RESUMO - Compartimentos Intracelulares e Transporte

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RESUMO CAPÍTULO 15: Compartimentos Intracelulares e Transporte 
 
• Para que a célula opere de modo eficaz, os diversos processos intracelulares que ocorrem 
simultaneamente devem, de alguma forma, ser segregados. 
• Uma estratégia utilizada tanto pelas células procarióticas como pelas eucarióticas é agregar as 
diferentes enzimas requeridas para catalisar uma determinada sequência de reações em um 
grande complexo proteico. Uma segunda estratégia, a qual é muito mais desenvolvida em 
células eucarióticas, consiste em confinar os diferentes processos metabólicos, e as proteínas 
necessárias para conduzi-los, dentro de compartimentos envoltos por membranas. 
• Cada compartimento contém um conjunto único de proteínas as quais devem ser transferidas 
seletivamente a partir do citosol, onde são produzidas, para o compartimento no qual elas são 
utilizadas. Esse processo de transferência, chamado de distribuição proteica, depende de sinais 
construídos dentro da sequência de aminoácidos das proteínas. 
ORGANELAS ENVOLTAS POR MEMBRANAS 
As células eucarióticas contêm um conjunto básico de organelas envoltas por membranas 
• O núcleo é em geral a mais proeminente das organelas nas células eucarióticas. Ele é 
circundado por uma dupla membrana conhecida por envelope nuclear e se comunica com o 
citosol pelos poros nucleares que perfuram o envelope. A membrana nuclear externa é continua 
à membrana do retículo endoplasmático (RE), o qual é um sistema continuo de sacos e tubos de 
membrana intercalados e que frequentemente se estende pela maior parte da célula. O RE é o 
principal sítio de síntese de novas membranas na célula. Grandes áreas do RE possuem 
ribossomos ligados à superfície citosólica, sendo consequentemente chamado de retículo 
endoplasmático rugoso (RE rugoso). Os ribossomos estão ativamente engajados na síntese de 
proteínas que são liberadas no lúmen do RE ou na membrana do RE. O retículo endoplasmático 
liso (RE liso) não possui ribossomos. É relativamente escasso na maioria das células, porém é 
altamente desenvolvido em outras para realizar funções particulares: por exemplo, ele é o sítio 
de síntese dos hormônios esteroides em células da glândula adrenal e o sítio onde uma 
variedade de moléculas orgânicas, incluindo o álcool, é detoxificada em células hepáticas. 
• O aparelho de Golgi, situado normalmente próximo ao núcleo, recebe proteínas e lipídeos do 
RE, modifica-os e, então, despacha-os para outros destinos na célula. 
• Lisossomos degradam as organelas esgotadas, bem como macromoléculas e partículas 
captadas pela célula por endocitose. No seu caminho para os lisossomos, os materiais 
endocitados devem passar primeiro por uma série de compartimentos denominados 
endossomos, os quais distribuem algumas das moléculas ingeridas e as reciclam de volta para a 
membrana plasmática. 
• Peroxissomos são pequenas organelas envoltas por uma membrana simples. Eles contêm 
enzimas utilizadas em uma variedade de reações oxidativas que degradam lipídeos e destroem 
moléculas tóxicas. As mitocôndrias e os cloroplastos (nas células vegetais) são envoltos por uma 
dupla membrana e são os sítios de fosforilação oxidativa e fotossíntese, respectivamente; 
ambos contêm membranas bastante especializadas para a produção de ATP. 
• Muitas das organelas envoltas por membranas, incluindo o RE, o aparelho de Golgi, as 
mitocôndrias e os cloroplastos, são mantidas em seus locais relativos na célula por ligações ao 
citoesqueleto, especialmente aos microtúbulos. Os filamentos do citoesqueleto fornecem vias 
para o movimento das organelas e para o direcionamento do tráfego de vesículas entre elas. 
As organelas envoltas por membranas evoluíram de maneiras diferentes 
• As membranas nucleares e as membranas do RE, do aparelho de Golgi, dos endossomos e dos 
lisossomos devem ter-se originado de invaginações da membrana plasmática. 
 
