Retículo Endoplasmático, Complexo de Golgi e Lisossomos

Prévia do material em texto

Os ribossomos se montam no citosol da célula para 
realizar a síntese proteica. Essa montagem ocorre em 
cima do RNAm formando os poliribossomos. Os 
poliribossomos propiciam a síntese de diversas 
proteínas diferentes para toda a célula como, por 
exemplo, proteínas mitocondriais, proteínas nucleares, 
proteínas do retículo e proteínas do lisossomo. 
 
Na cadeia proteica existe uma sequência de 
aminoácidos que funciona como uma informação sobre 
o posicionamento da proteína na célula. A partir do 
reconhecimento dessas sequências específicas, as 
proteínas são endereçadas para os espaços corretos, 
porém esses endereçamentos não ocorrem da mesma 
forma para diferentes proteínas. As proteínas 
endereçadas para núcleo, mitocôndrias e peroxissomos 
serão sintetizadas por poliribossomos livres no citosol e, 
posteriormente, serão enviadas para esses 
compartimentos. Já as proteínas que possuem as 
sequências indicativas para retículo endoplasmático, 
complexo de Golgi, membrana plasmática e para as 
que devem ser secretadas para fora da célula serão 
sintetizadas por poliribossomos que estarão acoplados 
à membrana do retículo endoplasmático e serão 
inseridas para dentro do retículo. 
As proteínas nucleares serão enviadas do citosol para o 
núcleo através do transporte controlado por comportas 
(complexo de poros nucleares). As proteínas enviadas 
do citosol para os peroxissomos e para as mitocôndrias 
serão transportadas através da membrana por 
proteínas específicas. Para o retículo endoplasmático as 
proteínas também serão enviadas através da 
membrana, porém elas possuem uma sequência de 
aminoácidos diferente e podem, posteriormente, sair do 
retículo em direção ao complexo de Golgi. Essas 
proteínas que partirão do retículo em direção ao 
complexo de Golgi e, posteriormente, às outras 
organelas, serão enviadas por meio do transporte 
vesicular. 
 
O retículo endoplasmático é formado por uma rede de 
membranas conectadas entre si que podem estar na 
forma de vesículas achatadas ou de túbulos. Ele é o 
maior sistema de endomembranas da célula 
eucariótica, o seu espaço interno é conhecido como 
lúmen do retículo e a sua membrana é contínua com o 
envelope nuclear. O retículo pode ser mais desenvolvido 
em alguns tipos celulares e se espalhar pelo citosol, 
porém em outras células ele será encontrado na porção 
basal. Essa organela possui duas regiões diferenciadas 
que se tornam altamente especializadas, ou seja, essas 
regiões irão não só realizar atividades diferentes, mas 
também irão concentrar enzimas diferentes. Essas 
regiões são conhecidas como retículo endoplasmático 
rugoso e retículo endoplasmático liso. O retículo 
endoplasmático rugoso é uma área onde as vesículas 
estão achatadas e há ribossomos associados a ele que 
dão o seu aspecto rugoso. Já o retículo endoplasmático 
liso é uma área tubular e não há ribossomos associados 
a ele e é por isso que ele recebe esse nome. 
Citologia e Histologia 
Retículo Endoplasmático, Complexo de Golgi e Lisossomos 
Beatriz Fernandes 
 
