dinamica celular II

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DINÂMICA CELULAR II 
Distribuição de proteínas 
• As proteínas são levadas do seu local de fabricação para as organelas, onde 
cumprem com sua função 
• A distribuição das proteínas acontece de acordo com sinais presentes na 
sequência de aminoácidos 
Sequência sinal 
• sequência de 15 a 30 resíduos de aminoácidos presente na extremidade N-
terminal de uma proteína que a direciona ao retículo rugoso para ser secretada 
• É importante para o bom funcionamento celular porque garante o correto 
direcionamento das inúmeras proteínas sintetizadas pela célula 
Tipos: 
Na extremidade 
• Maior parte se localiza na porção N-terminal 
• Após o direcionamento → remoção da sequência por uma enzima (peptidase-
sinal) 
Internas 
• NÃO sofre clivagem 
• Permanece como PARTE da proteína 
Múltiplas 
• Presença de uma REGIÃO SINAL → Posicionam proteínas com VÁRIOS 
domínios transmembrana 
 
Destino 
Sequência sinal → Receptores de endereçamento → Guiam as proteínas 
 
Função da sequência sinal Exemplo 
Importar para o núcleo Pro-pro-lys-lys-lys-arg-lys-val 
Exportar do núcleo Met-glu-glu-leu-ser-gln... 
Importar para mitocôndria H3n-met-leu-ser-leu-arg... 
Importar para o pastidio H3n-met-val-ala-met-ala-ser... 
Importar para os peroxissomos Ser-lys-leu-coo- 
Importar para o RE H3n-met-met-ser-phe-val-ser-leu... 
Retornar ao RE Lys-asp-glu-leu-coo- 
 
Transporte de proteínas 
• Ocorre de acordo com os sinais presentes na sequência de aminoácidos 
Para o núcleo 
Macromoléculas → Transporte ativo 
Moléculas pequenas → Difusão livre 
• Importação seletiva: Histonas, DNA polimerase, RNA polimerase, proteínas 
regulatórias 
• Exportação seletiva: tRNA e mRNA 
• Importação e exportação seletiva: 
- Proteínas ribossomais importadas para o núcleo 
- rRNA recém transcritos são ligados a essas proteínas no núcleo, constituindo 
partículas ribossomais 
- Exportação de partículas ribossomais 
 
As proteínas entram no núcleo pelos poros nucleares 
• Sinal de localização nuclear 
• Receptores de importação nuclear (proteínas citosólicas) 
• Interagem com fibrilas e proteínas do poro nuclear (complexo poro nuclear – 
NPC) 
• Envolve hidrólise de GTP 
• Proteína em conformação nativa (enovelada) 
 
O que são proteínas do poro nuclear? 
• São grandes complexos de proteínas que atravessam o envoltório nuclear, 
uma membrana dupla que existe ao redor do núcleo das células eucariontes. 
As proteínas que formam esses poros são conhecidas como nucleoporinas. 
• Os poros nucleares permitem o transporte de moléculas hidrossolúveis através 
do envoltório nuclear. Esse transporte inclui RNA e ribossomos se movendo do 
núcleo para o citoplasma e proteínas (como a DNA polimerase e as lâminas), 
carboidratos, sinalizadores celulares e lipídios se movendo para dentro do 
núcleo. 
Como é a conformação da proteína que entra no núcleo? 
• Proteina com NLS (sinal de localização nuclear) liga-se a importina 
complexada com GTP-Ran e o complexo todo liga-se a proteína do poro 
nuclear promovendo a importação da proteina com NLS. No interior do núcleo, 
uma proteina chamada GEF-Ran (troca GDP por GTP) modificando a 
conformação de Ran e liberando a carga (proteína) no núcleo. 
 
 
 
Transporte para mitocôndrias 
• A maioria das proteínas mitocondriais é sintetizada no citosol 
• Sequência de aminoácidos na região N-terminal determina a entrada na 
mitocôndria 
• A translocação ocorre em regiões especializadas onde as membranas interna e 
externa estão em contato 
 
As proteínas se desenovelam para entrar em mitocôndrias 
• A proteína é desnaturada à medida que é transportada 
• A sequência sinal é removida depois que a translocação se completa 
• No interior da organela, a proteína é enovelada por chaperonas 
• Os fosfolípedes de membrana são importados do RE 
• Translocadores TOM e TIM23 reconhecem a sequência sinal 
• Chaperonas auxiliam na translocação 
• Hsp70 citosólica → liga-se a proteína precursora mitocondrial 
• Hsp70 mitocondrial → liga-se a proteína emergente na matriz mitocondrial 
 
