sítios 
de síntese de 
carboidratos, bem como, 
uma estação de 
classificação e de 
destinação para produtos 
do RE;
• Grande proporção dos 
carboidratos que são 
produzidos no golgi são 
conectados como cadeias 
laterais de 
oligossacarídeos em 
muitas ptns e lipídeos que 
o RE envia;
• O lúmen de cada compartimento é topologicamente 
equivalente ao exterior da célula e esses compartimentos 
estão todos em constante comunicação; 
• O complexo de Golgi é uma organela com membrana, formada por 
várias compartimentos ordenados na forma de pratos empilhados;
•Cada pilha de Golgi é composta de 2 faces distintas: uma de entrada 
(Cis) e outra de saída (Trans). Ambas estão conectadas a 
compartimentos especiais (Cis-Golgi-Network e Trans-Golgi-
Network), que são compostos por uma rede de estruturas tubulares 
em forma de cisterna 
• 1 - Porção cis Golgi Network= voltada para o 
RE rugoso = recebe vesículas;
• 2 – Porção média = entre cis/trans = só
processamento;
• 3 – Porção trans Golgi Network = voltada para 
a membrana plasmática = envia vesículas.
• A comunicação entre compartimentos é
por meio de vesículas de transferência.
• É no Golgi que ocorre a síntese de carboidratos e é a 
estação de separação e distribuição dos produtos do RE;
• Muitos carboidratos celulares são sintetizados no Golgi: 
Pectina e Hemicelulose da parede celular de células 
vegetais e as glicosaminoglicanas na matriz extracelular 
das células animais;
• Uma grande proporção dos carboidratos que o Golgi 
produz estão ligados a oligossacarídeos de proteínas e 
lipídios provenientes do RE;
• Certos oligossacarídeos servem como marcas para o 
direcionamento específico de proteínas para diferentes 
destinos.
• O Golgi é abundante em células 
que são especializadas em 
secreção. Exemplo: as células 
caliciformes (globet) do intestino, 
que produzem grande quantidade 
de muco rico em polissacarídeo na 
luz do intestino. Nessas células, 
grandes vesículas são encontradas 
na parte do Trans-Golgi-Network.
• O transporte de vesículas do RE para o Golgi se dá a 
partir de vesículas, nos chamados elementos de transição 
do RE, que são quase totalmente livres de ribossomos e que 
fundem-se à membrana do Cis-Golgi-Network, transferindo 
proteínas e lipídios sintetizadas pelo RE.
• O tráfego de retorno tem duas funções principais:
-Manter quantidades estáveis de membranas em cada compartimento
-Recuperar proteínas do compartimento doador que são necessárias para o seu
normal funcionamento
O tráfego entre RE e o Golgi é bidirecional
RE Golgi
• Proteínas residentes do RE são seletivamernte
recolocadas ou redirecionadas para o RE a partir do Cis-
Golgi-Network. KDEL (Lisina, ácido aspártico, ácido 
Gluâmico e Leucina) é o sinal de retenção no RE.
• Proteínas do Golgi retornam para o RE quando a célula é
tratada com a droga Brefeldina A que promove a ruptura 
do Golgi. 
ManosidaseNormal
Tratada com 
Brefeldina A
• A saída do RE pode ser 
considerada como ponto de 
controle de qualidade de proteínas. 
Se a conformação de uma proteína 
ou montagem das sub-unidades 
protéicas não for completada no 
RE, a proteína é degradada.
• Duas classes de oligossacarídeos N-ligados estão 
associadas a glicoproteínas de mamíferos: 
Oligossacarídeos ricos em manose e oligossacarídeos 
complexos;
As cadeias de oligossacarídeos 
são processadas no Golgi
• As cisternas do 
Golgi são 
organizadas como 
uma série de 
compartimentos de 
processamento: 
•Cis= contínuo com 
o Cis-Golgi-
Network; 
•Medial= cisterna 
central; 
•Trans= contínuo 
com o Trans-Golgi-
Network.
• A diferença funcional entre as subdivisões do Golgi Cis, 
Medial e Trans foi a descoberta, através da localização, em 
regiões distintas, de enzimas responsáveis pelo 
processamento dos oligossacarídeos N-ligados.
