LISTA DE QUESTÕES 3 - Compartimentalização Celular e Endereçamento de Proteínas GABARITO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO – UFMT 
Campus Universitário de Sinop – CUS 
Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde – PPGCS 
Disciplina: Fundamentos em Biologia Molecular e Celular 
 
LISTA DE QUESTÕES 3 
Compartimentalização Celular e Endereçamento de Proteínas 
 
1) As células eucarióticas são subdivididas de forma elaborada em compartimentos distintos os quais 
são envoltos por membranas, delimitando e proporcionando suas respectivas funções. Sobre este 
tema, analise as assertivas a seguir e identifique a organela correspondente: 
a) Ocupa cerca de metade da área total da membrana em uma célula eucariótica, produz a 
maioria dos lipídeos e funciona como reserva de íons cálcio. Contém uma organela que produz 
proteínas de membrana integrais e solúveis. 
Retículo endoplasmático rugoso 
R: _________________________________________________________________ 
b) Contém seu próprio genoma cuja natureza se assemelha ao de algumas bactérias; em células 
animais essa organela caracteriza-se por estar delimitada por dupla membrana e permanece 
isolada do tráfego vesicular. 
Mitocôndria 
R: _________________________________________________________________ 
c) Degradam organelas intracelulares inviáveis bem como macromoléculas ou partículas 
englobadas do meio exterior. 
Lisossomos 
R: _________________________________________________________________ 
d) Recebe lipídeos e proteínas e os envia para vários destinos, modificando-os covalentemente 
durante o trajeto. Trata-se de uma organela caracterizada por pilhas de compartimentos 
discoides. 
Aparelho de Golgi 
R: _________________________________________________________________ 
e) É o principal local onde ocorre a síntese e a degradação de proteínas; também é o sítio onde 
ocorre grande parte do metabolismo intermediário das células. 
Citoplasma 
R: _________________________________________________________________ 
 
2) Considerando as similaridades e especificidades de cada tipo celular, explique porque um 
hepatócito tem uma área total de superfície de membrana que é 25 vezes a de sua própria 
membrana plasmática? 
R: Para servir a funções especializadas nas células, essas organelas variam em abundância e podem 
ter propriedades adicionais que diferem de um tipo celular para o outro. O hepatócito é uma célula 
caracterizada por intensa metabolização e produção de proteínas, sendo necessária uma grande 
área de RER (organela que contém os ribossomos). 
 
3) Cada célula animal produz, em seu citoplasma, cerca de 10 bilhões de proteínas de mais de 10 mil 
tipos. Após, cada proteína recém-sintetizada é transportada especificamente para sua respectiva 
organela. Sobre essa assunto, responda: 
a) Explique o mecanismo que a célula utiliza para determinar a qual organela cada proteína deve 
ser entregue? 
R: O destino das proteínas depende da sequência de aminoácidos, a qual pode conter sinais de 
endereçamento que direcionam o seu envio a locais fora do citosol ou às superfícies de 
organelas. O transporte de proteínas entre organelas é guiado por sinais de endereçamento na 
proteína transportada que são reconhecidos pelos receptores de endereçamento 
complementares. 
b) Qual o destino de uma proteína sem sinal de endereçamento? 
R: Ficar no local onde foi produzida. 
 