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS 
• As proteínas produzidas no citosol são despachadas para diferentes locais na célula de acordo 
com marcas específicas de endereços que elas contêm nas suas sequências de aminoácidos. 
Uma vez no endereço correto, as proteínas entram nas organelas. 
As proteínas são importantes pelas organelas por três mecanismos 
• A síntese de praticamente todas as proteínas da célula se inicia nos ribossomos no citosol. 
• O destino de uma molécula proteica sintetizada no citosol depende de sua sequência de 
aminoácidos, a qual pode conter um sinal de distribuição que direciona a proteína para a 
organela onde é requerida. As proteínas que não possuem esses sinais permanecem residentes 
no citosol; aquelas que possuem um sinal de distribuição se movem do citosol para a organela 
apropriada. 
• As proteínas que se movem do citosol para o núcleo são transportadas pelos poros nucleares 
que transpassam as membranas nucleares externa e interna. Esses poros funcionam como 
portões seletivos que transportam ativamente macromoléculas específicas, mas também 
permitem a difusão livre de moléculas menores. 
• As proteínas que se movem do citosol para o RE, mitocôndrias ou cloroplastos são 
transportadas pelas membranas das organelas por translocadores proteicos localizados nas 
membranas. Diferentemente do transporte por poros nucleares, a molécula proteica 
transportada normalmente deve desdobrar-se de forma a serpentear pela membrana. As 
bactérias possuem translocadores proteicos semelhantes nas suas membranas plasmáticas, que 
elas utilizam para exportar proteínas a partir do seu citosol. 
• As proteínas que se movem do RE adiante ou de um compartimento do sistema de 
endomembranas para outro são transportadas por um mecanismo fundamentalmente 
diferente dos dois anteriores. Essas proteínas são conduzidas por vesículas de transporte, as 
quais se tornam cheias de uma carga de proteínas do espaço interior, ou lúmen, de um 
compartimento, à medida que se desprendem das suas membranas. As vesículas 
subsequentemente descarregam a sua carga em um segundo compartimento ao fusionar-se 
com a membrana deste. No processo, lipídeos de membrana e proteínas de membrana são 
também entregues de um primeiro compartimento para um segundo. 
As sequências-sinal direcionam as proteínas para os compartimentos corretos 
• O sinal de distribuição típico em proteínas é uma porção da sequência de aminoácidos, 
tipicamente com 15 a 60 aminoácidos de comprimento. Essa sequência-sinal é frequentemente 
(mas não sempre) removida da proteína acabada, uma vez que a decisão de distribuição tenha 
sido executada. 
As proteínas entram no núcleo pelos poros nucleares 
• Em todas as células eucarióticas, o envelope nuclear é perfurado por poros nucleares, os quais 
formam canais por onde todas as moléculas entram ou saem do núcleo. 
• As moléculas de RNA mensageiro processadas de forma incompleta não são exportadas do 
núcleo, indicando que o transporte nuclear serve como uma etapa final de controle de qualidade 
da síntese e do processamento de mRNA. 
• Um poro nuclear é uma estrutura grande e elaborada composta de cerca de 30 proteínas 
diferentes. Cada poro contém canais cheios de água por meio dos quais pequenas moléculas 
solúveis em água podem passar livres e não seletivamente entre o núcleo e o citosol. 
• Moléculas maiores (como RNAs e proteínas) e complexos macromoleculares devem carregar 
um sinal de distribuição apropriado para passar pelo poro nuclear. A sequência-sinal que 
direciona uma proteína do citosol para o núcleo, chamada de sinal de localização nuclear, 
consiste tipicamente em uma ou duas sequências curtas contendo várias lisinas ou argininas 
carregadas positivamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Uma vez que a proteína foi transportada, o receptor de transporte nuclear retorna ao citosol 
pelo poro nuclear para ser reutilizado. 
• A importação de proteínas para dentro do núcleo requer energia. Nesse caso, a energia é 
fornecida pela hidrólise de GTP, que direciona o transportenuclear na direção apropriada. 
• Os poros nucleares transportam proteínas nas suas conformações nativas, completamente 
enoveladas, e transferem componentes ribossomais como partículas montadas. 
 
