Resumo Biologia Celular e Molecular Parte 2

Prévia do material em texto

Impresso por Thayná, CPF 123.666.436-16 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode
ser reproduzido ou repassado para terceiros. 07/10/2019 08:44:12
# Tráfego intracelular de vesículas 
- Mecanismos moleculares do transporte entre os compar�mentos do sistema de 
endomembranas / Processos de biossíntese e transporte de moléculas desde o RE até o Golgi 
(p. 749-779) 
Cada compar�mento membranoso da célula possui em sua membrana marcadores moleculares 
expostos na camada citosólica que servem como sinais de orientação. As vesículas de transporte que 
brotam das organelas especializadas possuem um reves�mento proteico sobre suas super�cies 
citosólicas. Esse reves�mento proteico possui 2 funções: concentra ptns especí�cas de membrana em 
uma região especializada que dá origem à membrana vesicular, selecionando as moléc apropriadas para 
transporte; modela a vesícula em formação, pois agregam-se em grades curvadas semelhantes a cestas, 
deformando a região da membrana e dando origem à vesícula. Uma vez separada da organela de 
origem, o reves�mento proteico da vesícula é descartado. Existem 3 �pos de vesículas reves�das: 
reves�das por clatrina, por COPI e por COPII. A montagem dos reves�mentos é regulada pelas GTPases 
recrutadoras de reves�mento, pois muitas ptns ligantes de GTP estão envolvidas nas muitas etapas do 
transporte vesicular. Duas classes de ptns regulam os estados a�vo - ligado à GTP - e ina�vo - ligado à 
GDP: GEF (liga GTP, a�vando) e GAP (liga GDP, ina�vando). As GTPases recrutadoras de reves�mento 
incluem as ptns Arf (responsável pela montagem de clatrina e COPI) e Sar1 (responsável pela montagem 
de COPII). 
As vesículas reves�das por clatrina transportam material provindo da MP e entre os compar�mentos 
endossômicos e do Golgi. Cada subunidade de clatrina consiste em cadeias polipep�dicas que, juntas, 
formam uma estrutura de 3 pernas chamada trisquélion, que formam uma rede semelhantes a um cesto 
que se estruturam como uma gaiola ao redor das membranas. A grade de clatrina liga-se à membrana 
por meio de ptns adaptadoras (adap�nas que também aprisionam várias ptns transmembrana, ) 
incluindo os receptores que capturam moléc-carga. A medida que um broto reves�do de clatrina cresce, 
ainda preso à organela secretora, ptns citoplasmá�cas solúveis, incluindo a dinamina, montam-se como 
um anel ao redor do pescoço de cada broto. As dinaminas possuem um sí�o de ligação que ancora a ptn 
à mebrana e um domínio GTPase que regula a frequência na qual as vesículas se liberam da membrana. 
Para se liberarem, as duas lâminas não-citosólicas da membrana se aproximam e se fundem. Para 
�nalizar a tarefa, a dinamina e outras ptns auxiliam nessa tarefa e liberam a vesícula. Uma vez liberada a 
vesícula, o reves�mento de clatrina se solta. 
As vesículas reves�das por COPI e COPII transportam material no início da via secretora: as reves�das 
por COPII brotam do RE e as reves�das por COPI brotam do Golgi. 
