Telomerase, ribozimas, degeneração, pós traducional

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O que é telomerase?
Pesquisas que conduziram à descoberta da enzima valeram o Nobel de Medicina em 2009.
Um cromossomo é formado pela associação de duas longas fitas de DNA, nas quais a sequência das bases nitrogenadas codifica a informação genética. As extremidades dos cromossomos de eucariotos contêm sequências repetitivas de bases nitrogenadas que não codificam informação genética. Tais sequências (juntamente com proteínas a elas associadas) são denominadas telômeros¹ (do grego télos, fim). Sua existência é importante para manter a integridade cromossômica, pois impedem que as pontas das fitas de DNA fiquem soltas e expostas.
No ciclo de divisão celular, os cromossomos são duplicados sob a ação de enzimas e, assim, cada uma das novas células pode receber um lote cromossômico. Devido às características bioquímicas dessas encimas, elas não atuam na duplicação dos telômeros. A duplicação dessas extremidades ocorre sob a ação de outra enzima especializada, a telomerase.
Sem telomerase, as novas fitas cromossômicas produzidas são um pouco mais curtas a cada divisão celular.² Após certo número de divisões, o encurtamento dos telômeros é de tal ordem que desencadeia mecanismos que culminam com a morte celular.
Em palavras mais simples: na ausência da atuação da telomerase, o comprimento dos telômeros limita o número de divisões celulares possíveis. A cada divisão, os telômeros se encurtam e, por isso, há um limite para o número de divisões possíveis.
As células germinativas têm telomerase ativa. Assim, o zigoto de um descendente tem seus telômeros no comprimento máximo. Algumas células somáticas, como as células-tronco da pele e da medula óssea, mantêm telomerase ativa por toda a vida do indivíduo. Em muitas células somáticas, contundo, a telomerase não se expressa; Fibroblastos humanos (células existente nos tecidos conjuntivos) cultivado in vitro dividem-se cerca de 15 a 50 vezes e então morrem.
Na maioria dos tipos de câncer, verifica-se que as células readquiriram telomerase ativa, o que possibilita que sofram muitas divisões celulares e, mesmo assim, permaneçam vivas. Linhagens de células extraídas de tumores podem ser cultivadas in vitro indefinidamente, multiplicando-se ativamente, desde que as condições do meio sejam adequadas. (É importante salientar que a retomada da atividade da telomerase não é, por si só, responsável pelo câncer. O aparecimento dessa doença é um evento de múltiplas etapas).
A descoberta da telomerase³ na década de 1980, decorrente de estudos feito por Elizabeth Blackburn, Carol Greider e Jack Szotak, ganhadores do Nobel de Medicina 2009, suscitou muitas novas linhas de pesquisa científica. Entre elas estão a tentativa de esclarecer que aspectos da senescência estão relacionados ao encurtamento dos telômeros e a busca de meios para inativar a produção e/ou a atuação da telomerase em células cancerosas, o que poderia significar a cura da doença.
¹ Os telômeros de vertebrados são repetições da sequência G-G-G-T-T-A em uma fita e C-C-C-A-A-T em outra. Em células humanas, a repetição dessas sequências varia a aproximadamente de cem a mil vezes. 
² No ser humano, esse encurtamento é da ordem de 100 a 200 nucleotídeos a cada duplicação cromossômica.
³ A descoberta ocorreu em culturas "imortais" de protozoários ciliados do gênero Tetrahymena. Eucariotos unicelulares têm telomerase ativa. Caso contrário, estariam extintos após algumas gerações.
Fonte: Boletim Em dia com as Ciências Naturais. N.19. Ed. Moderna.
Ribozimas 
Este é o nome de qualquer molécula de RNA que tenha atividade catalítica. Algumas das ribozimas consistem apenas em RNA, e outras estão associadas a proteínas, mas estas executam uma mera função estrutural. Há alguns que seguem uma cinética de Michaelis-Menten, e outros são destruídos depois de intervir em uma catálise. 
Ribonuclease P 
Foi a primeira ribozima riboprotica descoberta ( Sidney Altman , 1983). Ele corta os precursores dos tRNAs para produzir tRNAs maduros. O RNA agia como uma verdadeira enzima que necessitava de Mg e era responsável pela maior parte da estrutura da ribozima (a proteína não passava de um mero cofator de proteína ). A RNAse P não é modificada no processo e uma cinética de Michaelis-Menten . A adição da fração protéica aumenta kcat (da qual o Vmax depende), mas não é essencial para a atividade. 