Não corado
Corado com ósmio
Identificação de enzimas
• Muitas proteínas são modificadas pela adição de 
oligossacarídeos em grupos OH de cadeias laterais de 
serina e treonina: Esses oligossacarídeos são 
denominadaos de O-ligados;
• Os carboidratos da 
membrana celular 
estão voltados para o 
lado da membrana que 
é topologicamente 
equivalente ao lado de 
fora da célula.
Qual a função da glicosilação?
• Maioria das funções ainda são desconhecidas;
• Tornar uma glicoproteína mais resistente a 
ação de proteases;
• Direcionar o transporte de ptns;
• Regulação;
Lisossomos
Lisossomos
• São organelas citoplasmáticas, onde ocorre a 
maioria da digestão intracelular; 
• Existem mais de 40 tipos de enzimas 
hidrolíticas ácidas (pH=5.0); 
• A membrana do lisossomo 
é rica em glicoproteínas e 
proteínas de transporte 
dos produtos de 
degradação.
• Função: 
– digestão intracelular.
• Quebra de restos intra e extracelulares, 
destruição de microorganismos fagocitados e 
produção de nutrientes para célula
• O que é digerido????
– Material de endocitose;
– Organelas e moléculas (reciclagem).
Estrutura
• Esféricas e de tamanho 
variável.
• Formadas por uma bicamada 
lipídica.
• Identificação = fosfatase ácida.
• Podem acumular material não digerido ? corpo 
residual.
Face interna ? revestimento de carboidratos ?
proteção contra a ação do conteúdo lisossomal.
Formação dos lisossomos
• A partir do complexo de Golgi.
• 1 – A partir da face trans ? vesículas com 
enzimas pré-lisossomais.
• 2 - Endossomos ? formação de pH ácido 
? bombas de prótons (próton-ATPases):
– Resultados:
• pH abaixo de 6;
• Dissociação das pré-enzimas dos receptores.
Lisossomos
pH de lisossomos e 
endossomos
Visualização histoquímica dos lisossomos.
Precipitado de fosfato de chumbo para
localizar a fostatase ácida.
V= pH 5.0 Lis.,
A e Ve= pH liso. 
5.5 e endo 6.5. 
Proteínas são 
marcadas com 
subst. 
Fluorescente e 
fagocitadas.
• Vacúolos de plantas e fungos são lisossomos 
versáteis; de 30 a 90% do vol. Celular;
• Várias funções: Estoque de nutrientes; produtos 
de excreção; compartimento de degradação.
• Materiais são transportados para os lisossomos por 
diversos caminhos;
• Três caminhos de degradação encontram-se nos lisossomos: 
1. Endocitose; 2. Autofagia e 3. Fagocitose;
•Os lisossomos são centrais de encontro.
Autofagia
• Uma mitocôndria possui meia vida de 10 dias no fígado; 
•O processo de 
autofagia começa com o 
empacotamento da 
organela por membranas 
de RE criando um 
autofagossomo que então 
se funde com os 
lisossomos;
Como as proteínas lisossômicas 
são reconhecidas no Aparelho 
de Golgi?
Enzimas lisossomais são separadas de outras proteínas no Trans-Golgi-
Network por proteína receptora ligada à membrana que reconhece 
manose-6-fosfato (que foi introduzida no cis-Golgi-Network). 
Receptores de M-6-F na membrana do Trans-Golgi-Network formam 
vesículas especiais de transporte cobertas por clatrina; O receptor se liga 
à M-6-P em pH=7 no Trans-Golgi-Network e se solta a pH= 6 no 
endossomo tardio.
Síntese do marcador de manose-6-
fosfato na hidrolase lisossomal
• Um sinal derivado da estrutura tridimensional 
da proteína é necessário para o reconhecimento 
pela N-acetil-glicosamina fosfotransferase;
• Defeitos na enzima N-acetil-glicosamina
fosfotransferase causadoenças de depósito;
• 1 - Síntese a partir dos ribossomos ? formação da pré-
enzima;
• 2 – No retículo endoplasmático ? glicosilação da pré-
enzima;
– Adição de açúcar no resíduo de asparagina (N-ligado).