O retrômero é um reves�mento montado sobre endossomos e forma vesículas que devolvem 
receptores de hidrolase ácida ao aparelho de Golgi. O retrômero é montado quando suas unidades se 
ligam às caudas citoplasmáticas dos receptores de carga e podem se ligar a um fosfa�dilinusitol 
fosforilado PIP (um fosfolipídio de membrana), que atua como marcador endossomal. –
As vesículas de transporte exibem marcadores de super�cie que as iden��cam de acordo com as suas 
origens e os seus �pos de carga, enquanto as membranas-alvo exibem receptores complementares que 
reconhecem os marcadores apropriados, garan�ndo, assim, a especi�cidade em direcionamento. As 
ptns Rab direcionam as vesículas aos locais especí�cos na membrana-alvo correta, sendo GTPases 
monoméricas. As Rab estão envolvidas com o processo de ancoramento (docking). Cada ptn Rab 
associa-se com uma ou mais organelas da via biossinté�ca-secretora ou endocí�ca e cada uma dessas 
organelas possui pelo menos 1 ptn Rab em sua super�cie citosólica. Em seu estado ligado à GDP as ptns 
Rab estão ina�vas e ligadas a ptns inibidoras que as mantêm solúveis no citosol. Em seu estado ligado à 
GTP, elas são a�vas e fortemente associadas à membrana de uma organela ou vesícula de transporte. As 
ptns SNARE medeiam a fusão das bicamadas lipídicas. Enquanto as v-SNARE são encontradas na 
membrana de vesículas, as t-SNARE são encontradas nas membranas-alvo. As v-SNARE e as t-SNARE 
possuem domínios helicoidais caracterís�cos e quando uma v-SNARE se encontra com uma t-SNARE, os 
domínios de uma se envolvem nos domínios da outra para formar um feixe estável. Os complexos trans-
SNARE resultantes prendem as duas membranas juntas. No processo de exocitose regulada, essa fusão é 
retardada até que a secreção seja desencadeada por um sinal extracelular especí�co gerando in�uxo –
de Ca2+ que desencadeia o processo de fusão. A desmontagem dos complexos é catalisada pela ptn 
NSF, uma ATPase que u�liza a energia da hidrólise do ATP para desemaranhar a interação entrelaçada 
dos domínios das SNARE. 
- Re�culo endoplasmá�co 
Impresso por Thayná, CPF 123.666.436-16 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode
ser reproduzido ou repassado para terceiros. 07/10/2019 08:44:12
No RER há ribossomos acoplados que realizam a síntese de ptns que deverão sofrer algum �po de 
processamento antes de serem efe�vamente a�vadas e exercerem suas funções. 
O ribossomo possui 3 sí�os: sí�o A (aminoacil, que reconhece o aa do RNAm), sí�o P (que adiciona 
novos aa à ptn em formação) e sí�o E (extrusão). 
Na membrana do RE, a sequência sinal do RNAm é reconhecida pela (ptn reconhecedora de sinal), SRP
que expõe seu sí�o a um receptor na super�cie do RE que faz com que o complexo se ligue à membrana 
do RE. Assim, abre um poro na super�cie do RE chamado translocon, onde a sequência sinal se �xa. 
Nesse momento, a SRP se solta e a ptn começa a crescer para dentro do lúmen da organela. Ali, 
encontra as chaperonas, que são ptns responsáveis pelo enovelamento da ptn. Se a ptn em formação 
for transmembranar, sequencias sinalizadoras irão interromper a translocação para o lúmen e a ptn 
passará a crescer para o lado citosólico da organela. Ptns mul�passo apresentarão diversas sequências-
sinal que a prenderão na bicamada lipídica. Quando a tradução acaba, uma enzima chamada pep�dase 
sinal corta o pep�dio sinal que estava preso no translocon e o ribossomo se solta. 
A ptn recém-formada, então, passará por uma série de modi�cações até que esteja madura e pronta 
para ser a�vada. A primeira dessas transformações ocorre no lúmen do próprio RE, que realiza a 
primeira glicosilaçao, do �po N-ligada. Esse açúcar se liga ao aa Asp (asparagina) e é formado por 2 
ace�lglicosamina, 9 manose e 3 glicose. Esse açúcar é montado a uma âncora de dolicolfosfato, lipídio 
de membrana responsável pela captação de açúcares do citoplasma. Assim, uma enzima (glicosil 
transferase) corta o glicídio no radical fosfato e o liga à ptn em formação, com pouco gasto de energia. 
Em seguida, esse açúcar é modi�cado, com adição de manoses (high manose) e as glicoses (glicosidase I 
e glicosidase são re�radas para orientar o correto enovelamento dessa ptn. A glicose, então, funciona II) 
como sinalizadora das ptns de enovelamento. A ptn high manose formada e corretamente enovelada 
seguirá o caminho cons�tu�vo até o Golgi, onde o processamento será mais especí�co. 
Se uma ptn do RE não foi corretamente enovelada, a enzima UGGT recoloca a glicose e há nova 
tenta�va de enovelamento. Se ainda assim o erro não for reparado, a ptn defeituosa será encaminhada 
para o proteassomo para degradação. 