As proteínas se desenovelam para entrar em mitocôndrias e cloroplastos 
• Cada proteína é desenovelada à medida que é transportada, e sua sequência-sinal é removida 
após a translocação ser completada. As proteínas chaperonas, dentro das organelas, ajudam a 
puxar as proteínas pelas duas membranas e a restituir as suas conformações, uma vez que essas 
estejam internalizadas. 
As proteínas entram no retículo endoplasmático enquanto são sintetizadas 
• O retículo endoplasmático (RE) é o mais extenso sistema de membranas em uma célula 
eucariótica. 
• Dois tipos de proteínas são transferidos do citosol para o RE: (1) as proteínas hidrossolúveis 
são completamente translocadas pela membrana do RE e liberadas no lúmen do RE; (2) as 
proteínas transmembrana prospectivas são apenas parcialmente translocadas pela membrana 
do RE e se tornam embebidas nela. As proteínas hidrossolúveis se destinam à secreção (para 
liberação na superfície celular) ou para o lúmen de uma organela; as proteínas transmembrana 
têm como destino residir na membrana do RE, na membrana de outra organela, ou na 
membrana plasmática. 
• A maior parte das proteínas que entram no RE iniciam a sua rota por meio da membrana do 
RE antes que a cadeia polipeptídica esteja completamente sintetizada. Isso exige que os 
ribossomos que estejam sintetizando as proteínas fiquem presos à membrana do RE. 
• Os ribossomos livres não estão presos a qualquer membrana e sintetizam todas as demais 
proteínas codificadas pelo DNA nuclear. 
• Quando ocorre de um ribossomo estar sintetizando uma proteína com um sinal para RE, a 
sequência-sinal direciona o ribossomo à membrana do RE. 
As proteínas solúveis são liberadas no lúmen do RE 
 
 
 
 
 
 
• A sequência-sinal, proteínas solúveis está quase sempre na região N-terminal da proteína. 
Sinais de início e de parada determinam o arranjo de uma proteína transmembrana na 
bicamada lipídica 
• A processo de translocação é interrompido por uma sequência adicional de aminoácidos 
hidrofóbicos, uma sequência de parada de transferência. O N-terminal na face luminal da 
bicamada lipídica e o C-terminal na face citosólica. 
 
 
 
 
 
 
 