Aproveitando a sua estrutura e a do tRNA, estão sendo feitas tentativas para obter uma atividade endonucleolítica que pode ter utilidade biotecnológica , como a destruição de um mRNA específico complementar à seqüência que é incorporada na enzima. O que foi feito é formar um ARNt artificial com uma sequência alvo que queremos cortar. O problema é precisamente como formar a estrutura do tRNA. Em vez disso, está se mostrando útil estudar a especificidade da RNAse P para o seu substrato tRNA. 
Intrão de Tetrahymena 
Thomas Cech dividiu o Nobel com a Altman em 1989, porque descobriu, ao mesmo tempo, que o intrão do próton Tetrahymena pré-rRNA era auto-suficiente porque tinha atividade catalítica. Neste caso, nenhuma proteína parece ser necessária. Mais tarde, será visto em detalhes, quando estudar as emendas dos introns . 
Cabeça de martelo 
Eles geralmente têm cerca de 350 pb e são encontrados em certos agentes infecciosos de plantas conhecidas como viróides (RNA infeccioso que não é encapsulado) e virusóides (RNA infeccioso que é encapsulado com um vírus que o ajuda a replicar). Cada viróide e víruside surgirão pela excisão de uma longa cadeia em unidades do genoma, por um endonucleólisis catalisado pela ribozima com cabeça de martelo, que faz parte da própria cadeia longa. Esta estrutura consiste em 3 braços cuja posição e tamanho são constantes e 13 nucleotídeos conservados na região da cabeça, onde o corte ocorrerá. Como uma característica especial, eles liberam um fosfato cíclico 2'-3 ' e uma extremidade 5'OH. Você pode fazer um tour guiado por essas moléculas criadas por Jim Nolan. 
Porque esta ribozima catalisa sua auto-clivagem, não deve ser considerada uma verdadeira enzima. Mas ela foi modificada para funcionar como uma verdadeira ribozima, de modo que uma parte da cadeia mantém a atividade enzimática (em vermelho e malva), enquanto a outra parte torna o substrato (em preto) complementar aos braços I e III. Após a excisão, é liberado e substituído por um novo substrato intacto. Pensou-se que, como a RNase P, seria útil destruir mRNAs específicos e assim destruir um produto gênico específico. Mas hoje melhores resultados são obtidos com a ribointerferência. 
O fato de as moléculas de RNA possuírem capacidades catalíticas e, em alguns casos, até auto-replicantes , levou os cientistas a sugerirem que ela era uma molécula primordial para a evolução da vida .
Código genético é degenerado!
O código genético é degenerado; dessa forma, cada aminoácido pode ser codificado por diferentes códons no RNA mensageiro. Em outras palavras, o código genético é dito degenerado porque existem trincas diferentes para codificar um mesmo aminoácido. Só para o aminoácido leucina, por exemplo, existem seis diferentes trincas.
Dizemos que o código genético é universal, pois em todos os organismos da Terra atual ele funciona da mesma maneira, quer seja em bactérias, em uma cenoura ou no homem. Ou seja, o código genético é universal porque é válido para todos os seres vivos. Os mesmos códons (trincas do RNA mensageiro) codificam sempre os mesmos aminoácidos, seja qual for a espécie considerada, e eles podem ser traduzidos por ribossomos de qualquer célula, proveniente de qualquer ser vivo.
O códon AUG, que codifica o aminoácido metionina, também significa início de leitura, ou seja, é um códon que indica aos ribossomos que é por esse trio de bases que deve ser iniciada a leitura do RNAm.
Note que três códons não especificam nenhum aminoácido. São os códons UAA, UAG e UGA, chamados de códons de parada durante a “leitura” (ou stop códons) do RNA pelos ribossomos, na síntese protéica.
Endereçamento de Proteínas – Transporte, Secreção de Vesículas Célula
A síntesede proteínas é uma das atividades celulares mais fundamentais para a vida dos organismos, mas você já se perguntou como ocorre o processo em nível celular? E Como as proteínas, após serem sintetizadas, chegam aos locais onde são funcionais? 
Esse tema chave da Biologia Celular é importantíssimo para compreendermos o funcionamento do organismo humano, entender a fisiologia de diversas doenças, desenvolver remédios que atuem nas vias de transporte celular, fazer pesquisas e muito mais atividades na área de Biológicas e Saúde. 
Como eu estou estudando Biologia Celular agora no primeiro semestre do Curso de Medicina, estou fazendo alguns resumos explicativos sobre o assunto (uma forma de estudar e ajudar outros estudantes). Hoje vou explicar um pouco sobre o Mecanismo de Endereçamento de Proteínas e as Vias de Transporte e Secreção na Celular… 
  
O endereçamento de proteínas, existente tanto em eucariotos quanto em procariotos, pode ser feito através de sequências sinalizadoras (aminoácidos), pela própria estrutura da proteína ou por modificações pós-traducionais (como Fosforilação). Esses sinais determinam aonde as proteínas devem ir na célula, pois se ligam a receptores em membranas, organelas e outros. 