As funções gerais do retículo endoplasmático são 
segregar os produtos sintetizados em suas membranas 
no interior do seu lúmen e realizar algumas poucas 
modificações nesses produtos como, por exemplo, nas 
proteínas e nos lipídeos. O retículo endoplasmático 
rugoso exerce a função de participar da síntese de 
algumas proteínas e o retículo endoplasmático liso 
exercerá as funções de síntese de lipídeos, graças às 
enzimas da sua membrana que irão permitir a ele 
exercer essa função, desintoxicação, degradação do 
glicogênio, principalmente nos hepatócitos e nas células 
musculares, e regulação do cálcio intracelular, por ser o 
reservatório desse sal mineral nas células. Nas células 
musculares, por exemplo, o retículo endoplasmático liso 
é conhecido como retículo sarcoplasmático, pois ele 
regula a liberação do cálcio para a contração muscular. 
1. Retículo Endoplasmático Rugoso: 
A importação das proteínas para o lúmen do retículo 
endoplasmático após a síntese proteica em sua 
membrana é conhecida como importação 
cotraducional. Essa importação recebe este nome, pois 
ela irá acontecer ao mesmo tempo que a tradução. O 
ribossomo associado a fita do RNAm se acopla ao 
retículo endoplasmático durante a síntese proteica para 
que a proteína resultante seja inserida dentro do 
retículo. Na importação pós-traducional o ribossomo 
associado ao RNAm termina a tradução no citosol e, 
posteriormente, a proteína é enviada, por exemplo, para 
dentro da mitocôndria. 
 
As proteínas são direcionadas ao retículo 
endoplasmático rugoso através de uma sequência de 
aminoácidos da própria cadeia proteica que se encontra 
no início dela. Essa sequência é conhecida como 
sequência sinalizadora de retículo endoplasmático ou 
sequência sinal de peptídeo ou peptídeo-sinal. Essa 
sequência são alguns aminoácidos que indicam que 
aquela proteína será uma proteína de retículo 
endoplasmático. Quando a sequência começa a 
emergir do ribossomo ela será reconhecida pela 
partícula de reconhecimento de sinal que se ligará ao 
peptídeo-sinal e, consequentemente, a todo o 
ribossomo. A tradução irá parar até que a partícula de 
reconhecimento de sinal seja reconhecida pela proteína 
receptora de partículas de reconhecimento de sinal na 
membrana do retículo endoplasmático. Ao reconhecer 
essa partícula, todo o ribossomo é acoplado pela 
subunidade maior ao canal de translocação na 
membrana do retículo e a partícula com a sua receptora 
se dissociam, possibilitando a retomada da tradução. A 
tradução agora irá sintetizar a proteína para dentro do 
lúmen do retículo. Para o mecanismo de 
reconhecimento da sequência sinal acontecer são 
necessárias a partícula de reconhecimento de sinal 
(SPR) e do receptor da SPR. 
 
Existem dois tipos de proteínas que podem ser 
importadas para o retículo endoplasmático rugoso e 
terão destinos diferentes: 
 Proteínas Solúveis: 
Serão transportadas e ficarão solúveis dentro do 
lúmen do retículo. 
Enquanto a proteína é inserida pelo canal de 
translocação para dentro do retículo, a enzima 
peptidase-sinal corta a sequência sinalizadora e 
permite que a proteína seja jogada ao lúmen do 
retículo e fique solúvel dentro dele. 
 
 Proteínas Transmembrana: 
Estarão inseridas na membrana do retículo 
endoplasmático. 
As proteínas transmembrana possuem, além do 
peptídeo sinal, uma sequência de parada de 
transferência que também irá interagir com o canal 
de translocação. Quando a peptidase-sinal cliva e 
retira a sequência sinalizadora, a proteína 
permanece presa a membrana pela sequência de 
parada de transferência para sempre. 
 
As proteínas dentro do retículo irão sofrer uma 
modificação inicial. Essa modificação inicial acontece 
com a ligação de um bloco de carboidratos 
covalentemente ao resíduo de aminoácido asparagina 
que está na cadeia proteica. Esse processo é conhecido 
como n-glicosilação, pois a cadeia oligossacarídica está 
ligada ao nitrogênio da amida da asparagina. 
 
