Reticulo Endoplasmatico

Prévia do material em texto

Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● CITOLOGIA 
1 
 
www.medresumos.com.br 
 
 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 
 
Antes de adentrar ao estudo, propriamente dito, do Retículo endoplasmático, devemos entender onde que esta 
organela pode ser encontrada. As células eucariontes diferem das células procariontes em vários aspectos, dos quais, 
os mais significativos são: a presença de uma membrana nuclear, diferenças quanto a transcrição e tradução do DNA, 
presença de um citoesqueleto, e por fim e mais importante para a manutenção vital desta célula a presença de um 
sistema de organelas endomembranosas. Estas, por sua vez, formam discretos compartimentos que faz com que as 
atividades da célula ocorram. 
O Retículo Endoplasmático (será citado como RE ao longo deste projeto), que é uma organela 
endomembranosa, atuará na síntese de proteínas, e a partir dos ribossomos aderidos a sua superfície, a proteína vai ser 
encaminhada para outras organelas, da seguinte maneira: 
No momento em que ocorre o inicio da tradução, os ribossomos sintetizam proteínas, a partir de uma serie de 
reações biológicas que compreendem a hipótese do sinal, e a partir daí estas vão sendo levada até os ribossomos e 
então sendo processadas e dobradas. Do RE, as proteínas vão sendo encaminhadas via transporte vesicular para o 
complexo de Golgi, e lá ocorre o processo de organização e processamento de proteínas, levando então estas para os 
lisossomos, membrana plasmática ou para ser secretadas pela célula. 
 
 
EVOLUÇÃO 
É importante saber sobre a evolução, pois 
a partir desta há a compreensão como ocorre a 
interação dentre os diferentes compartimentos de 
uma célula eucariótica moderna. Acredita-se que 
as primeiras células eucarióticas, tenham sido 
formado a partir de micro-organismos simples, 
semelhantes à bactérias, possuidora de uma 
membrana plasmática e ausente de membranas 
internas. Esta membrana plasmática seria então 
responsável por vários processos como síntese de 
ATP, síntese de lipídios, etc. As bactérias podem 
sobreviver desta maneira, pelo fato de serem 
pequenas e de que sua relação superfície/volume 
ser alta. 
Enquanto as células eucariontes não podem em decorrência de seu grande volume, até 10000 vezes maior do 
que uma bactéria típica como E. Coli, de modo que sua relação superfície/volume seja baixa e não sobreviveria com 
uma membrana plasmática, sendo a única membrana. 
 Acredita-se que as membranas nucleares, membrana do RE, do Golgi, dos lisossomos, dos endossomos 
originaram a partir de invaginações da membrana plasmática formando então um sistema de endomembranas. 
 Em bactérias a única molécula do DNA está ligada a membrana plasmática. Acredita-se que em uma célula 
procarionte ancestral, que possui apenas a membrana plasmática e o DNA, esta por sua vez invaginou, de modo a 
circundar completamente a molécula de DNA, e formando uma dupla camada, que se destacou da membrana 
plasmática, formando um compartimento nuclear com duas camadas, e então vestígios desta membrana formaram o RE, 
sobre o qual aderiram ribossomos e a partir deste esquema hipotético, presume-se o porquê da continuidade entre as 
membranas nucleares interna e externa com o lúmen o RE (Retículo Endoplasmático). 
 
 
CLASSIFICAÇÃO 
 Existem dois tipos morfológicos de RE: o retículo endoplasmático 
liso (REL), que não possui ribossomos, e o retículo endoplasmático rugoso 
(RER), que possuem ribossomos associados a sua membrana. 
Os ribossomos que estão associados ao RE estão na forma de 
polirribossomos, isto é, ligados à membrana por uma molécula de RNA 
mensageiro (RNAm). Esses ribossomos são responsáveis pela produção de 
proteínas a serem utilizadas pelo próprio RE e para serem transportadas 
para o Golgi, formar os lisossomos ou serem secretadas pela célula. É no 
interior do RER que as proteínas formam sua estrutura secundária. Os 
ribossomos livres no citosol produzem proteínas utilizadas pelo núcleo, 
mitocôndrias, Retículo-endoplasmático e peroxissomos. 
Arlindo Ugulino Netto. 
CITOLOGIA 2016 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● CITOLOGIA 
2 
 
www.medresumos.com.br 
 
ESTRUTURA 
Por ter uma mesma origem básica, ambos os tipos de RE possuem a mesma estrutura de membrana, que se 
assemelha com a própria membrana plasmática, diferenciando apenas na posição da bicamada lipídica. 
A membrana que delimita o lúmen do retículo endoplasmático é basicamente composta por uma bicamada 
lipídica associado a proteínas. Apresenta exclusivamente na camada voltada para o lúmen lipídios como fosfatidilcolina e 
esfingomielina. Na camada citosólica, lipídios como fosfatidilenositol, fosfatidilcerina e fosfatidiletanolamina. 
 