O primeiro passo é a síntese de polipeptídeos, há a transcrição de um trecho do DNA em um RNA mensageiro. Esse RNA se une a um ribossomo e dai ocorre a tradução da sequencia em proteínas. 
Em geral, as proteínas são endereçadas para o Núcleo, para o Retículo Endoplasmático, Peroxissomo e para as Mitocôndrias. As membranas, com sua bicamada lipídica, dificultam a entrada/passagem de proteínas, para isso ha adaptações nas células como os Poros no Carioteca do Núcleo, nas Mitocôndrias e as Vias Secretórias e de Transporte. 
Como ocorre o tráfego de proteínas nas células? 
Na célula ha um intenso fluxo de vesículas para o transporte de substancias de uma organela para outra, como no caso do Retículo Endoplasmático para o Golgi e vice versa. Mas ha também um fluxo de vesículas do meio interno para o externo (e vice versa),  na Endocitose e Exocitose. 
· Endereçamento para o Núcleo – muitas proteínas de baixo peso molecular conseguem entrar no núcleo por difusão  através de Poros na carioteca. Já as com mais de 65000 daltons precisam de proteínas canais – as Importinas e Exportinas – tanto para entrar quanto para sair no núcleo. 
· Endereçamento para as Mitocôndrias – as proteínas que não são sintetizadas pelo DNA mitocondrial precisam chegar ao interior da organela, para isso atravessam as duas membranas mitocondriais por Poros (TIM e TOM). Porem, elas não conseguem entrar com um a estrutura terciaria (que possui grande volume), por isso entram associadas a outras proteínas Chaperones, que mantem sua função e ao se soltarem permitem a reestruturação terciária. 
  
Ribossomos associados ao retículo endoplasmático
· Endereçamento via Vesículas – As proteínas que possuem como destino final lisossomos, membrana celular ou meio extracelular, normalmente, possuem, em sua região amino-terminal, uma sequência sinalizadora ou peptídeo sinal. Uma partícula reconhecedora de sinal (PRS) liga-se ao ribossomo contendo a proteína nascente com o peptídeo sinal e leva este complexo até a membrana do Retículo Endoplasmático, onde existem receptores para PRS. 
Apos o término da síntese, ocorre a passagem da proteína para a luz do Retículo Endoplasmático – nele são formadas vesículas (no Retículo Liso) as quais são enviadas ao Complexo de Golgi. Do Golgi  são liberadas vesículas que se fundem com a membrana plasmática ou ficam no citosol (lisossomos e Peroxissomos). 
O Retículo Endoplasmático e o Complexo de Golgi são sítios de modificações pós-traducionais (que dão função a proteínas e determinam atividades metabólicas), por isso é importante que varias proteínas passem por essas organelas.   
Vias de Secreção de Proteínas 
Há transporte do RE para a Membrana e vice versa. Para ocorrer o brotamento de vesículas e sua formação existem proteínas acessórias, como a prot. motora Cinesina (sentido núcleo para membrana) e a Dineina (da membrana plasmática para o Núcleo). Outras substancia essenciais para o transporte são:  Clatrina (reveste vesículas  atua na endocitose e exocitose); COP I (forma vesículas do Golgi para o RE); e COP II (forma vesículas do RE para o Golgi). 
  
Vias Secreção – Diferentes Respostas Celulares
· Via de Secreção Constitutiva – as moléculas sintetizadas são secretadas de forma automática, a medida que o golgi libera as vesículas formadas. 
· Via de Secreção Regulada – as moléculas ficam retidas no citoplasma dentro de suas vesículas transportadoras (ou grãos secretórios), são liberadas apenas quando a célula recebe um sinal, uma substancia indutora. Esse mecanismo permite uma resposta mais rápida da célula, isso é necessário e ocorre em Neurônios, por exemplo.   
Modificação pós-traducional de proteínas
Modificação pós-traducional de proteínas é a modificação química de uma cadeia proteica depois de sua tradução. 
Uma cadeia proteica nada mais é que uma longa sequência de vinte possíveis aminoácidos. Esses vinte constituintes básicos oferecem um cardápio limitado de funções e constituições proteicas; para aumentar a variabilidade dessas características, a célula frequentemente faz uso das modificações pós-traducionais. 
