Sistema de endomembranas_aulabiocel2015

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Sistema de endomembranas
Biologia Celular
Profa. Eliandra Meurer
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Características:
• Sistema de endomembranas: conjunto de sacos,
túbulos e vesículas constituídos por membranas e
com comunicação entre si.
• Individualiza as organelas citoplasmáticas e
viabiliza sua função enzimática: sem ele milhares
de enzimas, seus substratos e co-fatores se
misturariam causando um caos bioquímico na
célula.
• determina o alto grau de organização das células
eucariontes.
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Função:
• Separação e associação de sistemas
enzimáticos;
• Digestão intracelular de substâncias;
• Direcionamento das proteínas a seu destino
final;
• Regulação do potencial da membrana, pH
intracelular, entre outros.
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Composição
Conjunto de organelas membranosas funcionalmente
interconectadas.
* mitocôndrias, cloroplastos e peroxissomos mesmo
apresentando membranas não são considerados parte do
sistema de endomembranas.
-Retículo endoplasmático – liso e 
rugoso
-Aparelho/complexo de Golgi
-Lisossomos, grânulos e vesículas
secretoras
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Morfologia
• Assim como na membrana celular, são formadas por uma dupla
camada de lipídios, com proteínas intrínsecas e extrínsecas.
• Como são delimitados por membrana apresentam duas faces:
– A citoplasmática – voltada para o citoplasma
– A luminal – voltada para o interior da organela
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Retículo endoplasmático
• Complexo de cisternas que se estende desde o
envoltório nuclear formando uma rede de cavidades
que se comunicam.
• Pode ser rugoso (RER) e liso (REL).
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Retículo Endoplasmático rugoso
Célula sanguínea
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• Retículo Endoplasmático Rugoso: 
– Apresenta ribossomos em sua superfície associados a
um mRNA formando os polirribossomos - está
diretamente envolvido na síntese de proteínas.
– Seu tamanho varia de acordo com a função da célula –
é mais desenvolvido em células que apresentam
grande quantidade de síntese de proteínas
• Ex: 1cm3 de tecido hepático contém cerca de 11m2 de
membrana, sendo 2/3 correspondente ao RER.
- A associação ou não dos ribossomos
as membranas determina o destino
futuro das proteínas sintetizadas: ou o
citosol ou a região interna do RE.
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– As proteínas produzidas em ribossomos livres
permanecem no citosol, ou são incorporadas no núcleo,
mitocôndrias, cloroplastos ou peroxissomos.
– As proteínas sintetizadas na superfície do RER são
utilizadas na própria organela, são transportadas ao
Complexo de Golgi, formam lisossomos, compõem a
membrana plasmática ou são secretadas da célula.
– A tradução tem início no citoplasma sempre em
ribossomos livres no citosol. Alguns completam a tradução
livres e outros se aderem a membrana do RER – neste caso
a proteína será enviada para o interior da organela
Relembrando:
- O processo de síntese de proteínas tem início no núcleo com a transcrição
do mRNA (com a informação de um gene correspondente para a formação de
determinada proteína) – este mRNA é enviado ao citoplasma e sua
informação é interpretada na forma de tradução pela ação dos rRNA e tRNA.
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• Durante a síntese da proteína no ribossomo podem ocorrer
dois eventos:
1 - O processo ocorre sem modificações - a proteína será
citosólica.
2 - A proteína em formação contém uma sequência chamada de
“peptídeo sinal” que sinaliza para que esta proteína seja
sintetizada na membrana do RER e internalizada nesta organela.
– A partir do momento em que o peptídeo sinal é reconhecido, o
complexo polirribossômico se liga na membrana do RER e a
síntese da proteína acontecerá nesta região.
Sequência “sinal”
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Proteínas sendo sintetizadas no RER
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• Algumas proteínas adentram ao RER após serem
sintetizadas mesmo que não tenham o petídeo sinal – são
carreadas por outras proteínas chamadas de chaperonas.
• O peptídeo sinal é removido por enzimas assim que a
proteína adentra o RER.
• Direcionamento das proteínas:
– Uma célula pode sintetizar cerca de 10 mil proteínas
diferentes;
– O destino final destas pode ser:
• A secreção para o exterior da célula.
• A incorporação no interior da célula em alguma das organelas.
• A integração às membranas.
– O que determina o local onde a proteína deve atuar é uma
sequência polipeptídica chamada de peptídeo sinal. Este
sinal é interpretado por diferentes estruturas celulares o
que permite que a proteína chegue ao seu destino.
