Compartimentos Intracelulares

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DIURÉTICOS E BLOQUEADORES DOS CANAIS DE CÁLCIOCOMPARTIMENTOS INTRACELULARES E TRANSPORTE INTRACELULAR
Liz Schettini
· Como é a membrana das organelas?
· De onde as organelas foram originadas?
· Como são sintetizadas as proteínas?
· Como a proteína sabe para onde ir?
· Cite os tipos de transporte de proteínas.
· Explique o transporte singular.
· Explique o transporte de vesículas.
· Explique o transporte por membranas.
 Organelas com endomembranas possuem membrana similar à MP, que é uma bicamada fosfolipídica com proteínas inseridas. Foram originadas de invaginações da MP de uma célula procariótica. Com exceção da mitocôndria, que surgiu da fagocitose de uma bactéria que começou a viver em endossimbiose, isso correu quando a célula já era eucariótica, porem anaeróbica (fagocitando uma bactéria aeróbica). Essa teoria é aceita porque sabemos que a mitocôndria tem DNA próprio, produzindo suas próprias proteínas.
· Mecanismo de Distribuição das Proteínas
 Para que uma proteína seja produzida, é preciso que ela tenha sua “receita” no gene, que está no núcleo da célula. Essa informação é copiada por um RNA que vai para o citosol para ser traduzido em proteína, essa leitura é feita pelos ribossomos.
Essas proteínas sintetizadas podem ter finais diferentes. Ex.: proteínas que vão para núcleo/peroxissomo/mitocôndria/RE são diretamente entregues a essas organelas, mas se o destino final não são organelas internas/cistosol elas são produzidas no RE, empacotadas no Golgi e exocitadas.
 Como a proteína sabe para onde ir? Existe uma sequência sinal na proteína que a direciona para seu destino final. Se a proteína não tem essa sequência é porque ela é uma proteína citosólica. São 3 mecanismos de transporte de proteínas:
· Transporte singular: ocorre quando uma organela tem poros. A carioteca é uma dupla membrana perfurada. O núcleo é responsável por manter o DNA, sendo onde a duplicação ocorre. A proteína que tem a sequência sinal de importação pro núcleo entra no núcleo através de um receptor de transporte nuclear (OBS.: nenhuma proteína é sintetizada dentro do núcleo), por transporte ativo, com gasto de GTP, e não ATP. Depois que ela entra no núcleo, a proteína receptora solta a proteína e volta para o citosol para ser reutilizada. Os poros do núcleo têm diâmetro suficiente para que a proteína não precise ser desdobrada ao entrar. A proteína entra no núcleo do jeito que estiver dobrada.
· Transporte por membrana: ocorre com a ajuda de proteínas carreadoras. Para uma proteína entrar na mitocôndria, além dela precisar ter a sequência sinal, ela precisa de uma proteína transmembrana. A proteína receptora que reconhece o sinal de importação para a mitocôndria está localizada na membrana externa da mitocôndria, onde a proteína que será transportada encosta (OBS.: existe membrana externa e interna, espaço intermembrana e matriz mitocondrial -> a proteína pode ir para qualquer um desses locais, dependendo da sequência). Aqui o que ajuda as proteínas irem para o local devido são as proteínas HSP (chaperonas) da mitocôndria, que puxam a proteína em transporte, redobram ela e direcionam para onde ela precisa ir. Essa HSP pode estar no espaço intermembrana ou dentro da matriz mitocondrial. Quando não tem nenhuma proteína entrando, os canais de translocação da membrana interna e da externa não estão em contato, somente quando há ligação com o receptor os canais se difundem lateralmente para formar um canal completo para a matriz mitocondrial
· Transporte por vesículas: do RER para seu destino final. Golgi -> endossomos -> lisossomos -> superfície celular. A vesícula é um pedaço da membrana que leva consigo a proteína que se fusiona com a membrana no Golgi, e o Golgi vai modificar, armazenar e secretar. OBS.: vesículas revestidas por clatrina -> o brotamento de vesículas é dirigido por uma montagem de uma capa proteica, as vesículas revestidas são as que brotam das membranas que tem uma capa proteica distinta no citosol, a clatrina. Essa via de saída caracteriza o processo de exocitose, sendo que a endocitose também ocorre por transporte vesicular. A formação de vesículas ocorre quando proteínas se ligam a membrana e puxam a membrana para formar a vesícula, orientadas por uma capa proteica (clatrina). Entra uma proteína na célula, se liga a receptoras, as clatrinas vem, puxam a membrana junto com o material e formam a vesícula, e por fim, outra proteína vem para cortar e liberar a vesícula, perdendo a capa proteica. Uma vez formada a vesícula ela precisa ir para seu destino final, isso ocorre graças a proteínas de superfície SNAREs, que podem ser inibidas (pela toxina botulínica por exemplo, que inibe a expressão do t-SNARE, que é o receptor)· O que são peroxissomos?