Algumas dessas modificações estendem o conjunto de possíveis funções proteicas pela adição de novos grupos funcionais (grupos heme, acetato ou sulfato) ou de cadeias de carboidratos e/ou lipídios. Essas alterações químicas podem alterar a hidrofobicidade de uma proteína e assim determinar a localização celular desta (por exemplo, proteínas hidrofóbicas tendem a se ancorar em membranas fosfo-lipídicas). Outras modificações, como a fosforilação, são parte de um sistema para controlar o comportamento proteico (por exemplo, ativando ou inativando uma enzima) amplamente utilizado pela célula. 
As modificações pós-traducionais conhecidas incluem fosforilação, acetilação, alquilação, metilação, sulfatação, isoprenilação, glicilação, ubiquitinação e formação de pontes dissulfeto. 
Enovelamento de proteínas
Logo após a tradução, a proteína é apenas uma longa cadeia de aminoácidos incapaz de exercer sua função biológica. Para se tornar ativa ela precisa assumir a devida conformação, adquirir uma estrutura tridimensional específica, a chamada forma nativa. Este processo - a passagem de uma cadeia amorfa para uma proteína ativa - é chamado de enovelamento. O processo reverso é a desnaturação. Proteínas desnaturadas podem perder sua solubilidade e precipitar. Algumas proteínas desnaturadas podem eventualmente se re-enovelar, a maioria não. 
A informação sobre como será a estrutura terciária de uma proteína estão contidas em sua própria estrutura primária; pois esta é sempre a forma mais estável, de menor energia, que a cadeia pode assumir. A forma mais estável varia de acordo com o meio. Em um solvente polar, por exemplo, uma forma estável terá os aminoácidos de cadeia lateral polar expostos ao meio e os de cadeia lateral apolar escondidos no núcleo da proteína; num solvente apolar vale o contrário. O enovelamento é guiado pelas forças de Van der Waals, contribuições da energia livre de Gibbs, formação de ligações de hidrogênio e pontes dissulfeto. Apesar de as proteínas espontaneamente assumirem sua forma nativa, muitas vezes esse processo é demasiadamente demorado. Por isso existem as chaperonas, proteínas que catalisam o enovelamento de outras proteínas. 
Fosforilação
É a adição de um grupo fosfato (PO4) a uma aminoácido de uma cadeia proteica. A reação é: 
ATP + proteína <-> fosfoproteína + ADP 
As fosfatases são as enzimas responsáveis pela desfosforilação e as quinases, pela fosforilação. 
A fosforilação em eucariotos ocorre apenas em serina, treonina ou tirosina. A taxa relativa de probabilidade de fosforilação desses três aminoácidos é de aproximadamente 1000/100/1 para serina/treonina/tirosina respectivamente. Podemos então notar que a tirosina é relativamente muito raramente fosforilada,ainda assim, sua fosforilação é de profunda importância, porque, por exemplo, a atividade de muitos receptores de fatores de crescimento é regulada por ela. 
De um modo geral, a fosforilação é a mais importante e bem estudada modificação pós-traducional. Exerce papel crucial em inúmeros processos celulares; muitos receptores e enzimas são “ligados” ou “desligados” pela fosforilação e desfosforilação. O controle da atividade enzimática pela fosforilação é responsável por diversas vias de transdução de sinal, pelo controle do ciclo celular e muitos outros eventos celulares cruciais. 
À primeira vista pode parecer que a simples adição de um grupo fosfato não deveria ser tão importante. No entanto, o grupo fosfato é fortemente negativo, então sua adição induz forças na cadeia proteica que podem levar a uma radical alteração em sua conformação. Desse modo, uma proteína pode expor os aminoácidos antes escondidos em seu centro e mudar muito suas características. Por exemplo, uma proteína apolar e hidrofóbica pode se tornar polar e hidrofílica. 
A poli-fosforilação também é um processo importante. A proteína p53, (já foi “molécula do ano”, é conhecido como o guardião do DNA) de crucial importância para a manutenção da integridade do material genético e para o bom andamento do ciclo celular, possui 18 sítios de fosforilação. Isso decorre principalmente de sua importância; sua atividade precisa ser finamente regulada, pois quando muito ativa ela induz a apoptose e quando muito inativa o desenvolvimento de câncer é muito provável. 
Formação de pontes dissulfeto
Modificações pós-traducionais podem levar à formação de pontes dissulfeto, o que altera drasticamente a estrutura tridimensional da proteína em questão. 
Pontes dissulfeto são ligações fortes covalentes entre dois grupos sulfidril ( -SH ), quase sempre da cadeia lateral de cisteína. Essa ligação é muito importante para a formação da estrutura terciária de proteínas e, consequentemente, para a função destas. 