4) Após sua síntese, as proteínas podem mover-se de um compartimento a outro por meio de 
mecanismos diversos. Sobre esse tema, analise as assertivas abaixo e assinale V (verdadeiro) ou F 
(falso), justificando as assertivas F. 
a) ( ) As proteínas integrais de membrana usam os translocadores de proteínas, estes induzem 
ao desdobramento antes de transportar a proteína completa através da membrana celular 
antes de incorporá-las à bicamada lipídica. F; as proteínas integrais de membrana usam os 
translocadores que deslocam apenas parcialmente essas proteínas através da membrana, 
tornando-se então incorporadas à bicamada lipídica. 
b) ( ) O transporte no qual as proteínas e moléculas de RNA se movimentam entre o citosol e o 
núcleo por meio de complexos do poro nuclear no envelope nuclear é característico do 
transporte controlado por comportas. V 
c) ( ) A transferência de proteínas solúveis do retículo endoplasmático ao aparelho de Golgi 
ocorre por transporte vesicular, no qual o conteúdo proveniente do retículo endoplasmático é 
descarregado no aparelho de Golgi por fusão de suas membranas. V 
d) ( ) No transporte controlado por comportas os complexos do poro agem como canais 
permeáveis permitindo a passagem das macromoléculas importantes do citosol para o núcleo. 
F; os complexos do poro nuclear são canais seletivos que atuam no transporte ativo de 
macromoléculas específicas e conjuntos macromoleculares entre os dois espaços, embora 
também permitam a difusão livre de pequenas moléculas. 
e) ( ) As vesículas de transporte brotam do compartimento doador e fundem-se com a 
membrana do compartimento alvo. Então o conteúdo é transferido de lúmen para lúmen e, 
após, a membrana da vesícula é endocitada e digerida no compartimento alvo. F; a membrana 
do compartimento doador é preservada na membrana do compartimento alvo, mantendo seus 
domínios com as proteínas de membrana orientadas para o citosol. 
 
5) Sobre o transporte de moléculas entre compartimentos intracelulares, analise as assertivas a 
seguir, marque a(s) INCORRETA(S) e destaque a parte considerada errada: 
a) Complexos do poro nuclear (NPC) são formados por um grupo de proteínas denominadas 
nucleoporinas. O tráfego pelos NPC é intenso, sendo possível transportar mais de mil moléculas 
por segundo, em ambas as direções, ao mesmo tempo. Pequenas moléculas solúveis em água 
são transportadas de forma passiva pelos canais aquosos. No entanto, grandes proteínas, com 
até 60 mil dáltons, são impedidas de difundirem-se graças ao grande emaranhado desordenado 
constituído pelas nucleoporinas no canal. F; grandes proteínas (de até 60 mil dáltons) são 
difundidas de forma mais lenta pelos canais de nucleoporinas, no entanto, quanto maior a 
proteína, mais lentamente ela passa através do NPC; o emaranhado desordenado restringe a 
difusão de proteínas maiores que o especificado. 
b) O transporte de proteínas provenientes do citosol em direção ao núcleo celular são 
dependentes do chamado sinal de localização nuclear, os quais consistem de uma ou duas 
sequências ricas em aminoácidos carregados positivamente na própria proteína, como arginina 
ou lisina. No entanto, a localização exata do sinal dentro da sequencia de aminoácidos de uma 
proteína nuclear não é importante. V; os sinais de localização nuclear podem estar situados 
praticamente em qualquer lugar na sequencia de aminoácidos e, supostamente, formam alças 
ou regiões na superfície da proteína. 
c) Os sinais de localização nuclear devem ser reconhecidos pelas importinas. As importinas, ou 
receptores de importação nuclear, são proteínas nucleares solúveis que se encaminham ao 
citosol, ligam-se no sinal de localização nuclear da proteína carga e também nas sequencias FG 
localizadas no emaranhado desestruturado do canal de nucleoporinas para efetuar o 
transporte. Uma vez no núcleo, as importinas dissociam-se da sua carga e retornam ao citosol 
para efetuar novo transporte. F; as importinas são proteínas de origem citosólica, 
especializadas no transporte de proteínas com o sinal de localização nuclear através do 
emaranhado não estruturado do canal NPC. 
d) A exportação nuclear, ou seja, o transporte de moléculas do núcleo para o citosol, utiliza-se da 
GTPase Ran, de forma que a Ran-GTP no núcleo promove a ligação da carga à exportina; este 
complexo se movimenta através do canal de nucleoporinas em direção ao citosol, onde há 
elevada concentração de Ran-GAP, que hidrolisa o GTP da Ran para GDP, liberando a carga e 
Ran-GDP no citosol. V; o mecanismo utilizado pela exportina é o mesmo, porém inverso ao 
mecanismo utilizado pela importina. 
 