· Quais as enzimas dos peroxissomos e quais as funções de cada uma?
· Quais as funções dos peroxissomos?
· Como as proteínas entram no peroxissomo?
· Quais as doenças peroxissomais?
· ( ) O RE é o único produtor de proteínas.
· ( ) O ribossomo fica aderido ao REG.
· Explique como a proteína é formada no RE.
· Peroxissomos
 São bolsas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas digestivas. São semelhantes aos lisossomos, mas diferem nas enzimas que possuem: oxidases (responsáveis pela catálise da reação de oxidação de substratos, envolvendo o O2 molecular como aceptor final de elétrons, com consequente produção de peróxido de hidrogênio -> H2O2) e catalases (catalisam a reação de decomposição do peróxido de hidrogênio num outro substrato que não seja tóxico como a água). Ele próprio produz o produto tóxico e ele mesmo a degrada
 Eles estão mais relacionados com a detoxificação. Aspectos funcionais: degradação de H2O2, desintoxicação, metabolismo de lipídios, ciclo do ácido glioxílico, foto-respiração. Eles não apresentam seu próprio genoma.
 A proteína não precisa desdobrar para entrar no peroxissomo, eles reúnem as peroxinas e têm uma abertura como se fosse um poro, para que a proteína entre sem gasto energético. A sequência sinal é reconhecida pela Peroxina 5 que se liga a proteína e leva ela para o peroxissomo.
 Doenças peroxissomais -> existem várias, como por exemplo o metabolismo de ácidos graxos de cadeias longas, síntese de fosfolipídios, enzimas antioxidantes, tudo está relacionado com a função peroxissomal. Então doenças envolvendo as funções dos peroxissomaos: defeitos em uma única enzima ou doenças da biogênese dos peroxissomos, onde a proteína não consegue entrar no peroxissomo. Foco em específico para a síndrome de Zellweger, que é um defeito na importação para peroxissomos. Quadro clínico: hepatomegalia, retardo mental, cegueira, perda auditiva, elevados níveis de minerais no sangue, hipotonia muscular, ataques epilépticos, “rasgos faciais”.
· Retículo Endoplasmático
 NÃO é o único produtor de proteínas. O ribossomo não fica aderido ao REG, ele tem 2 subunidades que só estão unidas quando a tradução está acontecendo. Os ribossomos estão no citosol, quando o RNAm chega no citosol e tem sequência sinal para o REG, as subunidades se unem para iniciar a leitura.
 A proteína que começa ser formada já tem a sequência sinal, só que, nesse caso, para importação para o RER, onde será reconhecida pela partícula de reconhecimento de sinal, não pela proteína receptora de sinal (ainda não), a proteína receptora está na membrana do RER e o ribossomo para um pouco de traduzir para que essa partícula possa ser reconhecida pela membrana receptora, nesse caso não é a sequência sinal, mas ela só pode ser reconhecida se estiver ligada a sequência sinal.