Em células eucarióticas, as pontes dissulfeto são formadas no lúmen do RER (retículo endoplasmático rugoso), porque esse ambiente, ao contrário do citosol, é um meio oxidativo. Sendo assim, pontes dissulfeto são desfeitas no citosol, e, portanto, apenas proteínas lisossomais, secretórias e do glicocálice as possuem. Mas há exceções notáveis para essa regra. Por exemplo, proteínas citoplasmáticas possuem resíduos de cisteína muito próximos que funcionam como detectores do potencial de redução do citosol: quando este cai, os resíduos se oxidam, formando pontes dissulfeto e disparando mecanismos celulares de resposta. 
Glicosilação
É a adição de sacarídeos a cadeias proteicas. Este processo é primordial para a formação das proteínas de membrana e secretórias. 
Há dois tipos de glicosilação: a nitrogênio-glicosilação, que ocorre no nitrogênio da amida de cadeias laterais de asparagina e a oxigênio-glicosilação, que ocorre no hidróxi oxigênio de serina e treonina. 
As cadeias de polisacarídeas adicionadas as proteínas tem diversas funções: experimentos mostraram que sem elas, algumas proteínas não se enovelam corretamente e outras tem sua vidamédia muito diminuída. A glicosilação também desempenha uma papel central na adesão célula-célula. 
Sulfatação
Ocorre em resíduos de tirosina de proteínas como o fibrinogênio e proteínas que serão secretadas (por exemplo a gastrina). 
O grupo sulfato uma vez adicionado não será mais removido, sendo assim, ele é não usado para a regulação proteica como a fosforilação, só é adicionado quando necessário para a função biológica daquela proteína. 
Metilação
É a substituição de um hidrogênio (H) por um grupo metil (CH3). 
Em sistemas biológicos essa reação é catalisada por enzimas e está envolvida na modificação de metais pesados, na regulação da expressão gênica e no metabolismo de RNA. 
A metilação de DNA é um tema vasto, muito importante e estudado atualmente. 
Em proteínas a metilação ocorre em resíduos de arginina ou lisina. A metilação proteica é hoje mais bem conhecida em histonas, as proteínas responsáveis pelo enovelamento das fitas de DNA. A transferência de grupos metil de S-adenosil metionina (SAM, um cofator enzimático presente em todas as células eucarióticas) para histonas é catalisada por enzimas conhecidas como histona metil transferases. A metilação das histonas pode influenciar na expressão gênica, sendo portanto um fator epigenético. 
Zimogênios
Zimogênios ou pró-enzimas são precursores inativos de proteínas que precisam ser clivados em um ponto específico para dar origem a proteínas funcionais. 
A síntese de proteínas em forma de zimogênios é uma estratégia utilizada pela célula para evitar que uma proteína exerça uma atividade perigosa em hora e local errado. Por exemplo, as proteínas com função digestiva não podem se tornar ativas no citosol porque começariam a degradar deliberadamente outras proteínas, então a célula sintetiza essas proteínas numa forma inativa (os zimogênios). Exemplos conhecidos são a tripsina e a quimiotripsina. 
As caspases, responsáveis pelo disparo do processo de apoptose, também só podem se tornar ativas em situações específicas, por isso são também sintetizadas na forma de pró-enzima. 
A modificação pós-traducional em questão é a clivagem de zimogênios. 
Glicosilação:
O processo de glicosilação pode ser definido como a adição enzimática (um processo análogo não enzimático é a glicação[1]) de carboidratos (também chamados de açúcares, sacarídeos ou hidratos de carbono) a sítios específicos na superfície de proteínas e lipídios, que, conforme a especificidade da molécula orgânica, pode ocorrer tanto no retículo endoplasmático quanto no aparato de Golgi[2]. Assim, a glicosilação leva à formação de glicoproteínas, constituindo um processo co e pós-traducional, ou seja, que pode ocorrer durante e após a tradução, momento em que as proteínas são alvo de diversas modificações estruturais[3]. Essa reação possui alta importância funcional, visto que confere estabilidade, heterogeneidade e maior solubilidade às moléculas glicosiladas, sendo essencial para a adesão e sinalização celular e para o enovelamento proteico[3][4]. 