A biossíntese de membrana também é responsabilidade do RER. A síntese de fosfolipídios ocorre na 
monocamada interna da membrana da organela e eles são expostos na monocamada externa através da 
atuação das enzimas �ipases,responsáveis pelo �ip-�op. 
No ocorre o metabolismo de lipídios e é o local onde ocorrem as reações de desintoxicação da REL, 
célula pela atuação da família de citocromos P450. Além disso, é no REL que �ca armazenado o Ca . 2+
- Transporte RE Golgi– 
As vesículas que saem do RE são empacotadas por COPII. Essas vesículas brotam de sí�os especializados 
do RE chamados sí�os de saída do RE, cujas membranas não possuem ribossomos ligados. Muitas ptns 
de membrana são recrutadas a�viamente para essas vesículas, onde elas se tornam concentradas. Essas 
ptns-carga exibem sinais de saída em suas super�cies citosólicas que são reconhecidos por 
componentes do reves�mento COPII. Esses componentes do reves�mento atuam como receptores de 
carga e são reciclados de volta para o RE depois de terem entregado suas cargas ao aparelho de Golgi. 
Esse transporte de recuperação ou retrógrado é feito por vesículas reves�das por COPI. Para retornarem 
ao RE, essas ptns devem apresentar sinais que es�mulem esse transporte. Quando ptns solúveis 
residentes do RE são empacotadas junto com as ptns-carga em direção ao Golgi, elas devem voltar para 
o RE também. Para isso, elas contêm um curto sinal de recuperação chamado de sequência KDEL. Essas 
ptns solúveis ligam-se ao receptor de KDEL, uma ptn transmembrana. Para ligar-se de forma e�ciente 
APENAS a ptns solúveis de RE que estão no Golgi, sua a�nidade por esses ptns nas duas organelas deve 
ser diferente. Essa diferença de a�nidade se dá por su�s alterações iônicas e de pH dentro de cada 
organela. 
Para serem transportadas a par�r do RE, as ptns devem ter sido corretamente dobradas ou montadas. 
Caso isso não tenha acontecido, elas se ligam a chaperonas, que encobrem os sinais de saída ou 
ancoram essas ptns no RE, onde serão eventualmente transportadas para os proteassomos para 
degradação. 
- Aparelho de Golgi 
Consiste em uma coleção de compar�mentos achatados chamados de cisternas. O Golgi é dividido em 
regiões especializadas: face cis (face de entrada), associada com a rede cis-Golgi ou CGN; e face trans 
(face de saída), associada com a rede trans-Golgi ou . As ptns que entram na CGN a par�r do RE TGN 
podem ir adiante no aparelho de Golgi até serem secretadas na TGN para a MP ou outro compar�mento 
ou podem retornar para o RE. As ptns que saem na TGN podem seguir para lisossomos, vesículas 
secretoras ou serem devolvidas a um compar�mento anterior do Golgi. O Golgi tem a função de 
Impresso por Thayná, CPF 123.666.436-16 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode
ser reproduzido ou repassado para terceiros. 07/10/2019 08:44:12
reprojetar os oligossacarídeos que passaram pelo controle de qualidade do RE de modo que eles 
possam cumprir novas funções, produzindo estruturas heterogêneas vistas nas ptns maduras. 
A rede cis-Golgi recebe vesículas do RE e fosforila os oligossacarídeos nas ptns lisossomais (fosforilam 
manoses). Na região cis há remoção de manoses. Na camada medial ocorre ainda a remoção de 
manoses, mas adição de outros açúcares (glicosilação O-ligada). Na região trans há adição de outros 
açúcares. Finalmente, na região trans-Golgi, os produtos são endereçados a lisossomos, MP ou vesículas 
de secreção. 
A glicosilação das ptns é um processo fundamental. A glicosilação N-ligada promove o dobramento das 
ptns de 2 maneiras: produz intermediários de conformação mais solúveis, prevenindo, portanto, sua 
agregação; as modificações sequenciais do oligossacarídeo N-ligado estabelecem um glicocódigo que 
marca a progressão do dobramento de ptns e medeia a ligação das ptns às chaperonas. Além disso, a 
presença de oligossacarídeos tende a tornar uma glicoproteína mais resistente à digestão por proteases. 