A n-glicosilação do retículo endoplasmático rugoso 
acontece em uma única etapa, uma enzima introduz 
todo o bloco de quatorze carboidratos na proteína. Após 
a introdução do bloco, as enzimas glicosidases irão 
retirar três glicoses que se encontram na ponta desse 
bloco. Quando sobrar apenas uma glicose na ponta, ela 
será reconhecida pela proteína calnexina na membrana 
do retículo voltada para o lúmen que fará o 
enovelamento da proteína. A proteína calnexina é da 
família das chaperonas que auxiliam no enovelamento 
de outras proteínas. No término do enovelamento, a 
última glicose é retirada e a proteína enovelada é solta 
da chaperona. Caso ela seja residente do retículo, ela irá 
permanecer nele, porém caso ela não seja, ela irá sair 
dele já com a sua conformação final. Se a proteína não 
for enovelada corretamente, uma alça poderá introduzirglicoses novamente a essa proteína, para que o 
processo reinicie, ou ela poderá ser degradada pelo 
proteassomo. 
 
2. Retículo Endoplasmático Liso: 
O retículo endoplasmático liso é a região do retículo 
endoplasmático que possui formação tubular e não 
contém ribossomos. A área dele onde são liberadas as 
vesículas para o complexo de Golgi é conhecida como 
retículo endoplasmático de transição. 
O retículo endoplasmático liso possui como função 
principal a síntese de lipídeos de membrana como, por 
exemplo, os fosfolipídeos, o colesterol e a ceramida 
(base dos glicolipídios). 
A via de síntese de fosfolipídeos acontece ao longo da 
membrana do retículo endoplasmático liso, pois as 
enzimas responsáveis por esse processo estão inseridas 
nela. Essa síntese ocorrerá sempre na monocamada 
citosólica da membrana do retículo, mas, 
posteriormente, outras enzimas irão fazer o “flip-flop” 
desses fosfolipídeos para distribuí-los entre as duas 
monocamadas. Em diferentes tipos celulares existem 
também outras importantes vias metabólicas que 
acontecem na membrana do retículo endoplasmático 
liso, além da síntese de lipídeos. Nos hepatócitos, por 
exemplo, existem as vias metabólicas que estão 
envolvidas com a desintoxicação. O retículo 
endoplasmático liso realiza outras funções, além da 
síntese lipídica. 
 
O retículo endoplasmático possui áreas de contato com 
outras organelas como, por exemplo, as mitocôndrias. 
Essas áreas de contato permitem a transferência de 
moléculas entre as organelas. Nas áreas de contato 
existem proteínas que fazem o intermédio dessas 
transferências. Na síntese de fosfolipídeos, por exemplo, 
a fosfatidilserina é transferida do retículo 
endoplasmático para a mitocôndria, onde é convertida 
em fosfatidiletanolamina e retorna ao retículo 
endoplasmático, onde é convertida em fosfatidilcolina. 
As duas organelas, portanto, participam da via de 
síntese de fosfolipídeos por possuírem enzimas que 
permitem a troca desses elementos. 
As proteínas e os lipídeos sintetizados no retículo 
endoplasmático que devem ser enviados para outras 
organelas serão transportados por vesículas até o 
complexo de Golgi, primeiramente. As proteínas 
transmembrana e os lipídeos da membrana irão 
compor a membrana da vesícula. Já as proteínas 
solúveis irão se encontrar no interior das vesículas. Essas 
vesículas irão se fundir com o complexo de Golgi e 
entregarão esse material para ele que, posteriormente, 
irá enviar essas moléculas para outros locais da célula. 
 
A membrana e as proteínas transmembrana que faziam 
parte do compartimento doador farão parte do 
compartimento da vesícula e as proteínas solúveis irão 
se encontrar no interior da vesícula. Ao se destacar, a 
vesícula é transferida pelos microtúbulos para o 
compartimento que irá recebê-la e se funde com a 
membrana do compartimento, através do processo de 
auto selamento. Para que ela chegue até o 
compartimento correto ela necessita de marcas 
específicas que indicam para onde elas devem ser 
levadas. A organela correta irá reconhecer a marca e 
permitirá a fusão da vesícula para que ela entregue o 
seu material não só para a membrana do novo 
compartimento, mas também para o seu interior. 
 