A glicosilação é um processo enzimático bastante diversificado e plural e, portanto, pode ser subdividida em diversos tipos: 
o N-glicosilação: adição de carboidratos ao nitrogênio das cadeias laterais de asparagina ou arginina 
o O-glicosilação: adição de carboidratos ao radical hidroxila das cadeias laterais de serina, treonina, tirosina, hidroxilisina ou hidroxiprolina 
o P-glicosilação: ligação de carboidratos ao fosfato de uma fosfosserina 
o C-glicosilação: processo enzimático em que ocorre adição de carboidratos a um carbono da cadeia lateral do triptofano 
o Glipiação: adição de uma ancoragem de glicosilfosfatidilinositol (GPI), em que ocorre a ligação de um carboidrato à fosfoetanolamina, o que permite que seja ancorada ao grupo carboxil terminal de uma proteína[5] 
Tipos de Glicosilação
N-glicosilação
Características Gerais
É o tipo mais comum de glicosilação de proteínas e ocorre no Retículo Endoplasmático Rugoso (RER), sendo necessária para o enovelamento adequado dessa proteína na organela. Duas proteínas chaperonas do RER denominadas calnexina e calreticulina são proteínas de ligação de carboidratos, ou lectinas, que se ligam a oligossacarídeos nas proteínas que não estão completamente enoveladas e as retêm no RER para impedir que sofram agregação irreversível. Ambas promovem a associação de proteínas incompletamente enoveladas com outra chaperona do RER, que se liga a cisteínas que ainda não formaram ligações dissulfeto. Além disso, reconhecem oligossacarídeos ligados ao N que contêm uma única glicose terminal e, portanto, se ligam a proteínas apenas depois que duas das três glicoses do oligossacarídeo precursor tenham sido removidas durante o corte de glicose por glicosidases do RER. Quando a terceira glicose é removida, a glicoproteína dissocia-se da sua chaperona e pode deixar o RER. Para reconhecer esses erros e enovelamento, há a glicosiltransferase, que continua adicionando uma glicose àqueles oligossacarídeos que perderam sua última glicose. Ela adiciona a glicose, entretanto, somente a oligossacarídeos que estão associados a proteínas desenoveladas. Assim, uma proteína desenovelada sofre ciclos contínuos de retirada de glicose (por glicosidase) e de adição (pela glicosil transferase) e mantém uma afinidade por calnexina e calreticulina, até alcançar seu estado de completo enovelamento[4]. 
Etapas
Na Glicosilação do tipo N ou ligada à asparagina, um oligossacarídeo precursor pré-formado (composto de N-acetilglicosamina, manose e glicose e contendo um total de 14 açúcares) é transferido em bloco para proteínas. Pela ação de uma enzima ligada à membrana, uma oligossacaril transferase, esse oligossacarídeo é transferido ao grupo NH2 da cadeia lateral de um aminoácido asparagina na proteína, e por isso a glicosilação tipo N recebe esse nome. Uma cópia da oligossacaril transferase é associada a cada proteína translocadora da membrana do RER, permitindo a ela procurar e glicosilar as cadeias polipeptídicas que entram. Uma molécula lipídica complexa, o dolicol, abriga o oligossacarídeo precursor na membrana do RER, ligando-se a ele por uma ligação pirofosfato altamente energética, que providencia a energia de ativação para conduzir a glicosilação. Durante a translocação da proteína, imediatamente depois de o aminoácido ter alcançado o lúmen, o oligossacarídeo precursor é transferido para a asparagina-alvo em um único passo enzimático. O oligossacarídeo precursor é construído açúcar por açúcar no lipídeo dolicol ligado à membrana e então transferido para uma proteína. Os açúcares são primeiro ativados no citosol pela formação de um intermediário açúcar-nucleotídeo (UDP ou GDP), que, então, doa seu açúcar (direta ou indiretamente) ao dolicol em uma sequência ordenada. O dolicol com 2 fosfatos inicia o ciclo. O primeiro passo é a ligação da N-acetilglicosamina ao grupamento fosfato do dolicol por meio de outro fosfato, cedido pela UDP que doa a hexose, com formação de uma ponte pirofosfato a qual ativa o oligossacarídeo para sua eventual transferência do dolicol para uma cadeia lateral da asparagina de um polipeptídeo crescente no lado do lúmen do RER. Depois de a N-acetilglicosamina transferase adicionar 2 N-acetilglicosamina ao grupo fosfato do dolicol, inicia-se a segunda etapa: outras duas moléculas de dolicol fosfato aceitam, respectivamente, quatro manoses e três glicoses, que também são incorporadas uma por vez. Nesse ponto, o dolicol é invertido através da bicamada por uma proteína translocadora, do lado citosólico para o lado do lúmen da membrana do RER. Todas as reações subsequentes de transferência de glicosil no lado do lúmen do RE envolvem transferência de dolicol-P-glicose e dolicol-P-manose; esses monossacarídeos ativados ligados a lipídeo são sintetizados a partir de dolicol fosfato e de UDP-glicose ou de GDP-manose (quando apropriado) no lado citosólico do RE e, então, são invertidos através da membrana do RE. A seguir, no interior do RER, após se desprenderem de seus respectivos dolicóis, as cadeias de quatro manoses e de três glicoses somam-se nessa ordem ao heptassacarídio do dolicol fosfato, que se converte em oligossacarídio de 14 unidades: duas N-acetilglicosaminas, nove manoses e três glicoses[6]. 