OBS: Note que a membrana do RE possui lipídios de forma invertida em comparação a membrana plasmática. 
 
 A bicamada lipídica do retículo endoplasmático é contínuo com a membrana nuclear (carioteca), o que permite 
que as substâncias sintetizadas pelo retículo endoplasmático tenha livre transito pelo lúmen da carioteca. 
 Ambos os tipos de RE compreendem em um sistema de membranas que contém um espaço (luz) separado do 
citosol que o circunda. A composição desse espaço luminal (ou cisternal) do interior da membrana do RE é muito 
diferente daquela do espaço citosólico que o rodeia. A diferença básica entre o RER e o REL é que no primeiro existem 
ribossomos aderidos a sua superfície citosólica, contudo as diferenças entre esses dois tipos de organelas é muito 
maior. 
 O RER é uma organela extensa composta principalmente por sacos achatados e interconectados (cisternas). 
Além disso, é contínuo com a membrana externa do envelope nuclear, a qual também possui ribossomos na sua 
superfície citosólica. 
 Já os elementos membranosos do REL são tipicamente tubulares e formam um sistema interconectado de 
canalículos curvos através do citoplasma. Quando as células são homogeneizadas, os fragmentos do REL formam 
vesículas de superfície lisa, enquanto os fragmentos do RER formam vesículas de superfície rugosa. Assim, esses dois 
tipos de vesículas possuem densidades diferentes. 
 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO 
O retículo endoplasmático liso ou agranular é formado por sistemas de túbulos cilíndricos sem ribossomos 
aderidos à membrana. 
O retículo endoplasmático liso tem função principal de desintoxicar o organismo. É ele quem faz o metabolismo 
do etanol (álcool), nas células do fígado, de medicamentos, e outras substâncias estranhas ao organismo. Ele também é 
responsável pela produção de alguns lipídios, como o colesterol. Nas células musculares, ele guarda o ATP, molécula 
que armazena energia, que será utilizada nos movimentos. 
Esse tipo de retículo é abundante principalmente em células do fígado e das gônadas. 
 
a) Síntese de Lipídios. A maior parte das enzimas para biosíntese de fosfolipídios da membrana estão circunscritas 
ao REL. Como os precursores dessas moléculas são citosólicos (colina, ácidos graxos, glicerolfosfato), os 
fosfolipídios formados ficam inseridos na metade citosólica da dupla camada do REL. Além disso, em ambas as 
lâminas da membrana do REL, contém translocadores fosfolipídicos (flipases) que movem essas moléculas da face 
citosólica para a luminal. Os fosfolipídios recém sintetizados, podem ser liberados para constituição das membrana 
celulares, sendo transportados por proteínas de intercambio de fosfolipídios que se encontram no citosol. 
b) Síntese de Triglicerídeos. O REL encontra-se bem desenvolvido nos adipócitos brancos e nos da gordura parda. 
Durante a absorção intestinal dos lipídios, estes são emulsionados pelos sais biliares e parcialmente hidrolisados 
pelas lípases digestivas. Os produtos resultantes se difundem através da membrana dos enterócitos e são captados 
pelo REL que reconstitui os triglicerídeos. 
c) Síntese de Esteroides. O REL é a organela mais proeminente em todas as células das glândulas endócrinas. 
Estudos bioquímicos demonstraram que as enzimas que intervém na síntese de colesterol a partir do acetato 
residem em suas membranas.Essas enzimas são necessárias para a remoção da cadeia lateral do colesterol de 
modo a convertê-la a um precursor comum a todos os hormônios do tipo esteroides. 
d) Desintoxicação – Transformação de substancias químicas ou escórias metabólicas. O principio geral da 
inativação consiste em transformar moléculas ou substancias químicas (medicamentos, drogas) lipossolúveis (que 
tendem a entrar na célula) em compostos ionizáveis altamente hidrossolúveis para serem eliminados rapidamente 
do organismo por diversas vias, principalmente pela urina. Geralmente, isso ocorre em duas fases: (1) Oxidação da 
substância, aumentando a sua solubilidade e (2) une-se à substancia oxidada com outra molécula que resulta em 
um conjugado ionizado ainda mais solúvel e excretável. As enzimas necessárias para oxidação compõem o 
chamado sistema oxidativo de função mista, e estão presentes no REL do fígado. Uma características das oxidases 
de função mista é intervir em reações oxidativas, por exemplo, o benzol sendo transformado em fenol ou atuando 
na degradação do etanol ingerido em bebidas alcoólicas. As principais enzimas presentes na fase 2 da 
desintoxicação são as transferases que estão presentes na membrana do REL hepático. 
e) Armazenamento e Liberação de Cálcio. É necessário para as células manter uma certa quantidade de íons Ca
2+
 