Também, como as cadeias de açúcares são muito especí�cas, elas servem para reconhecimento celular. 
- Transporte da rede trans do Golgi para lisossomos (p. 779-787) 
Os lisossomos são compar�mentos de�nidos por membranas, com ptns de membrana altamente 
glicosiladas, preenchidos por enzimas hidrolí�cas (hidrolases ácidas proteases, nucleases, glicosidases, –
lipases, fosfolipases, fosfatases, sulfatases). Para terem a�vidades, elas precisam de um ambiente ácido, 
com pH em torno de 4,7. Na membrana dos lisossomos há uma H ATPase vacuolar, que u�liza a energia +
da hidrólise do ATP para bombear H para dentro do lisossomo. +
As moléc endocitadas são entregues em vesículas para organelas intracelulares pequenas e de formatos 
irregulares chamadas de endossomos iniciais. Enquanto algumas moléc são sele�vamente re�radas e 
recicladas para a MP, outras seguem para os endossomos tardios, de interior levemente mais ácido, 
onde a digestão hidrolí�ca das moléculas é iniciada conforme os lisossomos amadurecem. 
Vesículas de transporte carregam as ptns sinte�zadas no RE e processadas no Golgi em direção aos 
endossomos tardios. As hidrolases lisossômicas carregam uma marca única na forma de grupos de 
manose 6-fosfato (M6P). As ptns receptoras de M6P transmembrana, presentes na TGN, reconhecem os 
grupos de M6P e ligam-se a eles no lado do lúmen e às ptns adaptadoras do reves�mento de clatrina no 
lado citosólico. Essas vesículas, então, fundem-se aos endossomos tardios. À medida que o valor do pH 
diminui durante a maturação endossômica, as hidrolases lisossomais dissociam-se dos receptores de 
M6P e começam a digerir o material endocitado. Em seguida, os receptores de M6P são recuperados em 
vesículas de transporte reves�das de retrômero que brotam dos endossomos e são devolvidos às 
membranas da TGN. 
A secreção lisossômica do conteúdo não-digerido permite que as células eliminem os restos. 
Os lisossomos também realizam a autofagia, isto é, a digestão de partes da própria célula em 
compar�mentos chamados autofagossomos . 
- Doenças de estoque lisossomal 
São defeitos gené�cos que afetam uma ou mais hidrolases lisossômicas. Esse defeito resulta no acúmulo 
de substratos não-digeridos nos lisossomos. Na maioria dos casos há uma mutação em um gene 
estrutural que codi�ca a hidrolase especí�ca. 
Doença de Hurler: de�ciência ou ausência de enzima para quebra de glicosaminoglicanos 
(glicosaminoglicanos-fosfotransferase GlcNAc-fosfotransferase – ). 
Doença da inclusão celular: quase todas as enzimas hidrolí�cas estão ausentes dos lisossomos de 
�broblastos e seus substratos não-digeridos se acumulam nos lisossomos. Nesses pacientes, essas 
hidrolases são encontradas no sangue pois elas não foram corretamente classi�cadas no aparelho de 
Golgi, sendo secretadas ao invés de transportadas para os lisossomos. 
- Endocitose e exocitose (p. 787-812) 
A endocitose é dividida em fagocitose e pinocitose de acordo com o tamanho do material ingerido. 
- Na fagocitose, ocorre a ingestão de grandes par�culas como microrganismos e células mortas por meio 
de grandes vesículas chamadas fagossomos. Existem células fagocí�cas especializadas (macrófagos e 
neutró�los) responsáveis pela defesa do organismo contra a infecção por microrganismos invasores. Os 
macrófagos também fagocitam células senescentes e células que morreram por apoptose. Os 
fagossomos fundem-se com lisossomos dentro da célula e o material ingerido é degradado. Substâncias 
indigeríveis permanecerão no lisossomo como corpos residuais, que podem ser excretados por 
exocitose. 