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• Retículo Endoplasmático Liso
• Responsável pela síntese de quase todos os lipídios
que compõe as membranas celulares, esteroides,
função de desintoxicação, mobilização de glicose e
armazenamento de cálcio.
– Função na produção de lipídios 
• Alguns lipídios de membrana são produzidos no REL e
terminados no complexo de Golgi. Lipídios associados a
glicídios – parte glicídica é produzida em colaboração
com o complexo de Golgi.
• Do REL os fosfolipídios são distribuídos por meio de
vesículas transportadoras para as membranas do
Complexo de Golgi, lisossomos e da membrana
plasmática.
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Retículo Endoplasmático Liso
Retículo Endoplasmático Liso
R E Rugoso
Mitocôndria
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• O transporte entre membranas ocorre por meio de
proteínas transportadoras. Essas proteínas
reconhecem o fosfolipídio, envolvem sua parte
hidrofóbica, retiram-no da membrana e o levam através
do citosol e inserem o fosfolipídio na nova bicamada.
– Esse transporte ocorre da membrana do REL (rica em
fosfolipídio) para as membranas das mitocôndrias,
peroxissomos e plastos (pobres em fosfolipídios).
– Função de desintoxicação
• O REL tem a capacidade de transformar as moléculas
ou substâncias químicas (medicamentos, drogas,
agrotóxicos, corantes, conservantes) em substâncias
passíveis de serem eliminadas do organismo
principalmente pela urina.
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• O processo de inativação ocorre em dois momentos: 
Fase I – ocorre a oxidação da substância aumentando 
sua solubilidade. Fase II – a substância oxidada é unida 
a outra molécula o que a torna ainda mais solúvel e 
excretável.
• Esse processo é realizado principalmente por enzimas 
localizadas na membrana do REL do fígado, rins, pele e 
nos pulmões.
• O uso contínuo de alguns medicamentos pode produzir
o aumento do REL nas células do fígado para otimizar o
processo de desintoxicação – contribui para a
diminuição no efeito de determinados medicamentos
após certo tempo de uso.
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– Função na mobilização da glicose
Quando falta glicose no organismo as células do fígado 
(hepatócitos) agem a favor para suprir essa falta. Ocorre 
em algumas etapas:
• 1 – o glicogênio é quebrado sequencialmente para produzir 
glicose-1-fosfato por ação de enzimas do citossol da célula.
• 2 – processo de desfosforilação da glicose-1-fosfato – A
glicose enquanto fosfatada não consegue atravessar a
membrana da célula. A desfosforilação ocorre no REL do
hepatócito. Por ação de enzimas, é retirado o fosfato que
compõe a glicose fazendo com que a mesma se torne “livre”.
• 3 – circulação da glicose “livre” pelo interior do REL até a
saída deste. Na membrana plasmática a glicose “livre” é
enviada para o meio extracelular por meio de difusão
facilitada.
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– Função de armazenamento e liberação de cálcio
• O REL é o principal reservatório de cálcio do
citoplasma. Envolvido no processo de contração
muscular.
• A concentração de cálcio no citosol é baixa, mas
aumenta em resposta a estímulos fornecidos por sinais
químicos.
• O aumento se dá pela liberação do Ca+ das cisternas do
REL. Cessados os efeitos da mensagem química, o Ca+
retorna as cisternas no REL.
• Ex.: quando as células musculares são estimuladas
pelos neurotransmissores o Ca+ sai do REL pelos canais
de cálcio e promove a contração das miofibrilas,
levando a contração da célula muscular inteira.
Cessando o estímulo, o Ca+é levado de volta ao REL por
meio de transporte ativo.
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Complexo de Golgi
• Descrito em 1908 pelo Biólogo Camilo Golgi.
• Morfologia: sacos membranosos, achatados e
empilhados
• Localização: varia de acordo com o tipo e a função da
célula. Em geral está localizado perto do núcleo.
• Células secretoras – é muito desenvolvido e localizado perto do 
núcleo e grânulos de secreção
• Neurônios e células vegetais – vários agregados ao redor do 
núcleo
• Tamanho: varia de acordo com o tipo e a função da 
célula
• Pequeno – célula muscular
• Médio – células enteroendócrinas
• Grande – células que secretam proteínas
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Complexo de Golgi
Espaço interno
Vesícula de 
secreção
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Complexo de Golgi
Face Cis
Face Trans
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• Está espacialmente relacionado com RE e a membrana
plasmática – intenso fluxo de vesículas entre estas
estruturas promovendo um intercâmbio de
membranas e seu conteúdo
• Função: modificar as proteínas e lipídios, classificá-los 
e direciona-las a seu destino.