no citosol bem como o sequestro desses íons como no caso das fibras musculares em relaxamento. A manutenção 
desse gradiente constante é feito pelo REL. Em quase todos os tipos celulares, o acúmulo endomembranoso se 
produz por transporte ativo mediante a bomba de Cálcio ou ATPase Ca
2+
 dependente para pequenos elementos 
http://www.infoescola.com/quimica/funcao-alcool/
http://www.infoescola.com/quimica/funcao-alcool/
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● CITOLOGIA 
3 
 
www.medresumos.com.br 
tubulares ou vesiculares, às vezes denominados calciossomos, que são considerados componentes do REL e 
integrantes do chamado compartimento sequestrador de cálcio. 
 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO 
É uma das organelas membranosas, sendo composta por uma rede tridimensional de túbulos e cisternas 
interconectados, que vai desde a membrana nuclear (a cisterna do RE é contínua com a cisterna perinuclear) até a 
membrana plasmática. 
O RER, também denominado de Retículo endoplasmático granular, faz parte da composição de uma célula 
eucariótica, onde é muito importante para a síntese de proteínas, pois enquanto a tradução está em andamento, varias 
proteínas destinadas para o Retículo endoplasmático, complexo de Golgi, lisossomos, membrana plasmática são 
sintetizadas nos ribossomos que estão aderidos a sua membrana, daí seria a sua classificação como “rugoso”. A 
ligação de polirribossomas à superfície citosólica do RER é feita através de proteínas integrais: 
 Docking protein (partícula receptora de reconhecimento de sinal) 
 Riboforinas I e II (proteínas receptoras do ribossoma) 
 Proteína do Poro 
 
Mas, não é somente pelo fato de que esta organela apresenta ribossomos aderidos em sua superfície, que se 
pode distinguir de um REL. Essas diferenças são mais amplas, pois o RER é tipicamente uma organela extensa, 
composta, principalmente, por sáculos achatados e interconectada e também é continua com a membrana externa do 
envelope, que também possui ribossomos na sua superfície citosólica. Por isto, ele é tão desenvolvido em células com 
intensa síntese proteica, destinada à exportação ou a organelas com membrana. 
Os principais estudos sobre as funções do RER foram feitos em pelo fato de que ocorrer grande atividade de 
síntese proteica ou em células secretoras do muco que recobrem o trato digestivo. 
A principal função do RER é o encaminhamento, processamento, controle de qualidade das proteínas. Além 
disso, o RER também participa de modificações pós-traducionais proteicas: sulfatação, pregueamento e glicosilação. 
a) Glicosilação de proteínas. A maioria das proteínas solúveis e das proteínas da membrana que é produzida 
pelo Retículo endoplasmático, incluindo-se aquelas proteínas que são transportadas para o aparato de Golgi, 
aos lisossomos, a membrana plasmática e ao espaço extracelular são glicoproteínas, ou seja possuem resíduos 
de açucares ligados covalente. 
Uma das principais funções biossintéticas do retículo endoplasmático é a adição de açúcares as proteínas, essa 
adição é denominada de glicosilação. Na membrana do Retículo endoplasmático encontra-se um lipídio que 
promove a formação do oligossacarídeo que ira se ligar a um aminoácido específico dessas proteínas, esse 
lipídio é denominado de dolicol. O dolicol promove a formação de um oligossacarídeo constituído de 14 unidades 
de açúcares, sendo 2 de N-acetilglicosamina, 9 de manose e 3 de glicose, esse oligossacarídeo permanece 
ligado ao dolicol por meio de uma ligação pirofosfato de alta energia, sendo esta energia a responsável por 
ativar a reação que transferirá o oligossacarídeo para o resíduo específico de asparagina ( aminoácido 
encontrados em muitas proteínas do organismo vivo), com influência da enzima oligossacaril transferase. 
Ainda no retículo endoplasmático três unidades de glicose e uma unidade de manose são retiradas para que 
participem no processo de dobramento de proteínas. 
 