A endocitose é um processo que só pode ser desencadeado pela a�vação de receptores que transmitem 
sinais para o interior celular e desencadeiam a resposta fagocí�ca. Os an�corpos são desencadeadores 
Impresso por Thayná, CPF 123.666.436-16 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode
ser reproduzido ou repassado para terceiros. 07/10/2019 08:44:12
melhor caracterizados. Eles se ligam à super�cie dos microrganismos infecciosos para formar um 
reves�mento no qual a cauda dos an�corpos (região Fc) fica exposta para o exterior.Esse reves�mento 
é reconhecido por receptores de Fc especí�cos cujas ligações induzem a célula fagocí�ca a estender 
pseudópodos que engolfam a par�cula e que se fundem nas extremidades para formar um fagossomo. 
GTPases da família Rho es�mulam a polimerização localizada de ac�na por meio dos a�vadores Rho-
GEF. 
- Na pinocitose, ocorre a ingestão de �uidos e de solutos por meio de pequenas vesículas pinocí�cas. 
Esse processo é con�nuo. Inicialmente, fossas reves�das por clatrina se formam con�nuamente na 
super�cie da célula e rapidamente invagina-se e destaca-se para formar uma vesícula reves�da por 
clatrina. Nesse processo, qualquer substância dissolvida no �uido extracelular é internalizada. Em 
segundos, essas vesículas perdem seu reves�mento e são capazes de fundirem-se com endossomos 
iniciais. 
Algumas vesículas pinocí�cas são frascos profundamente invaginados chamados de cavéolos. As 
principais ptns estruturais dos cavéolos são as caveolinas, que compõem uma família de ptns integrais 
de membrana incomuns que não se estendem através da membrana. Acredita-se que os cavéolos 
invaginem-se e coletem ptns-carga devido à composição lipídica da membrana caveolar. Os cavéolos 
destacam-se da MP u�lizando a dinamina e podem entregar seus conteúdos a compar�mentos 
semelhantes a endossomos, os caveossomos ou para a MP do lado oposto em célula polarizada 
(transcitose). 
- A endocitose pode ser mediada por receptores para importar macromoléculas extracelulares 
selecionadas. Nesse processo, as macromoléculas ligam-se às ptns receptoras transmembrana 
complementares, acumulam-se em fossas reves�das e entram na célula em vesículas reves�das de 
clatrina. Dessa maneira, par�culas de colesterol são endocitadas. Caso essa captação seja bloqueada, o 
colesterol irá acumular-se no sangue e poderá contribuir para a formação das placas ateroscleró�cas 
nas paredes dos vasos sanguíneos. A maior parte do colesterol é transportada no sangue na forma de 
LDL. Receptores de LDL inseridos na MP difundem-se até associarem-se a fossas reves�das de clatrina 
em processo de formação. Quando os LDL encontram o pH baixo dos endossomos, são liberados e 
entregues aos lisossomos. Então, eles serão hidrolisados em colesterol livre, que estará disponível para 
a síntese de membranas. Os receptores são reciclados e voltam para a MP. 
- receptor de transferrina segue uma via de reciclagem semelhante à do receptor de LDL, mas O 
também recicla seu ligante. A transferrina é uma ptn solúvel que carrega Fe2+ no sangue. Uma vez 
endocitada, a diminuição do pH induz a liberação do ferro da transferrina, que volta juntamente com 
seu receptor para a super�cie celular. Ao entrar em contato com o pH neutro do meio extracelular, 
dissocia-se do seu receptor e �ca livre. 
- transcitose é a transferência de moléculas especí�cas de um espaço extracelular para outro. Esses A 
receptores são endocitados e, então, seguem uma via que parte dos endossomos para um domínio 
diferente da MP. Primeiramente, os receptores movem-se do endossomo inicial para um 
compar�mento endossômico intermediário, o endossomo de reciclagem. Os receptores possuem sinais 
de distribuição que os guiam para o �po apropriado de vesícula de transporte, saindo do endossomo e 
dirigindo-se para a membrana-alvo apropriada. 
- Exocitose 
A exocitose pode fazer parte da via cons�tu�va da célula, mas também ser rigidamente regulada em 
células especializadas em secreção, como neurônios e células diges�vas. O conteúdo a ser secretado �ca 
armazenado em vesículas secretoras que brotam da TGN. Essas vesículas, que brotam na forma imatura 
da TGN sofrem um processo de concentração e a�vação proteolí�ca até estarem maduras e prontas 
para serem exocitadas.