TRANSPORTE VESICULAR 
• Normalmente, a entrada no RE é somente a primeira etapa de uma rota para outro destino. 
Tal destino, pelo menos inicialmente, é o aparelho de Golgi. O transporte do RE para o aparelho 
de Golgi, e a partir do aparelho de Golgi para outros compartimentos do sistema de 
endomembranas, é conduzido pelo contínuo brotamento e pela fusão de vesículas de 
transporte. 
As vesículas de transporte carregam proteínas solúveis e membranas entre compartimentos 
• Para realizar sua função corretamente, cada vesícula de transporte que brota de um 
compartimento deve levar consigo somente as proteínas apropriadas para o seu destino e 
fusionar-se com a membrana-alvo apropriada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
• As moléculas de clatrina forma gaiolas em forma de cestas que ajudam a moldar membranas 
em vesículas. 
• Todos esses eventos de reconhecimento dependem de proteínas associadas às membranas 
das vesículas de transporte. 
O brotamento de vesículas é dirigido pela montagem de uma capa proteica 
• Em geral, as vesículas que brotam das membranas possuem uma capa proteica distinta na sua 
superfície citosólica e são, consequentemente, chamadas de vesículas revestidas. Depois de 
brotar de sua organela de origem, 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 pelo menos para duas funções: ela dá a forma à membrana em um brotamento 
e ajuda a captar moléculas para o transporte a ser realizado. 
• Essas vesículas revestidas de clatrina brotam do aparelho de Golgi, na via secretória (para fora), 
e da membrana plasmática, na via endocítica (para dentro). 
• Moléculas de clatrina se montam em uma rede em forma de cesta na superfície citosólica da 
membrana, e é esse processo de montagem que começa a dar o formato da membrana em uma 
vesícula. 
• Uma pequena proteína de ligação à GTP, denominada dinamina, associa-se como um anel ao 
redor do pescoço de cada fossa revestida invaginada profundamente na membrana. Juntamente 
com outras proteínas recrutadas ao pescoço da vesícula, a dinamina causa a constrição do anel, 
de forma a destacar a vesícula da membrana. 
• A própria clatrina não toma parte na captura de moléculas específicas para o transporte. Essa 
é a função de uma segunda classe de proteínas de revestimento chamadas de adaptinas, as 
quais seguram a capa de clatrina à membrana da vesícula e ajudam a selecionar as moléculas a 
serem carregadas no transporte. As moléculas para transporte na célula carregam 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. 
• Outra classe de vesículas revestidas, chamadas de vesículas COP-revestidas (COP – proteína 
de revestimento, de coat protein), está envolvida no transporte de moléculas entre o RE e o 
aparelho de Golgi, e de uma parte do aparelho de Golgi para outra. COP II (Exclusiva do RE). 
 COP I (Golgi p/ Golgi ou Golgi p/ Membrana). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ancoramento de vesículas depende de aprisionamento e SNAREs 
• Na maioria dos casos, a vesícula é ativamente transportada por proteínas motoras que se 
movem ao longo das fibras do citoesqueleto. 
• A impressionante especificidade do transporte vesicular sugere que cada tipo de vesículas de 
transporte na célula exponha na sua superfície marcas moleculares que identificam a vesícula 
de acordo com a sua origem e conteúdo. Esses marcadores devem ser reconhecidos por 
receptores complementares localizados na membrana-alvo, incluindo a membrana plasmática. 
Esse processo de identificação depende de uma família de proteínas denominada proteínas Rab. 
As proteínas Rab na superfície da vesícula são reconhecidas pelas proteínas de aprisionamento 
na superfície citosólica da membrana-alvo. 
• Esse sistema codificador de Rab e proteínas de aprisionamento ajuda a assegurar que as 
vesículas de transporte se fusionem apenas com a membrana correta. Um reconhecimento 
adicional é fornecido por uma família de proteínas transmembrana relacionadas, chamadas de 
SNAREs. Uma vez que a proteína de aprisionamento tenha capturado a vesícula segurando 
firmemente sua proteína Rab, as SNAREs sobre a vesícula (chamadas de v-SNAREs) interagem 
com SNAREs complementares sobre a membrana-alvo (chamadas de t-SNARES), ancorando a 
vesícula no seu local. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VIAS SECRETORAS 
A maior parte das proteínas é modificada covalentemente no RE 
• A maioria das proteínas que entram no RE é quimicamente modificada nesse compartimento. 
Pontes dissulfídicas são formadas pela oxidação de pares de cadeias laterais de cisteínas, uma 
reação catalisada por uma enzima que reside no lúmen do RE. As pontes dissulfídicas ajudam a 
estabilizar a estrutura daquelas proteínas que podem encontrar mudanças de pH e enzimas 
degradativas no exterior da célula – depois de serem secretadas ou depois de serem 
incorporadas à membrana plasmática. Em virtude do ambiente redutor no citosol, as pontes 
dissulfídicas não se formam neste. Muitas das proteínas que entram no lúmen do RE ou na 