b) Adição da âncora de GPI. Algumas proteínas são ancoradas a membrana por meio de glicolipídeos que 
possuem fosfatidilinositol, a essa união dá-se o nome de ancora de GPI, ou seja, ancora de 
glicosilfosfatidilinositol. Essas âncoras de GPI são formadas dentro do retículo endoplasmático e nela 
encontram-se duas cadeias de ácidos graxos, uma porção de oligossacarídeo consistindo em inositol e outros 
açúcares e etanolamina. 
Após serem produzidas e após a conclusão da síntese da proteína, a ancora de GPI é adicionada no carboxi 
terminal do cruzamento da membrana com a união com o grupo NH2 da etanolamina. 
Por fim a região transmembrana da proteína é trocada pela ancora de GPI mantendo a proteína ligada a 
membrana por meio de seu glicolipídeo associado. 
A orientação das proteínas dentro do retículo endoplasmático ordena que as proteínas associadas ao GPI sejam 
expostas no meio exterior da célula para que seja transportada, por meio da via secretora para a superfície 
celular como componentes da membrana. 
 
 
HIPÓTESE DO SINAL 
Explica, de modo parcial, como grandes polipeptídios relativamente polares passam através da membrana do 
RER à medida que são sintetizados. 
As proteínas sintetizadas pelas células eucariontes possuem duas origens e dois caminhos respectivos distintos: 
as proteínas sintetizadas pelos ribossomos livres no citoplasma tem como destino o núcleo, mitocôndrias, cloroplastos, 
peroxissomos, etc.; já as proteínas sintetizadas pelos ribossomos aderidos à membrana do RE têm como destino 
vesículas de secreção, lisossomos e membrana plasmática. A hipótese do sinal demonstra como uma proteína é 
reconhecida pelo RE para que dele seja exportada. 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● CITOLOGIA 
4 
 
www.medresumos.com.br 
 
 
 
Em toda síntese proteica, o RNAm traz o códon inicial AUG (metionina) e por fim do processo de síntese, um dos 
seguintes códons: UGA, UAG ou UAA. Vale lembrar também que todo processo de síntese proteica por ribossomos é 
divido em três etapas: iniciação, elongação e terminação. 
Quando a proteína tem como seu destino à exportação, o núcleo realiza uma pré-informação, fazendo com que o 
anticódon inicial, trazido pelo RNAt, traga consigo um peptídeo de curta ou longa cadeia com caráter hidrofóbico: o 
peptídeo sinal (diferentemente do sinal para importação de proteínas para o núcleo, em que o peptídeo sinal é de 
cadeia curta e hidrofílica). 
Ao decorrer da síntese dessa proteína de exportação (ligada ao peptídeo sinal), uma proteína citosólica 
reconhece esse sinal: a proteína reconhecedora de sinal (PRS), fazendo parar a síntese imediatamente durante a fase 
de elongação. 
A PRS traz o ribossomo de encontro à parede do retículoendoplasmático, a fim de que a própria PRS e o 
ribossomo sejam reconhecidos por um complexo proteico presente na membrana da organela: o translocon, que é 
composto por quatro proteínas receptoras fundamentais: receptor de ribossomos (riboforina I ou II), receptor de PRS, bip 
(chaperona) e a peptidase sinal. 
Quando o receptor de PRS reconhece e se liga a PRS, ela quebra a ligação dessa PRS com o peptídeo sinal e a 
manda de volta ao citoplasma. Esse ato faz com que a síntese proteica previamente interrompida na fase de elongação 
seja continuada, porém em direção ao lúmen do RER, e a partir daí, não ter mais contato com o meio citosólico. 
Durante o processo de crescimento da proteína em direção ao lúmen, a proteína chaperona “bip” faz a função de 
“catraca”, trazendo, cada vez mais para o lúmen da organela a proteína de exportação. 
Quando a síntese do polipeptídio de exportação é concluída, a proteína peptidase sinal realiza a clivagem da 
sequência sinal (peptídeo sinal) fazendo com que ela retorne ao citosol para ser desintegrada. Por fim, a proteína de 
exportação já está previamente formada para futuramente ser enviada ao complexo de Golgi para sofrer algumas 
modificações necessárias. 
 