 Após isso, a proteína receptora libera a partícula de reconhecimento de sinal para ser reutilizada e introduz a sequência sinal no canal de translocação onde o ribossomo continua a tradução. Se chama RER porque ele sempre tem muitos ribossomos próximos, já que a maioria das proteínas passam por lá. Ao continuar a tradução a proteína vai entrando e a sequência final é clivada (somente se for uma proteína hidrossolúvel, lipossolúvel não cliva!)· Qual a diferença principal na formação da proteínalipossolúvel e hidrossolúvel?
· O que são as proteínas de 7 passos?
· ( ) A maioria das proteínas são quimicamente modificadas no RE.
· Que alteração na conformação da proteína ocorre no RE que confere maior estabilidade para ela?
· Quais as funções dos oligossacarídeos nas proteínas?
· Como ocorre a glicolisação no RE?
 As proteínas lipossolúveis têm uma segunda sequência sinal que é interna e hidrofóbica. Quando ela passa pela membrana ela fica presa, por ser hidrofóbica, então a sequência N-terminal é clivada e ela fica ali. Ela é traduzida para fora, a maioria das proteínas são de passagem única. As de início são as que a partícula reconhece e leva para o canal de translocação e a tradução continua para dentro da célula, sendo que a sequência de término fica presa dentro da membrana, ocorrendo também tradução para fora da célula. -> Não entendi N A D A beijão
 As proteínas metabotrópicas, que ativam a proteína G, é conhecida como proteína 7 passos, porque ela faz o processo 7 vezes. A segunda sequência sinal faz com que a tradução ocorra para fora. A proteína pode ter mais sequência sinal de início (que coloca para dentro) e outra sequência hidrofóbica (que coloca para fora), e assim a proteína vai ter vária dobraduras.
 As vezes o REG não é o seu destino final, então através do transporte de vesículas ela é levada ao seu destino final. Lembrando que tudo que vai para o RE passa primeiro pelo Golgi. A CFTR é uma proteína de membrana assim como a bomba de sódio e potássio, ela não é hidrossolúvel, ela é transmembrana (lipossolúvel).
· Vias Secretoras
 A maioria das proteínas são quimicamente modificadas no RE. No interior do RE ocorre a formação de pontes dissulfidicas pela oxidação de pares de cadeias laterais de cisteínas. Essas pontes dão estabilidade para as proteínas quando elas encontram mudanças de pH e enzimas no exterior da célula. 
 No RE também ocorre a glicolisação, formando proteínas. O citosol não tem enzimas de glicolisação.
 Funções dos Oligossacarídeos nas Proteínas:
· Protegem a proteína da degradação
· Retêm a proteína no RE até seu enovelamento
· Orientam a proteína para se dirigir à organela correta
· Na superfície celular formam o glicocálix
· Glicolisação no RE
 As vias secretoras envolvem o REG, Golgi e o destino final. O início da modificação acontece no REG. Uma proteína entra no REG porque ainda não está completamente pronta, precisando de modificações pós-traducionais, que não envolvem modificações de aminoácidos!!! Essas modificações começam no REG e terminam no Golgi.
 No REG elas recebem pontes dissulfídricas, que conferem estabilidade para mudanças de pH. A glicolisação, que não ocorre no citosol porque ele não tem as enzimas, só ocorre se a proteína entra pelo RE, que as protegem da degradação, e ficam lá até elas se dobrarem. Depois disso serão dirigidas até a superfície celular, formando o glicocálix.
· Controle de Qualidade pelo RE
 Quando uma proteína é malformada e consegue passar pelo transporte, chegando no seu destino final, ela pode ser destruída pelo RE, pelo sistema de controle de qualidade do REG promovido pelas chaperonas. Essas HSPs reconhecem proteínas malformadas e marcam elas com a ubiquitina para serem destruídas pelo proteassomo (sistema proteico que destrói proteínas)· Qual a função das chaperonas?
· Quais as funções do REL?