membrana do RE são convertidas em glicoproteínas no RE pela ligação covalente de cadeias 
laterais curtas de oligossacarídeos. Esse processo de glicosilação ocorre por enzimas de 
glicosilaçãoencontradas no RE e ausentes no citosol. Poucas proteínas do citosol são 
glicosiladas, e aquelas que são possuem somente um resíduo de açúcar ligado a elas. Os 
oligossacarídeos nas proteínas servem para várias funções, dependendo da proteína. Eles 
podem proteger a proteína da degradação, retê-la no RE até que seja apropriadamente 
processada (enovelada) ou ajudar a dirigi-la para a organela apropriada, servindo como um sinal 
de transporte para o empacotamento da proteína em vesículas adequadas de transporte. 
• No RE, os açúcares não são individualmente adicionados, um a um, à proteína para criar a 
cadeia lateral oligossacarídica. Ao contrário, um oligossacarídeo ramificado pré-formado, 
contendo um total de 14 açúcares, é anexado em bloco a todas as proteínas que carregam um 
sítio apropriado de glicosilação. O oligossacarídeo é originalmente preso a um lipídeo 
especializado, chamado de dolicol, na membrana do RE; então é transferido para o grupo amino 
(NH2) de uma cadeia lateral de asparagina da proteína, imediatamente após a imersão da 
asparagina-alvo no lúmen do RE durante a translocação proteica. 
• A adição ocorre em uma única etapa enzimática catalisada por uma enzima ligada à membrana 
(uma oligossacarídeo-proteína-transferase) que possui o seu sítio ativo exposto na face luminal 
da membrana do RE, o que explica por que as proteínas citosólicas não são glicosiladas dessa 
maneira. 
• As cadeias laterais oligossacarídicas ligadas ao grupo NH2 da asparagina em uma proteína são 
ditas N-ligadas e são a forma mais comum de ligação encontrada em glicoproteínas. 
• Esse processamento oligossacarídico inicia no RE e continua no aparelho de Golgi. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A saída do RE é controlada para garantir a qualidade proteica 
• A maioria das proteínas que entra no RE, entretanto, é destinada a outros locais; elas são 
empacotadas em vesículas de transporte que brotam do RE e se fusionam com o aparelho de 
Golgi. A saída do RE é bastante seletiva. As proteínas processadas incorretamente e proteínas 
diméricas ou multiméricas que tenham falhas de montagem são retidas ativamente no RE pela 
ligação a proteínas chaperonas que lá residem. A interação com as chaperonas retém as 
proteínas no RE até que ocorra o processamento apropriado; caso contrário, as proteínas são 
degradadas em última instância. 
• O RE controla a qualidade das proteínas que exporta para o aparelho de Golgi. 
O tamanho do RE é controlado pela quantidade de proteína que flui por ele 
• Quando a produção proteica da célula excede a capacidade de transporte e enovelamento do 
seu RE, as proteínas malenoveladas começam a acumular-se. Essas proteínas aberrantes na 
verdade servem como um sinal para orientar a célula a produzir mais RE. Isso ocorre pela 
ativação de um grupo especial de receptores que residem na membrana do RE, que, por sua vez, 
ativam um vasto programa de transcrição chamado de resposta de proteína desenovelada (UPR, 
de unfolded protein response). O programa UPR estimula a célula a produzir mais RE, incluindo 
toda a maquinaria molecular necessária para reabilitar o enovelamento e o processamento 
apropriados da proteína. 
• As chaperonas previnem que proteínas malformadas ou parcialmente montadas deixem o RE. 
• O programa UPR pode direcionar a célula a se autodestruir por apoptose. Tal situação pode 
surgir em diabete iniciado em adultos, onde os tecidos do corpo gradualmente se tornam 
resistentes aos efeitos da insulina. À medida que as células secretoras de insulina no pâncreas 
são convocadas a produzir mais e mais insulina, seu RE poderá alcançar a capacidade máxima, 
ponto no qual a expansão adicional se torna fisiologicamente impossível. 
As proteínas são posteriormente modificadas e distribuídas no aparelho de Golgi 
• O aparelho de Golgi está, em geral, localizado próximo ao núcleo celular e, em células animais, 
está frequentemente próximo ao centrossomo – uma pequena estrutura próxima ao centro 
celular. O aparelho de Golgi consiste em uma coleção de sacos achatados, sacos definidos por 
membranas (cisternas), que estão empilhados como pratos. Cada pilha contém de 3-20 
cisternas. 
• Cada pilha de Golgi possui duas faces distintas: uma face de entrada, ou cis, e uma face de 
saída, ou trans. A face cis é adjacente ao RE, e a face trans aponta em direção à membrana 
plasmática. A cisterna mais externa de cada face está conectada a uma rede de vesículas e tubos 
membranosos interconectados. 
• As proteínas solúveis e membrana entram na rede cis de Golgi pelas vesículas de transporte 
derivadas do RE. As proteínas viajam pelas cisternas em sequência por meio de vesículas de 
transporte que brotam de uma cisterna e se fusionam com a próxima. 
As proteínas secretórias são liberadas da célula por exocitose 
 