• 3 – Complexo de Golgi
– Na rede cis? adição de manose-6-P na pré-enzima.
– Na rede trans ? ligação aos receptores.
• 4 – Endossomos ? pH ácido ? desligamento dos 
receptores.
– Ativação das enzimas.
Síntese das enzimas lisossomais
• depois da liberação das enzimas os receptores retornam para rede Trans do 
golgi e parecem ter um peptídeo sinal KDEL;
Endocitose
Fagocitose
• ingestão de microorganismos ou debris
celulares via fagossomos > ou = a 250 nm em 
diâmetro;
Fagocitose de hemáceas
alteradas por um 
macrófago.
• Células fagocíticas especias denominadas de 
fagócitos profissionais (macrófagos e neutrófilos) 
podem ingerir partículas grandes.
• Os macrófagos combatem infecção e removem 
células danificadas (1011 hemácias velhas são 
removidas por dia)
• Um macrófago ingere 
25% de seu volume em 1 h;
• Nos protozoários a 
fagocitose é uma forma 
de alimentação;
Pinocitose
• Ingestão de fluidos e solutos via pequenas 
vesículas < ou = a 150 nm em diâmetro;
• Cél. Realisa pinocitose constantemente;
• Ciclo endocítico-exocítico;
• As vesículas pinocíticas se formam a partir de 
fossas cobertos por uma proteína denominada 
CLATRINA na membrana plasmática;
Estrutura de uma capa de clatrina
Triquélions Formados por cadeias polipeptídicas: 3 grandes e 3 pequenas
Formação das vesículas cobertas 
por clatrina
Peptídeo-sinal para endocitose
Formação de vesículas de cobertas 
por clatrina
• Por volta de 2500 vesículas coberta por clatrina
deixam a MP de fibroblastos em cultura a cada minuto;
• A endocitose poder ser mediada por receptor (ex: 
absorção de colesterol); A maioria do colesterol no 
sangue é ligado a proteína na forma de partículas 
conhecidas como Low-Density-Lipoproteins ou LDL. 
Quando a célula necessita de colesterol o receptor é
sintetizado e enviado à MP.
• Mais de 25 tipos diferentes de receptores 
participam da endocitose mediada por receptor. 
• defeitos na entrada de LDL 
provocam aterosclerose
Revestimento Vesicular
1. Exisem 3 tipos de vesículas cobertas
bem caracterizadas, que diferem na
capa protéica que possuem: vesículas
cobertas por clatrina, cobertas por COPI-
e cobertas por COPII
2. cobertas por clatrina (Transporte seletivo 
de receptores transmembrana, receptor 
M6P na memb do TransGolgi Network, 
receptor de LDL da MP);
Proteínas que revestem vesículas
• Transporte seletivo por vesículas cobertas 
por clatrina. As proteínas adaptinas ligam-se 
à receptores de carga e às clatrinas
Dinamina
2. Vesículas cobertas por COPI- e COPII 
medeiam, comumente, o transporte do RE 
e Golgi
Modelo da formação da vesícula 
coberta com coatomer (COPII)
Ação da 
brefeldina A
GTPases Controlam a montagem 
da capa protéica das vesículas
Ação da 
brefeldina A
• Partículas endocitadas ligadas à receptores 
podem ter destinos diferentes:
1 – reciclados e devolvidos para o domínio da 
MP de onde vieram;
2 – seguir para um domínio diferente da MP 
mediado por um processo chamado de 
TRANSCITOSE;
3 – seguir para o lisossomo e serem 
degradados
• As proteínas receptoras podem ter 3 destinos 
diferentes na endocitose: 
1) retornam p/ MP ex. Receptor de LDL; Transferina
2) lisossomos;
3) novo domínio na MP (transcitose) ex. EGF (fator de 
crescimento epidermal
• Caminho endocítico
da MP para o 
lisossomo;
• Células epiteliais 
possuem endossomos
iniciais e tardios;
• Dois compartimentos endossomais iniciais em 
células epiteliais
Exocitose
Secreção constitutiva e regulada
• Três classes de ptnas são separadas no Golgi:
– Destinadas aos lisossomos: são marcadas com M6P;
– Proteínas com secreção regulada: marcadas por 
sinais análogos ao de MP;
– Maioria das outras ptnas: são transportadas para a 
superfície celular pela rota secretora constitutiva 
não-seletiva (rota padrão);
O local mais conhecido de direcionamento de 
substâncias dentro da célula é na rede Trans 
do Golgi;
Formação de vesículas secretoras 
brotando do trans-golgi-network
(células b do pâncreas)
Exocitose de vesículas secretoras Insulina
Partícula de Ac-ouro 
ligada à clatrina
(vesícula imatura com 
pro-insulina)
Vesícula secretora 
madura (sem ouro)
• Proteínas são, muitas vezes, processadas 
proteolíticamente durante a formação de vesículas 
secretoras.
