Sistema de Endomembranas - Introdução mais núcleo - Parte 2 - Resumo

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Sistema de Endomembranas: 
Núcleo- parte 2 
Citologia 
Vivian Assis 
Na última aula falamos muito sobre os NPCs e sua estrutura. Hoje discutiremos um pouco mais sobre eles, focando em 
transporte de moléculas por eles, bem como algumas curiosidades. Vamos nessa? 
Ainda sobre deslocamento de moléculas, quem direciona especificamente o transporte de moléculas entre núcleo e 
citoplasma é uma proteína monomérica chamada Ran (Related Nuclear protein), a qual possui o papel de clivar, isto é, 
quebrar moléculas de GTPs, por isso são também chamadas de GTPases. Para o transporte de moléculas pelas 
importinas e pelas exportinas, estes receptores possuem duas partes: uma que se liga à molécula a ser transportada e 
outra à proteína Ran. Na medida em que há o contato delas com a Ran, há a hidrólise do GTP, o que fornece energia 
para a translocação pelas NPCs. Para entendermos mais a fundo essa proteína Ran, precisamos relembrar que, por se 
uma GTPase, ela pode existir de duas formas diferentes: ligado ao GDP ou ao GTP. O que faz essa proteína variar 
entre as duas formas é a sua conversão por proteínas específicas, uma chamada proteína ativadora de GTPase, 
chamada GAP (GTPase-activating protein), que fica no citoplasma e faz a quebra do GTP, transformando Ran-GTP em 
Ran-GDP, e de uma outra proteína chamada fator de troca de guanina (GEF-guanine exchange factor), presente no 
núcleo, que troca o GDP para GTP, transformando o Ran-GDP em Ran-GTP. Essa distinção é importante, pois o tipo de 
Ran ligada à GTP ou GDP define aonde ela se encontra na célula: se no citosol há mais GAP, haverá mais Ran-GDP 
nesse local, sendo que se no núcleo há mais GEF, haverá mais Ran-GTP nesse ambiente. Sabe porquê essa diferença de 
tipo de Ran é importante? Pois é isso que define a direção do transporte de moléculas pelos poros nucleares. Isso 
acontece, pois as moléculas ligadas às importinas e às sequências FG pelo lado citosólico do NPC, quando entram pelo 
poro e atingem o lado nuclear, são “recebidas” pela Ran-GTP, a qual se liga nesse complexo importina-molécula e 
provoca a liberação dessa molécula transportada da proteína importina. Vocês podem estar pensando: “Será que a 
interação entre Ran-GDP no citoplasma também provoca isso?”. A resposta para isso é não. A Ran-GDP do citoplasma 
não consegue se ligar às importinas, e isso é interessante, pois caso conseguisse, não haveria o transporte correto da 
molécula com sequência nuclear para o núcleo. Nesse sentido, podemos concluir que a Ran-GTP ter sua presença 
apenas no núcleo ajuda a direcionar a importação nuclear da forma devida. Quando há esse transporte do complexo 
importina-molécula para o núcleo, e há, posteriormente, a atividade da Ran-GTP nuclear, a importina vazia ligada à 
Ran-GTP volta ao citoplasma pelo NPC. No citoplasma, a GAP atua sob a Ran-GTP ligada à importina, transformando-a 
em Ran-GDP, o que automaticamente induz à liberação da importina para o citoplasma. Isso é extremamente 
importante, pois permite ao receptor de importação nuclear/ importina a sua reutilização. A exportação segue esse 
mesmo raciocínio, porém, inverso: a Ran-GTP nuclear se liga ao complexo receptor de exportação nuclear/exportina- 
molécula a ser transportada. Quando esse complexo Ran-GTP-exportina-molécula atravessa o NPC e chega ao 
citoplasma, a GAP atua sobre essas moléculas, causando a hidrólise do Ran-GTP em Ran-GDP, o que faz a liberação da 
exportina e da molécula transportada. De forma análoga às importinas, as exportinas no citoplasma voltam para o 
núcleo para serem reutilizados. 
Em outra perspectiva sobre moléculas que transitam pelos NPCs, uma curiosidade é o fato de termos proteínas com 
sequências de localização nuclear, bem como de exportação, as quais conseguem ter livre-trânsito entre o citoplasma 
e o núcleo. Elas também são ditas proteínas vaivém, e dependem, por exemplo, da sua própria velocidade de 
transporte pelos NPCs para determinar onde elas estarão. Nesse sentido, uma forma que as células têm de controlar 
esse processo é, por exemplo, evitando importar fatores de transcrição para o núcleo até que seja realmente 
importante. Um exemplo dessa regulação das sequências de importação nuclear é o equilíbrio de quantidades de 
 
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colesterol intracelular. Em um estado normal, fisiológico, proteínas envolvidas na transcrição de enzimas que ajudarão 
na síntese de colesterol estão localizadas de forma transmembrânica no Retículo Endoplasmático, e permanecem lá 
na sua forma inativa. Na medida em que há falta de colesterol intracelular, essa proteína sai do RE, e se direciona para 
o Complexo de Golgi, onde sofre alterações na sua sequência de aminoácidos, como a retirada de informações que a 
mantém no local onde estava. Com isso, a proteína é então solta no citosol, e é importada para o núcleo, onde ela 
exerce a sua função: ser reguladora de genes latentes. Dentro do núcleo, ela ativa, dessa forma, genes importantes 
para a síntese de colesterol. 
Um outro detalhe importante é que a quantidade de complexos de poro em um núcleo depende do tipo de célula 
observada. Por exemplo, células que produzem muita proteína, precisam de mais poros do que outras células, como 
as células embrionárias, enquanto que células que precisam de menor produção proteica, precisam de menos poros, 
como as hemácias. 
Por fim, alguns podem estar pensando: como esse complexo do poro é formado e por que ele chama complexo? Ele é 
constituído por dois anéis proteicos em arranjo octogonal, sendo um ligado à face interna do núcleo- anel nuclear- e 
um ligado à face externa, citoplasmática- anel citoplasmático. Tal morfologia desse poro proporciona o aparecimento 
de um canal central, preenchido por filamentos proteicos, o que, na maioria das vezes, fecha parcialmente a abertura 
do canal, e impede a entrada de macromoléculas. Além disso, do anel nuclear é projetado uma série de filamentos 
proteicos que constituem uma espécie de cesta de basquete. Ademais, esse complexo do poro, ou NPC, é ancorado na 
bicamada lipídica por meio de proteínas específicas, do tipo intrínsecas, como as proteínas POM 121 e gp210. 
 
Referências: 
ALBERTS, Bruce. Biologia molecular da célula. 6. Porto Alegre ArtMed 2017 1 recurso online ISBN 9788582714232. 
JUNQUEIRA, Luiz Carlos Uchoa; CARNEIRO, José. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2012. 364 p. ISBN 978-85-277-2078