· O que é o complexo de Golgi e quais suas funções?
· O que são lisossomos?
· Quais as doenças de armazenamento nos lisossomos?
 Na fibrose cística, por exemplo, existem várias mutações que geram fenótipos diferentes, inclusive com malformação de proteínas, que serão marcadas pela ubiquitina para serem destruídas, impedindo sua chegada até a membrana.
· Retículo Endoplasmático Liso
 Produz hormônios esteroides a partir do colesterol e armazenam/regulam os níveis de Ca+. Há uma porção de enzimas que agem sobre a detoxicação da célula, como o metabolismo de álcool e drogas. Além disso, a glicogenólise, gliconeogênese, produção de hormônios esteroides e armazenamento/regulação dos níveis de Ca+.
 O REL tem bombas de Ca+ que colocam o Ca+ para dentro dele. No fígado, por exemplo os REL são bem desenvolvidos. A quantidade de REL depende da função da célula. Drogas e metabólitos insolúveis em água são processados por sistemas enzimáticas presentes na membrana do REL.
· Complexo de Golgi
 Ele fica próximo ao núcleo e ao centrossomo. É composto por uma coleção de sacos achatados e empilhados denominados cisternas. Ele modifica e armazena e secreta. A face de entrada é a cis e a de saída é pela trans.
· Lisossomos
 São sacos membranosos contendo enzimas hidrolíticas que conduzem a digestão intracelular. Têm cerca de 40 tipos de enzimas, incluindo as hidrolases ácidas, que agem em pH ácido. Sua membrana contém transportadores que permitem que os produtos finais da digestão de macromoléculas como aminoácidos, açúcares e nucleotídeos, sejam transportados para o citosol.
 A membrana mantém uma bomba de H+ dirigida por ATP, que bombeia H+ para dentro do lisossomo, mantendo o pH ácido. O lisossomo está relacionado com a endocitose, autofagia, apoptose e autólise. Tudo isso deve funcionar de maneira perfeita, porque existem doenças lisossomais que são causadas por alterações nas enzimas lisossomais. Tem duas classes: mucolissacaridoses e as esfingolipidoses.
 Doenças de armazenamento nos lisossomos -> mutações que resultam na redução da síntese de enzimas lisossomais ou na região ou na segregação desta aos lisossomos. Há mais de 40 doenças classificadas, incluindo mucopolissacaridoses (há acúmulo de algum glicosaminoglicanos que leva uma desogarnização do tecido conjuntivo) e esfingolipidose (há acúmulo de lipídeos específicos, então as lipases não vão funcionar, membrandas celulares)
 Um exemplo é a MPS tipo I ou doença de Hurler, onde há a vacuolização citoplasmática, com aumento dos tecidos afetados. Quadro clínico: hérnia inguinal e umbilical, face grosseira, hipertrofia dos lábios, cifose, baixa estatura, limitação articular, hepatoesplenomegalia, surdez moderada e comprometimento intelectual moderado.
 Outra doença é a de Tay-Sacks que é o acúmulo de gangliosídeo GM2 por deficiência na síntese da hexosaminidase A, bem prevalente em judeus. Quadro clínico: cegueira, paralisia, mancha macular vermelho-cereja no olho, grave degeneração física e mental progressiva, morte na primeira infância.· Explique a via constitutiva.
· Explique a via regulada.
· Explique a via de exocitose.
· Quais são as vias endocíticas? Diferencie-as
· Quais os possíveis destinos das proteínas receptoras?