• Apresenta uma face Cis e outra Trans.
– Face cis: geralmente convexa e mais próxima do envoltório
nuclear. Contém pequenos túbulos e vesículas de transição
que são membranas sem ribossomas que migram do RE e
se fundem ao complexo de Golgi.
– Esse fluxo de vesículas transportadoras traz a maioria das
glicoproteínas sintetizadas no RE e também compensa a
perda de membrana que ocorre na face trans pela
liberação de vesículas e vacúolos com o material
processado.
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– Face trans: côncava e rodeia a região contendo
vesículas grandes que são exportadas do complexo de
Golgi com as moléculas já processadas.
– O Complexo de Golgi funciona como o setor de
“acabamento” de uma fábrica.
• O produto (proteínas e lipídios) chega neste setor na forma
bruta e nele são feitos os “retoques” finais: acrescentadas e
retiradas estruturas para deixar a molécula funcional e com
características únicas para desempenhar funções específicas.
– As modificações pós-traducionais modificam as
características funcionais das proteínas contribuindo
para gerar a variedade de proteínas existentes na
célula
– É no Golgi que ocorre a adição do carboidrato das
glicoproteínas e dos glicolipídios.
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Trânsito entre 
RE/Golgi/Membrana 
celular
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Destinação e exportação de macromoléculas
• As proteínas e lipídios são transportados do Golgi
até seu destino final através da via secretora.
– Empacotamento das moléculas em diferentes tipos de
vesículas de transporte que brotam da face trans do
Golgi e levam seu conteúdo até o destino adequado.
– Existem dois tipos de via secretoras: via regulada e
fluxo contínuo.
– Se há a presença de um sinalizador, esta proteína será
levada a um local específico – via secretora regulada.
• Algumas proteínas precisam de sinais químicos para serem
liberadas (hormônios, enzimas digestivas) estas proteínas
são empacotadas em vesículas transportadoras especiais no
Golgi e ficam armazenadas nas vesículas até que o sinal
extracelular estimule sua liberação.
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– Se não há a presença de um sinalizador, serão
transportadas para a membrana plasmática
através da via de fluxo contínuo (não regulada)
de transporte. Esta via é responsável pela
incorporação de proteínas e lipídios a membrana
e secreção de proteínas da célula.
– Proteínas que desempenham função no Golgi
devem permanecer nesta organela e não serem
transportadas pelas vias secretoras.
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Lisossomos
• Organelas com enzimas hidrolíticas.
• As enzimas lisossômicas se originam no RER, são
transferidas ao complexo de Golgi, rodeadas por uma
membrana especial sob a forma de vesículas hidrolíticas.
• Função:
– digerir moléculas incorporadas via endocitose;
– digerir partes da célula por autofagia;
– digerir material extracelular por meio da liberação de enzimas 
no meio.
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Lisossomos 
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• Características:
– São encontrados em células animais, vegetais e
protozoários.
– Suas enzimas estão protegidas no interior da
membrana e não ficam em contato direto com o
substrato nem com o citosol evitando danos para a
célula.
– Suas enzimas somente são funcionais em pH ácido
(próximo a 5).
– As enzimas dos lisossomos são sintetizadas no RE,
enviadas ao complexo de Golgi onde são selecionadas,
passam por modificações e “empacotadas” nas
vesículas que são os lisossomos.
– Como o Golgi identifica as proteínas que devem
compor o lisossomo dentre as milhares que estão
presente em suas cisternas??
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– As proteínas destinadas ao lisossomos
apresentam resíduos terminais chamados
manose-6-fosfato (Man6P) que interagem com
receptores especiais da membrana do Golgi e vão
determinar seu endereçamento correto.
– Após chegar ao seu destino final o resíduo Man6P
é separado por hidrólise.
– Função: digestão enzimática de moléculas
• Digestão das enzimas chega a forma de dipeptídeos –
podem atravessar a membrana dos lisossomos e no
citosol são hidrolisados até o formato de aminoácidos.
• Carboidratos são hidrolisados até monossacarídeos e
são facilmente liberados dos lisossomos.
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Mecanismo de ação 
dos lisossomos
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