Implicações
Toda a diversidade de estruturas de oligossacarídeos ligados ao N em glicoproteínas maduras resulta da modificação tardia do oligossacarídeo precursor original: enquanto ainda no RER, três glicoses e uma manose são rapidamente removidas dos oligossacarídeos da maioria das glicoproteínas. 
O fato de um dado oligossacarídeo permanecer rico em manose ou ser processado depende em grande parte de sua posição na proteína. Se o oligossacarídeo for acessível às proteínas processadoras no aparato de Golgi, é provável que ele seja convertido a uma forma complexa; se ele estiver inacessível por seus açúcares estarem firmemente presos à superfície proteica, é provável que permaneça na forma rica em manose[4]. 
O-glicosilação
Características Gerais
A glicosilação tipo O é responsável por modular proteínas que podem agir na fisiopatologia de inúmeras doenças, como diabetes mellitus, isquemia, reperfusão, doença de Alzheimer, entre outras[7]. 
Esse tipo de glicosilação ocorre exclusivamente no aparato de Golgi (AG), exceto em leveduras, onde foi observado que a síntese de oligossacarídeos O-ligados tem início no Retículo Endoplasmático com a adição de um resíduo de manose. 
Etapas
Diferentemente da glicosilação N-ligada, na O-ligada os carboidratos são ligados ao radical -OH de resíduos de serina ou de treonina. O início é dado pela adição de um resíduo de N-acetilgalactosamina (N-GalNAc) a um radical OH dos aminoácidos citados com a ajuda da enzima acetilgalactosamina transferase, em cisternas cis do AG[8]. Posteriormente, quando a GalNAc é anexada ao açúcar, a molécula resultante sofre reações por específicas transferases que resultam em diversas estruturas, que são futuramente alongadas ou modificadas por sinalização, sulfatação, acetilação e extensão por polilactosamina[9]. 
Em seguida, outros monossacarídeos são sucessivamente introduzidos no processo, adicionados no carboidrato, formando, assim, um oligossacarídeo. A adição de monossacarídeos é feita de forma sequencial nas diferentes cisternas do aparato de Golgi. Esses oligossacarídeos são, em geral, pequenos. Há várias possíveis combinações de monossacarídeos, o que pode acarretar uma diversidade nas estruturas[8]. 
Normalmente, nesse tipo de glicosilação, apenas um monossacarídeo é adicionado por vez e isso resulta em cadeias em geral curtas[10]. 
Além do mais, um número de outros açúcares, como frutose, também são descritos na literatura como passíveis de sofrerem glicosilação tipo O através da ação da enzima GalNAc, pois resíduos desta última foram encontrados em coproteínas derivadas da frutose[11]. 
P-glicosilação
Este tipo de glicosilação, assim como a tipo C que será descrita mais à frente, são muito menos comuns que as glicosilações tipo N e tipo O[12]. 
Neste caso, o glicídio se ligará a resíduos de serina ou treonina por ligações fosfodiéster. 
C-glicosilação
Ocorre quando o açúcar se liga ao carbono do aminoácido, como a α-manose ao grupamento indol do primeiro triptofano da sequência Trp-X1-X2-Trp/Cys, processo favorecido quando X1 é um aminoácido pequeno ou polar (e.g. serina, alanina, glicina ou treonina) e desfavorecido quando é fenialanina ou leucina[12]. 
Glipiação
É a formação de uma ancoragem de glicosilfosfatidililinositol (GPI), por meio da ligação do açúcar do GPI na fosfoetanolamina, a qual é ancorada no grupo C-terminal de uma proteína. No caso, o GPI está conectado covalentemente a um fosfolipídio[13]. 
Foi identificada em eucariotos e arqueas. A única função biológica confirmada do GPI é conferir um ancoramento estável na membrana para as proteínas[14]. 
Importância Funcional
A adição de carboidratos nas proteínas altera suas polaridade e solubilidade, já que aqueles são mais hidrofílicos que estas. Assim, a glicosilação pode favorecer certo tipo de enovelamento, por choques estéricos e hidrofóbicos. 
Além disso, a carga negativa e o volume do açúcar impede o ataque de enzimas proteolíticas em algumas proteínas. As proteínas podem ser diferentemente glicosiladas a depender do tecido em que são produzidas, o que afeta seu reconhecimento. Essas variações estruturais são denominadas glicoformas teciduais. 