 
 
 
 
 
 
 
• As proteínas destinadas às vesículas secretórias são distribuídas e empacotadas na rede trans 
de Golgi. Proteínas que se movimentam por essa via têm propriedades de superfície especiais 
que as conduzem a agregar-se umas com as outras sob as condições iônicas (pH ácido e alta 
concentração de Ca2+), prevalecendo na rede trans de Golgi. As proteínas agregadas são 
empacotadas em vesículas secretórias, as quais se destacam da rede e aguardam por um sinal 
para se fusionarem com a membrana plasmática. 
• Quando uma vesícula secretória ou vesícula de transporte se fusiona com a membrana 
plasmática e descarrega seu conteúdo por exocitose, sua membrana se torna parte da 
membrana plasmática. 
• Componentes de membrana são removidos de outras regiões da superfície por endocitose 
quase de forma tão rápida quanto elas são adicionadas por exocitose. Essa remoção retorna 
tanto lipídeos como proteínas da membrana das vesículas à rede de Golgi, onde elas podem ser 
utilizadas novamente. 
 
VIAS ENDOCÍTICAS 
• O material a ser ingerido é progressivamente encerrado por uma pequena porção da 
membrana plasmática, que primeiro brota para dentro e então se destaca para formar uma 
vesícula endocítica intracelular. O material ingerido é, enfim, entregue aos lisossomos, onde é 
digerido. Os metabólitos gerados pela digestão são transferidos diretamente para fora do 
lisossomo no citosol, onde eles podem ser usados pela célula. 
• A pinocitose (“o beber da célula”) envolve a ingestão de líquido e de moléculas por pequenas 
vesículas (< 150 nm de diâmetro). A fagocitose (“o comer da célula”) envolve a ingestão de 
partículas grandes, tais como microrganismos e fragmentos celulares, por meio de grandes 
vesículas chamadas de fagossomos (geralmente > 250 nm de diâmetro). 
As células fagocitárias especializadas ingerem grandes partículas 
• Os fagossomos então se fusionam com lisossomos, onde as partículas nutrientes são digeridas. 
• A ligação de uma bactéria coberta por anticorpos a esses receptores induz a célula fagocitária 
a estender projeções da membrana plasmática, chamadas de pseudópodes, que engolfam a 
bactéria e se fusionam nas pontas para formar um fagossomo. O fagossomo então se fusiona 
com um lisossomo e o microrganismo é digerido. 
• Macrófagos, por exemplo, ingerem mais de 1011 de nossas células vermelhas do sangue 
esgotadas todos os dias. 
Os líquidos e as macromoléculas são captados por pinocitose 
• Uma vez que a área de superfície total e o volume de uma célula permanecem inalterados 
durante esse processo, a mesma quantidade de membrana é adicionada à superfície celular por 
fusão de vesículas (exocitose) e removida por endocitose. 
A endocitose mediada por receptores fornece uma rota específica dentro de células animais 
• Endocitose mediada por receptor, fornece um mecanismo de concentração seletiva que 
aumenta a eficiência de internalização de determinadas macromoléculas mais de 1.000 vezes 
comparado com o processo comum de pinocitose, de forma que até mesmo componentes 
menos abundantes do líquido extracelular podem ser absorvidos em quantidadessem arrebatar 
um grande volume correspondente de líquido extracelular. 
• O colesterol é extremamente insolúvel e é transportado na corrente sanguínea ligado à 
proteína na forma de partículas chamadas de lipoproteínas de baixa densidade (low-densitiy 
lipoproteins, LDL). O LDL se liga a receptores localizados na superfície celular, e os complexos de 
receptor-LDL 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 líquido extracelular; e 
nesse ambiente ácido, o LDL se dissocia do seu receptor: os receptores são devolvidos em 
vesículas de transporte à membrana plasmática para serem reutilizados, e o LDL é entregue aos 
lisossomos. Nos lisossomos, o LDL é quebrado por enzimas hidrolíticas. O colesterol é liberado 
e escapa para dentro do citosol, onde está disponível para nova síntese de membranas. Os 
receptores de LDL na superfície celular são continuamente internalizados e reciclados, quer eles 
sejam ocupados por LDL ou não. 
• Essa via para captura de colesterol é rompida em indivíduos que herdaram um gene 
codificante da proteína receptora de colesterol defeituoso. Em alguns casos, os receptores não 
estão presentes; em outros, eles estão, mas não são funcionais. Em ambos os casos, como as 
células são deficientes em captar LDL, o colesterol se acumula no sangue e predispõe os 
indivíduos a desenvolverem aterosclerose. A não ser que tomem fármacos (estatinas) para 