6) Ainda sobre o transporte de moléculas entre citosol e núcleo, observe a imagem abaixoe depois 
responda: 
 
 
 
a) Descreva o mecanismo ilustrado na imagem. 
R: A proteína Ran atua como um interruptor molecular que pode existir em dois estados 
conformacionais, como Ran-GTP ou Ran-GDP. A conversão entre estes dois estados é 
desencadeada por duas enzimas reguladoras (Ran específicas): Ran-GAP (proteína ativadora de 
GTPase: converte GTP em GDP) ou Ran-GEF (fator de troca de guanina: converte GDP em GTP). 
Ran-GAP está localizada no citosol ao passo que Ran-GEF está no núcleo; dessa forma, o citosol 
é rico em Ran-GDP e o núcleo em Ran-GTP. Assim, a hidrólise de GTP por Ran no citosol fornece 
direcionalidade para o transporte nuclear pela importina. Ao atingirem o lado nuclear do 
complexo do poro, Ran-GTP liga-se a eles fazendo com que a importina libere sua carga. Como 
Ran-GDP (no citosol) não se liga às importinas, o descarregamento ocorre apenas no lado 
nuclear do NPC. 
b) Qual a finalidade deste mecanismo? 
R: Proporcionar a energia necessária e a direção correta para o transporte de proteínas 
citosólicas para o núcleo e vice-versa. 
 
7) Analise a figura abaixo. 
 
 
Sobre o tema translocação de proteínas, identifique o agente responsável em cada assertiva e, a 
seguir, o respectivo compartimento celular: 
a) Transporto algumas proteínas com a conformação barril β para a matriz do meu 
compartimento celular e auxilio na inserção de proteínas transmembrana na membrana 
interna. Eu sou o complexo ______________________. TIM 23 
b) Sou um translocador de proteínas e estou na membrana interna do meu compartimento 
celular; medeio a inserção de proteínas na membrana interna que são sintetizadas no interior 
deste compartimento. Eu sou o complexo ______________________. OXA 
c) Sou necessário à importação de todas as proteínas mitocondriais codificadas no núcleo. Após o 
reconhecimento de uma sequencia precisa de aminoácidos, transporto a sequencia sinal da 
proteína para o espaço intermembranas e ajudo a inserir proteínas transmembrana na 
membrana externa. Eu sou o complexo ______________________. TOM 
d) Faço a inserção de um grupo específico de proteínas transportadoras de ADP, ATP e fosfato na 
membrana interna. Tenho um complexo protéico multimérico que atua como importador de 
ATPase, usando a hidrólise de ATP para empurrar proteínas através do poro. Eu sou o complexo 
______________________. TIM 22 
e) Sou responsável pela translocação de proteínas que exibem a conformação barril β, 
particularmente abundantes na membrana externa do meu compartimento celular e ajudo-as 
no dobramento. Eu sou o complexo ______________________. SAM 
f) Qual é o compartimento celular onde acontecem os eventos citados acima? 
_______________________________________________________________________. 
Mitocôndria 
 