Dessa forma, a glicosilação de proteínas envolve reconhecimento e adesão celulares, já que os glicídios tornam aquela região da proteína hidrofílica para que possa funcionar em ambiente aquoso, além de promover comportamentos diferentes para diferentes glicosilações que ocorrerem, estrutura e quimicamente. 
Ademais, as glicoproteínas de superfície celular nas células e proteínas como o colágeno de reticulação aprimoram a estabilidade e a força de um tecido. Por exemplo, as glicoproteínas permitem que as plantas se mantenham em pé, contraa força da gravidade. 
Elas também atuam na comunicação entre sistemas de órgãos, no terminal sináptico na massa cinzenta cerebral, como hormônios (e.g. HCG e eritropoietina), enzimas, citosinas, fatores de crescimento, fatores de coagulação (protrombina, trombina e fibrinogênio), nos marcadores celulares (grupos MN e ABO), na reprodução sexuada ao permitir a ligação do espermatozoide no ovócito, no muco (mucinas), na inflamação, na atividade anticongelamento e na resposta imune ao determinar o antígeno específico em que se ligarão anticorpos, células B e células T[12][14]. 
Ainda, a N-glicosilação é uma das características estruturais que, por gerar estabilidade térmica, pode dar à proteína a propriedade de alergênio. Assim, ele ganha, muitas vezes, estabilidade e resistência à desnaturação química[15]. 
Já a O-glicosilação modula diversas vias de sinalização. Certas proteínas O-glicosiladas com O-GlcNAc promovem o aumento da reatividade vascular para estímulos contráteis. Estudos sugerem que elas desencadeiam uma resposta que envolve a ativação da STIM1/Orai1, o aumento da liberação de Ca2+ intracelular e a ativação da via de sinalização da PKC[16]. 
Doenças Relacionadas
Mutações em genes codificadores de proteínas e de enzimas responsáveis pela glicosilação podem levar a doenças congênitas (CDGs - congenital disorders of glycosylation, tipo I e II), miopatias ou contribuir para o crescimento de neoplasmas. Nos distúrbios congênitos do tipo 1, as mutações ocorrem a nível gênico, com mutações alélicas. Nos distúrbios do tipo 2, as mutações ocorrem em glicosiltransferases, transportadores de nucleotídeos e proteínas citoplasmáticas responsáveis pelo transporte da maquinaria da glicosilação até o aparato de Golgi[17]. 
Um exemplo de CDG, é a Síndrome de Walker-Walburg[18], uma doença autossômica recessiva rara que causa distrofia muscular congênita e malformação cerebral e ocular - devido à malformação do sistema nervoso ainda no desenvolvimento embrionário. Entre outras etiologias, pode ser originada pela mutação nos genes codificadores das proteínas O-mannosyltransferases 1 e 2 (POMT1 e POMT2)[19], ocorrendo com maior frequência em casos de consaguinidade. Outra anomalia congênita causada por mutações nos genes da glicosilação (glicogenes, de forma geral) é a Anomalia de Peters (Peter’s-plus Syndrome)[20], que causa opacidade corneana devido à má formação do segmento anterior do olho, além de retardo mental. Nesse caso, as mutações inativam a enzima beta1,3-glucosiltransferase, responsável por adicionar ramos de açúcar a proteínas (fucose O-ligada) envolvidas na síntese de tetrassacarídeos nos fatores de crescimento epidérmicos (EGFs) e responsáveis pelo desenvolvimento embriológico, remodelação tecidual, angiogênese e neurogênese. A Anemia Diseritropoética Congênita tipo 2 (ou HEMPAS)[21] é outra doença rara autossômica recessiva, que causa anemia durante toda a vida, desde casos brandos até aqueles que necessitam de transfusão, devido a falhas na eritropoiese (síntese de eritrócitos). Nessa patologia, a falha na glicosilação está relacionada à organização anormal da membrana de eritrócitos, com ausência de polilactosaminas em glicoproteínas de eritrócitos. Estudos apontam que fatores genéticos bloqueiam a glicosilação de aceptores de glicoproteínas e transferem ceramidas polilactosaminil para receptores de lipídios, o que resulta em aumento de glicolipídios da série lacto. Ocorre também um prejuízo na síntese de N-glicanos como N-acetilglicosamino transferase II e alfa-mannosidase II, com a produção de isômeros ou híbridos dessas enzimas, que não possuem a mesma eficiência. 
A superexpressão de N-acetilglisoamina-transferase 5 está relacionada ao aumento de metástase em tumores. Seus produtos são responsáveis pela manutenção dos receptores de fatores de crescimento epidérmico (EGFRs) nas membranas celulares, aumentando sua resistência e sinalização para o crescimento nas células cancerígenas.