reduzir o colesterol do sangue, provavelmente morrerão jovens de ataque cardíaco resultante 
de entupimento, por colesterol, das artérias que abastecem o coração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
As macromoléculas endocitadas são distribuídas em endossomos 
• O compartimento endossômico se revela um complexo conjunto de tubos de membrana e de 
grandes vesículas conectados. 
• Os endossomos iniciais, pouco abaixo da membrana plasmática; 5-15 minutos mais tarde eles 
aparecem em endossomos tardios, perto do núcleo. 
• Endossomas iniciais amadurecem gradualmente em endossomos tardios à medida que se 
fusionam uns com os outros ou com endossomos tardios preexistentes. 
• O interior do compartimento endossômico é mantido ácido (pH 5-6) por uma bomba de H+ 
(prótons) dirigida por ATP na membrana endossômica que bombeia H+ do citosol para dentro 
do lúmen endossômico. 
• O compartimento endossômico age como a principal estação de distribuição na via endocítica 
de entrada, da mesma forma que a rede trans de Golgi serve essa função na via secretória de 
saída. O ambiente ácido do endossomo desempenha uma parte crucial no processo de 
distribuição, levando muitos receptores a liberar sua carga ligada. Os rumos tomados pelos 
receptores, uma vez que tenham entrado em um endossomo, diferem de acordo com o tipo de 
receptor: (1) a maioria é devolvida ao mesmo domínio da membrana plasmática de onde vieram, 
como é o caso do receptor do LDL discutido anteriormente; (2) alguns se movem ao lisossomo, 
onde são degradados, e (3) alguns prosseguem para um domínio diferente da membrana 
plasmática, transferindo suas moléculas carga ligadas de um espaço extracelular para outro, um 
processo chamado de transcitose. 
• Um lisossomo contém enzimas hidrolíticas e uma bomba de H+. As hidrolases ácidas são 
enzimas hidrolíticas que são ativas sob condições ácidas. O lúmen do lisossomo é mantido a um 
pH ácido por uma H+ ATPase da membrana que bombeia H+ para o lúmen. 
• Endossomos tardios contêm algumas enzimas lisossomais; assim, a digestão de proteínas 
carga e outras macromoléculas inicia no endossomo e continua à medida que o endossomo 
gradualmente sofre maturação em lisossomo. 
Os lisossomos são os principais sítios de digestão intracelular 
• Muitas partículas extracelulares e moléculas ingeridas pelas células acabam em lisossomos, os 
quais são sacos membranosos de enzimas hidrolíticas que conduzem a digestão intracelular 
controlada de materiais extracelulares e organelas esgotadas. Eles contêm cerca de 40 tipos de 
enzimas hidrolíticas, incluindo aquelas que degradam proteínas, ácidos nucleicos, 
oligossacarídeos e fosfolipídeos. Todas essas enzimas são otimamente ativas nas condições 
ácidas (pH ~5) mantidas dentro dos lisossomos. A membrana do lisossomo normalmente 
mantém essas enzimas destrutivas fora do citosol (cujo pH é em torno de 7,2), mas a 
dependência de um pH ácido dessas enzimas protege o conteúdo do citosol contra danos, ainda 
que algum vazamento ocorra. 
• A membrana lisossômica contém transportadores que permitem que os produtos finais da 
digestão de macromoléculas, como aminoácidos, açúcares e nucleotídeos, sejam transportados 
ao citosol; de onde eles podem ser excretados ou utilizados pela célula. A membrana também 
contém uma bomba de H+ dirigida por ATP, a qual, como na membrana endossômica, bombeia 
H+ para dentro dos lisossomos, mantendo, dessa forma, seu conteúdo em um pH ácido. A 
maioria das proteínas da membrana lisossômica é bastante glicosilada de forma singular; os 
açúcares, que cobrem muito da superfície das proteínas revestindo o lúmen, 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. Enquanto no RE e na rede 
cis de Golgi, as enzimas são etiquetadas com um grupo de açúcares fosforilado específico 
(manose 6-fosfato), de forma que, quando elas chegam na rede trans de Golgi, são reconhecidas 
por um receptor apropriado –, o receptor da manose 6-fosfato. Essa etiquetagem permite que 
as enzimas sejam distribuídas e empacotadas em vesículas de transporte, as quais se destacam 
e entregam seu conteúdo aos lisossomos por endossomos tardios. 
• Contudo, as células possuem uma via adicional para suprir materiais ao lisossomo; essa via, 
chamada de autofagia, é usada para a degradação de partes obsoletas da própria célula. O 
processo inicia com o cerco da organela por uma membrana dupla, criando um autofagossomo, 
o qual então, se fusiona com lisossomos.