· O que causa a hipercolesteromia familiar?Q
· Via da Exocitose, Via Constitutiva e Via Regulada
 Na via constitutiva (padrão) há crescimento da membrana antes da divisão celular com exocitose de proteínas para o exterior (secreção). As proteínas recém-sintetizadas podem aderir a superfície celular, ficar incorporadas na matriz extracelular e se difundir no líquido extracelular para a nutrição ou sinalização de outras células
 A via regulada só existe em células secretoras onde o material é estocado em vesículas de secreção. As vesículas brotam pela face trans, e se acumulam próximo a membrana para aguardar o sinal que estimulará a liberação do seu conteúdo para o exterior. As proteínas ficam envolvidas pela vesícula até que haja um estímulo de fusionamento dessas vesículas para ação dessas proteínas. Ex.: GLUT4 é insulino dependente porque quando você acaba de comer a glicose precisa entrar na célula e as células beta do pâncreas vão secretar insulina a insulina vai na proteína receptora vai se ligar manda um sinal para que haja o fusionamento das vesículas com GLUT 4 com a membrana para a glicose poder entrar.
 A via de exocitose envolve 2 vias: a constitutiva (onde a proteína é produzisa e vai para seu destino final, ex.: turnover proteico -> ela funciona e depois será destruída) e a regulada.
· Vias Endocíticas
 São 2: fagocitose (partículas grandes. Serve para nutrição e defesa) e pinocitose (líquido e partículas pequenas, servepara nutrição)
 Quando estamos com muito colesterol no sangue ele não fica de maneira livre, são transportados pelo LDL para dentro da célula, ao reconhecer receptores. Nesses receptores de LDL, as clatrinas fazem as vesículas que serão fusionadas pelos endossomos e lisossomos, degradando o LDL. 
 Se tiver muito LDL não tem receptor suficiente, então há a oxidação dele no sangue, formando a placa de ateroma. Há uma condição de hipercolesteromia familiar, essas pessoas têm mutações no processo de transporte de LDL para dentro da célula, que pode acontecer em diferentes partes desse processo. As proteínas receptoras podem sofrer o processo de reciclagem, mas também podem ser degradadas pelos lisossomoas OU podem sofrer um processo de transcitose, onde vão ser utilizadas em outros locais da célula.
 Destino das proteínas receptoras:
· Reciclagem: a maioria e devolvida ao mesmo domínio da membrana plasmática que vieram
· Degradação: se movem para os lisossomos onde são degradados
· Transcitose: alguns prosseguem para um domínio diferente da membrana plasmática, transferindo suas moléculas cargas ligadas de um espaço extracelular para outro.
· Hipercolesteromia Familiar
 Pode ser causada por mutações em vários genes que codificam proteínas que podem estar envolvidas nesse processo. A mutação mais comum é na proteína receptora. Existem pessoas que tem essa mutação no receptor de LDL, que pode ser a forma dominante ou recessiva, tem pessoas que tem mutação na formação de LDL, a apoproteína fica de forma errônea e o receptor não reconhece. Mutações no receptor de LDL:· Quais os tipos de mutação no receptor do LDL?
· Quais as mutações da apoproteína que faz ligação com o LDL?
· Classe 1: é uma mutação no início do gene que gera um códon de parada prematura. Sem síntese
· Classe 2: sem transporte
· Classe 6: direcionamento defeituoso para a membrana basolateral, culmina numa reciclagem do tipo trancitose ao invés de voltar para o mesmo lugar ela vai para outro lugar.
 Mutações da apoproteína que faz ligação com o LDL, o receptor não reconhece:
· Classe 3: não há ligação com o LDL e o receptor. A proteína adaptadora do receptor das LDL 1, a proteína adaptadora faz a junção da clatrina com a membrana. Essas pessoas têm mutação justamente nessa proteína adaptadora e não forma a vesícula.
· Classe 4: não há internalização, a proteína não consegue entrar na célula e não fusiona com o lisossomo, não havendo digestão intracelular. A PCSK9 é uma mutação nesse gene há um ganho de função. Normalmente ele tem a capacidade de se ligar com o receptor de LDL, na mutação ele não é destruído no lisossomo, mas faz com que os receptores sejam destruídos juntos com o LDL e fica com pouco receptor. Na hora da reciclagem ele deveria voltar para a membrana e não volta porque é destruída no lisossomo.
· Classe 5: não há reciclagem do receptor LDL