 
O complexo de Golgi irá receber todo o material do 
retículo endoplasmático e completará as modificações 
que devem ocorrer nessas moléculas. Ele é formado por 
vários compartimentos achatados envolvidos por 
membranas que são conhecidos como cisternas. As 
cisternas se empilham e definem o complexo de Golgi. 
O número e o tamanho desses compartimentos variam 
dependendo da atividade metabólica de cada célula. O 
complexo de Golgi possui uma orientação, podendo ser 
mais côncavo em uma face e mais convexo em outra. A 
face que recebe o material vindo do retículo 
endoplasmático é chamada de face cis e a face que está 
voltada para o restante da célula é conhecida como face 
trans. No início da face cis há uma região mais tubular 
que é conhecida como rede cis, depois encontramos as 
cisternas cis, média e trans e, no fim, há outra região 
tubular conhecida como rede trans. As vesículas que 
saem do Golgi brotam da rede trans e são enviadas 
para diversos destinos dentro e fora da célula. O 
complexo de Golgi se encontra, geralmente, próximo ao 
núcleo e ao retículo endoplasmático. 
 
As proteínas e os lipídeos entregues ao Golgi passarão 
progressivamente pelas cisternas no sentido de cis para 
trans. Esse fluxo cis trans é conhecido como fluxo 
anterógrado. Existe também o fluxo retrógrado de trans 
para cis por onde as vesículas voltam pelo caminho 
inverso, caso o material delas necessitem sofrer outras 
modificações ou, até mesmo, voltar para o retículo 
endoplasmático. Conforme o material passa no sentido 
de cis para trans ele sofre algumas modificações. 
O transporte entre as cisternas pode acontecer na 
forma de vesículas ou através da maturação das 
cisternas. 
 
O material ao chegar no aparelho de Golgi sofrerá as 
modificações pós traducionais. Acontecerão, 
principalmente, fosforilação, glicosilação e sulfatação. 
As moléculas irão passar pelas cisternas que possuem, 
cada uma, um conjunto de enzimas diferentes que 
propiciam modificações diferentes em cada uma das 
cisternas. Posteriormente, o material modificado irá sair 
do complexo de Golgi na forma de vesículas e será 
endereçado para outros destinos como, por exemplo, 
lisossomos, membrana plasmática ou para fora da 
célula. 
 
O aparelho de Golgi é o principal sítio de síntese de 
carboidratos, finalização de glicoproteínas e glicolipídios 
e síntese de glicosaminoglicanos (polissacarídeos 
sulfatados que formam os proteoglicanos). Por isso, 
nessa organela ocorrem muitas glicosilações que podem 
ser n-glicosilações ou o-glicosilações. As n-glicosilações 
acontecem quando as moléculas se ligam ao nitrogênio 
do grupamento amida da asparagina e as o-
glicosilações acontecem quando as moléculas se ligam 
ao oxigênio da hidroxila dos resíduos de aminoácidos 
treoninas ou serinas. Posteriormente às glicosilações 
acontece o aumento da cadeia oligossacarídica, por 
exemplo, com a adição de novos carboidratos. Nas 
glicosilações do retículo endoplasmático 14 
monossacarídeos são adicionados em uma única etapa 
às proteínas. Já nas glicosilações do complexo de Golgi, 
esses monossacarídeos são adicionados em diferentes 
etapas com diferentes enzimas distribuídas ao longo das 
cisternas. No final da glicosilação, as moléculas estarão 
diferentes e muito mais complexas, pois esse processo é 
responsável por adicionar complexidade a elas. Essas 
glicosilações também acontecem nos lipídeos para a 
formação de glicolipídios no complexo de Golgi. 
 