•ex. pro-hormônio propiocortina secretado pela 
glândula pituitária; 
• Vesículas secretoras esperam perto das MP até
serem sinalizadas a liberar seus conteúdos.
Produzido:cél. lobo 
anterior
Cél. Lobo intern. 
(pituitária)
• A exocitose regulada é uma resposta local da MP é no citoplasma 
adjacente (um sinal para secreção é, na maioria das vezes,um 
mensageiro químico (p.ex., um hormônio que se liga à membrana 
plasmática); No caso do axônio, é um sinal elétrico que abre canais 
iônicos de Ca2+.
• Os componentes da membrana de vesículas secretoras são 
reciclados.
•Mastócito de rato com vesículas 
de histamina.
Esfera
Vesículas sinápticas se formam a partir de 
endossomos. Muitos neurônios “disparam” mais de 
1000x por segundo, liberando vesículas sinápticas
toda vez.
Células polarizadas direcionam proteínas do rede 
Trans do golgi para o domínio apropriado na 
membrana (Transcitose);
Junções compactas
• Mecanismos moleculares do transporte 
vesicular e manutenção da diversidade de 
compartimentos celulares.
• Como a célula mantém a diversidade dos 
compartimentos com as trocas massivas de 
substâncias entre eles?
1. por marcadores nas membranas
• Papel postulado das proteínas SNAREs
na condução do transporte vesicular ( 
adaptadores de fusão vesicular)
Proteínas SNARE no SN são alvos das toxinas do 
botulismo e tétano.
Dissociação de SNARE
• Papel postulado das proteínas Rab conferindo 
especificidade no ancoramento da vesícula de 
transporte:
- fixação e ancoragem das vesículas à membrana 
alvo;
Modelo para o 
mecanismo de fusão 
de vesículas mediado 
por proteínas.
Entrada do vírus HIV em linfócitos
Modelo para a fusão de membranas 
mediado por uma proteína viral
A B
Fusão de células de inseto infectadas por 
um baculovírus recombinante expressando 
o gene do envelope do vírus da Febre 
Amarela 
	Transporte vesicular: transporte de substâncias através de vesículas��Aparelho de Golgi
	Aparelho de Golgi
	Qual a função da glicosilação?
	Lisossomos
	Lisossomos
	Estrutura
	Formação dos lisossomos
	Autofagia
	Endocitose
	Fagocitose
	Pinocitose
	Estrutura de uma capa de clatrina
	Formação das vesículas cobertas por clatrina
	Peptídeo-sinal para endocitose
	Revestimento Vesicular
	Proteínas que revestem vesículas
	 Transporte seletivo por vesículas cobertas por clatrina. As proteínas adaptinas ligam-se à receptores de carga e às clatrinas
	Dinamina
	Modelo da formação da vesícula coberta com coatomer (COPII)
	GTPases Controlam a montagem da capa protéica das vesículas
	Exocitose
	 Papel postulado das proteínas SNAREs na condução do transporte vesicular ( adaptadores de fusão vesicular)
	Dissociação de SNARE
	 Papel postulado das proteínas Rab conferindo especificidade no ancoramento da vesícula de transporte:�	- fixação e ancoragem 
	Modelo para o mecanismo de fusão de vesículas mediado por proteínas.
	Entrada do vírus HIV em linfócitos
	Modelo para a fusão de membranas mediado por uma proteína viral