8) Ainda sobre o assunto translocação de proteínas, analise as assertivas abaixo e marque V 
(verdadeiro) ou F (falso): 
a) ( ) Proteínas sintetizadas no citosol com destino mitocondrial devem permanecer 
desenoveladas antes de sua interação com o complexo TOM. Essa configuração desenovelada é 
garantida pelas proteínas de interação citosólicas, algumas delas pertencentes à família hsp70, 
que estabelecem ligações com as sequencias-sinal da proteína alvo. V 
b) ( ) Somente após a passagem completa da proteína pelo canal de translocação é que as 
proteínas de interação são removidas da proteína translocada. F; como um passo inicial no 
processo de importação, os receptores de importação do complexo TOM ligam-se a 
sequencias-sinal de proteínas precursoras mitocondriais. As proteínas de interação são, então, 
removidas e a cadeia polipeptídica desenovelada é encaminhada (primeiro a sequencia sina) 
para o canal de translocação. 
c) ( ) As proteínas hsp70 mitocondriais são essenciais para o processo de translocação de 
proteínas; fazem parte do complexo TIM23 pelo lado da matriz mitocondrial e agem como um 
motor para puxar proteínas precursoras para o espaço da matriz. V 
d) ( ) As porinas são proteínas que exibem a configuração barril β, sendo encontradas em 
abundância na membrana mitocondrial externa. Devido à sua configuração específica, elas 
interagem com o complexo SAM na membrana mitocondrial externa, o qual faz sua 
translocação, após a sua inserção na membrana e, por fim, auxiliam no seu enovelamento. F; o 
complexo TOM não pode integrar porinas na bicamada lipídica. As porinas são transportadas 
em sua forma desenovelada para o espaço intermembranas, ligam-se a chaperonas, ligam-se 
ao complexo SAM na membrana externa e fazem sua inserção. 
e) Assim como na membrana externa, na membrana interna mitocondrial também são 
encontradas as porinas. No entanto, depois que as porinas são translocadas para o espaço 
intermembranas pelo complexo SAM, elas são inseridas na membrana interna por meio da 
ação do complexo TIM22. F; na membrana mitocondrial interna não há porinas, esta porção da 
membrana é altamente seletiva e não permite a livre passagem de íons e metabólitos como a 
membrana externa. 
 
9) Porque as mitocôndrias necessitam de um translocador especial para importar proteínas através da 
membrana externa quando a membrana já possui grandes poros formados por porinas? 
R: A mitocôndrias precisam de translocadores de proteínas que façam a captação (complexo TOM) 
e inserção (complexo SAM) das porinas na membrana mitocondrial externa. 
 
10) Analise as assertivas abaixo e assinale a alternativa INCORRETA: 
a) Muitas das funções dos peroxissomos foram incorporadas pelas mitocôndrias durante a 
evolução celular. Nas células animais atuais, uma das principais funções dos peroxissomos é 
sua participação no encurtamento das cadeias de ácidos graxos durante o processo de β-
oxidação. V 
b) As proteínas dos peroxissomos são codificadas no núcleo e importadas do citosol. Peroxinas 
solúveis citosólicas, como a Pex5, reconhece o sinal de importação da proteína alvo, 
acompanha sua carga ao interior dos peroxissomos e, após a liberação da carga, é degradada 
no lúmen da organela. F; após a entrega da carga, a Pex5 sobre ubiquitinação sendo essa 
modificação necessária para liberá-la no citosol novamente, onde a ubiquitina é removida. 
c) A importação de proteínas para o retículo endoplasmático ocorre antes da finalização de sua 
síntese, ou seja, é considerado um processo cotraducional, ao passo que nas mitocôndrias e 
cloroplastos esse processo é pós-traducional. V 
d) Cadeias polipeptídicas atravessam a membrana do retículo endoplasmático por meio de um 
canal na membrana constituído pelo complexo Sec61. No translocador inerte, o canal encontra-
se fechado para impedir o escape de íons cálcio desta organela para o citosol. V 
e) A glicosilação de proteínas é necessária para o adequado enovelamento no reticulo 
endoplasmático. No entanto, qualquer falha no processo que promova um enovelamento 
inadequado resulta em uma proteína inoperante. Tais proteínas são exportadas para o citosol, 
onde são degradadas em proteassomos. V 
 
 
 
11) Identifique as diferenças entre lisossomos, endossomos e peroxissomos. 
R: Os lisossomos contém enzimas digestivas que degradam organelas intracelulares mortas, bem 
como macromoléculas e partículas englobadas do exterior das células por endocitose. O material 
endocitado deve passar primeiramente por uma série de organelas chamadas de endossomos, os 
quais são formados pela membrana externa e o material englobado, que se encaminham para o 
aparelho de Golgi ou para o lisossomo. Peroxissomos são compartimentos vesiculares que contém 
enzimas especializadas em reações oxidativas.