O complexo de Golgi forma vesículas de secreção e as 
libera para a superfície celular. A vesícula se funde com 
a membrana plasmática, o material da membrana da 
vesícula se integra à membrana plasmática e o material 
solúvel que está dentro da vesícula é exocitado 
(secretado) da célula. Por isso essas vesículas recebem 
esse nome, pois parte do seu material será secretado 
para fora da célula. 
As proteínas solúveis que foram importadas para dentro 
do retículo endoplasmático serão secretadas da célula. 
Já as proteínas transmembrana estarão sempre na 
membrana da organela ou da vesícula e, 
posteriormente, na membrana plasmática. 
As vesículas podem se fundir imediatamente com a 
membrana plasmática e serem liberadas ou elas podem 
aguardar um sinal. A via secretora constitutiva acontece 
quando as vesículas brotam do complexo de Golgi e, 
imediatamente, secretam o seu material para o espaço 
extracelular. Ela recebe esse nome, pois o material 
secretado irá constituir o ambiente extracelular. Já a via 
secretora regulada acontece quando as vesículas 
brotam do aparelho de Golgi, mas não fundem, 
imediatamente, a membrana, elas ficarão 
armazenadasno citosol e só irão se fundir com a 
membrana quando receberem um sinal. Ela recebe esse 
nome, pois depende de uma sinalização que indique o 
momento em que a vesícula deverá se fundir com a 
membrana para secretar o seu material. A via secretora 
regulada acontece, normalmente, em células que 
secretam hormônios ou nos neurônios que secretam 
neurotransmissores, pois essas células só secretam 
esses componentes em momentos específicos. 
 
Os lisossomos são organelas arredondadas que contém 
um conjunto de enzimas hidrolíticas que digerem 
macromoléculas. Eles são como sacos de diferentes 
enzimas hidrolases ácidas, cada uma específica para 
degradar uma macromolécula. As enzimas dessas 
organelas são hidrolases ácidas, pois elas são capazes 
de degradar moléculas no pH ácido do interior dos 
lisossomos. Na membrana dos lisossomos há bombas 
de prótons que mantém o pH dos lisossomos diferente 
do citosol para que as suas enzimas continuem ativas e 
possam degradar os substratos. A membrana dos 
lisossomos é diferente das membranas das outras 
organelas, pois ela necessita resistir ao pH mais ácido do 
seu interior. As moléculas de carboidratos inseridas na 
camada não citosólica (interna) dos lisossomos formam 
uma camada que reveste internamente a organela e 
protege a membrana desse pH ácido do lisossomo. 
Essas organelas são o centro de degradação da célula e 
após essa degradação, os produtos finais serão 
transportados para o citosol para que a célula reutilize 
esse material. As enzimas que trabalham nessa 
digestão foram sintetizadas no retículo endoplasmático, 
sofreram algumas modificações no complexo de Golgi e 
chegaram aos lisossomos através de vesículas que se 
fundiram ao lisossomo e entregaram essas enzimas 
para compor essas organelas. É por isso que os 
lisossomos são uma possibilidade de rota para o 
complexo de Golgi. 
 
Os lisossomos são locais de encontro para várias vias de 
tráfego intracelular. Ele recebe materiais da fagocitose, 
da endocitose, da macropinocitose (tipo específico de 
endocitose) e da autofagia. Várias vias diferentes 
convergem nos lisossomos na forma de diferentes 
vesículas. A vesícula da fagocitose é o fagossomo, da 
endocitose é o endossomo e da autofagia é o 
autofagossomo. Essas vesículas entregam os materiais 
que serão degradados no interior desse lisossomo. 
 
Se surgirem defeitos no processo de degradação pelos 
lisossomos ocorrerá o acúmulo de macromoléculas no 
interior da célula que resultará nas doenças de depósito 
lisossomal ou doenças de acúmulo lisossomal. Essas 
doenças são defeitos genéticos que comprometem a 
atividade de uma ou várias enzimas lisossomais 
causando o acúmulo de substratos não digeridos que 
acabam trazendo consequências patológicas para os 
tecidos. Geralmente, essas doenças se manifestam 
ainda na infância e afetam diversos e diferentes órgãos, 
dependendo da doença.