 
CORRELAÇÕES CLÍNICAS 
1. Hiperbilirrubinemia neonatal. Em geral, o sistema desintoxicante do REL hepático é ativo em recém-nascidos, 
porém sua capacidade completa é alcançada apenas depois de vários meses. Por isso não é raro observar a 
chamada hiperbilirrubinemia neonatal, que, inicialmente, se desenvolve como uma pigmentação amarelada 
característica da pele e das mucosas, produzida pelo acumulo de bilirrubina livre devido a um relativo 
subdesenvolvimento do REL. A solução é simples e mostra as vantagens de converter os compostos hidrófobos 
em hidrófilos, com o propósito de eliminá-los do organismo. Para isso, o recém-nascido é exposto a ação de 
uma luz intensa como a dos tubos fluorescentes comuns. 
2. Tolerância ao álcool. O etanol, ou mesmo certas drogas, como sedativos, quando ingeridos em excesso ou 
com frequência, induzem a proliferação do retículo não-granuloso e de suas enzimas. Isso aumenta a tolerância 
do organismo à droga, o que significa que doses cada vez mais altas são necessárias para que ela possa fazer 
efeito. Esse aumento de tolerância a uma substância pode trazer como consequência o aumento da tolerância a 
outras substâncias úteis ao organismo, como é o caso de antibióticos. Esse é uma alerta importante para que 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● CITOLOGIA 
5 
 
www.medresumos.com.br 
possamos entender parte dos problemas decorrentes da excessiva ingestão de bebidas alcoólicas e do uso de 
medicamentos sem prescrição, e controle médico. 
3. Doença de Parkinson. Quando o retículo endoplasmático não realiza corretamente sua função de enrolar 
proteínas um stress no retículo endoplasmático pode surgir devido ao acúmulo de proteínas mal enroladas como 
a Pael-R, podendo levar a doenças neurodegenerativas como a doença de Parkinson, caracterizada por temores 
rítmicos e rigidez facial. O acúmulo dessas proteínas decorre de estímulos externos e internos como infecção 
patogênica e viral, mutação dos genes ou diminuição do transporte de proteínas para o complexo de Golgi, 
desencadeando respostas por meio da ativação de proteínas por parte de chaperonas –BIP, essa ativação por 
parte da BIP é um sinal para a promoção de respostas, as quais são denominadas de UPR- resposta a 
proteínas desenroladas, que consiste em 3 mecanismos: 
a. Redução da tradução  afin de limitar de limitar a acumulação de proteínas mal enroladas. 
b. Ativação da transcrição  dos genes que codificam os chaperonas do RE como a BIP. 
c. ERAD (ER – associaded degradation)  que reduz o stress, restaurando assim a capacidade do 
enrolamento das proteínas, através do reconhecimento das proteínas mal enroladas, que encotram-se 
no RE, para o citoplasma, para seram degradados pelos proteossomas. 
4. Diabetes. Também cahamada de Diabetes Mellitus é uma doença crônica caracterizada pelo aumaneto dos 
níveisa de glicose no sangue. A glicose nos fornece energia através de sua oxidação e para que esta aconteça é 
nescessário a presença da insulina, hormônio produzido pelas células β do pâncreas. Há dois tipos de Diabetes 
Mellitus: 
 Tiopo I: também denominada diabetes insulino-dependente, é um tipo mais raro de diabetes, é causada 
pela destrição das células β do pâncreas por parte do sistema imunitário. 
 Tipo II: mais cumon e de caráter hereditário, aparecendo quando, em indicvíduos de precedencia 
genética, possuem um hábito de vida e de alimentaçaõ errados, e por vezes devido ao stress. 
Os primeiros passos para a formação da insulina, ocorrem no RE das células β, localizadas nas Ilhotas de 
Langerhans, no pâncreas e são responsáveis por apresentar um ou mais cristais de insulina. Calcula-se que as 
Ilhotas de Langerhans produzam cerca de 10 mg de insulina ou aproximadamente 5 vezes a necessidade diária. 
Mutações no Retículo Endoplasmático causam profundo impacto nas células das Ilhotas de Langerhans e 
principalmente nas células β, sendo causas de síndrome como a síndrome da diabete infantil, que é uma 
desordem caracterizada por uma destruição antecipada das células β, causadas por mutações no gene que 
codifica a informação para a produção de insulina pelo Retículo Endoplasmático. 
Assim como nesta doença, a destruição das células β pode aumentar a concentração de glicose no sangue, 
causando então a diabete nas suas formas mais normais.