• Translocação de proteínas integradas na membrana com múltiplos domínios 
transmembrana 
• Chaperonas no espaço intermembrana → enovelamento correto 
• Translocador SAM → auxilia formação de barril β 
• Translocador TIM22 → auxilia dobramento de múltiplas α-hélices 
 
Onde se dá a síntese da maioria das proteínas mitocondriais? 
• No citosol. 
Qual é a região especializada onde ocorre a translocação? 
• Região na qual as membranas internas e externas estão em contato. 
À medida que é translocada, o que ocorre com a proteína? 
• Ela é desnaturada. 
Após a translocação, o que ocorre com a sequência sinal? 
• É removida por uma peptidase. 
Qual a importância das chaperonas no interior da organela? 
• Auxiliam na translocação. 
O que faz os complexos TOM e TIM23? 
• TOM é necessário para importação de todas as proteínas mitocondriais 
codificadas no núcleo, inicialmente transporta sua sequência sinal para o 
espaço intermembrana e ajuda na inserção de proteínas transmembrana na 
membrana externa. 
• TIM23 transporta algumas dessas proteínas para o espaço da matriz e ajuda 
na inserção de proteína transmembrana da membrana interna. 
O que faz os complexos SAM e TIM 22? 
• SAM ajuda no dobramento correto na membrana externa. 
• TIM22 medeia a inserção de uma subclasse de proteínas da membrana 
interna. 
Peroxissomos 
• Enzimas que produzem peróxido de hidrogênio 
• Degradam toxinas, álcool e ácidos graxos 
• Proteínas receptoras no citosol transportam a proteína 
• A membrana do peroxissomo possui um translocador para a proteína 
• As proteínas não precisam ser desnaturadas 
• Algumas proteínas vêm do citosol, outras do RE. Neste último caso as 
vesículas se fundem com o peroxissomos 
 
As proteínas entram no RE enquanto são sintetizadas 
• Posto de entrada para proteínas destinadas a outras organelas (Aparelho de 
Golgi, endossomos e lisossomos, superfície celular) e ele próprio 
• Não retornam ao citosol; transporte vesicular 
• Proteínas que são transportadas do citosol para o RE: 
- Hidrossolúveis → (liberação na superfície celular ou outra organela 
endomembrana) 
- Transmembrânicas 
A rota inicia-se antes que a cadeia polipeptídica esteja completamente sintetizada 
As proteínas solúveis são liberadas no lúmen do RE 
 
Direcionamento do ribossomo para a membrana do RE 
A translocação depende de: 
• Sequência sinal de aminoácidos (interna ou em extremidade) 
• Partícula de reconhecimento de sinal (SRP) 
• Translocadores (Sec61 e Sec62) 
 
Arranjo de uma proteína transmembrânica na bicamada lipídica 
• A sequência sinal N-terminal inicia a translocação 
• A translocação é interrompida por uma sequência de parada 
• Cadeia polipeptídica crescente é liberada no interior da bicamada lipídica 
• A sequência sinal N-terminal é clivada, enquanto a sequência de parada 
permanece na bicamada 
 
Proteínas direcionadas para o RE retornam ao citosol? 
• As proteínas que entrem no RE não retornam ao citosol. 
O que ocorre com o peptídeo sinal? 
• O peptídeo é clivado. 
 
Glicosilação de proteínas 
A glicosilação N-ligada começa no RE e termina no aparelho de Golgi. 
• No processo da N-glicosilação a proteína tem os açúcares ligados a proteína 
através do nitrogênio da amida de resíduos de asparagina; 
A glicosilação O-ligada ou ocorre exclusivamente no aparelho de Golgi. 
• No processo O-glicosilação, a ligação é feita entre o grupo hidroxila da serina 
ou treonina e o açúcar; 
 
Transporte vesicular 
Ocorre a partir do RE através do complexo de Golgi, direcionando proteínas: 
• Aos lisossomos; 
• À membrana plasmática; 
• Exocitose; 
• Endocitose. 
Endocitose e exocitose 
• O brotamento de vesículas é promovido pela formação de uma camada de 
revestimento proteico 
• Há vesículas que tem uma capa externa composta por clatrina 
• Via secretória: brotam do Aparelho de Golgi 
• Via endocítica:membrana plasmática 
Vesículas revestidas por clatrina: Material da MP e entre os compartimentos 
endossômicos e de Golgi; 
Vesículas revestidas por COP (“coat protein” ou proteína de revestimento) 
COPII: RE → Golgi; 
COPI: Golgi → RE (transporte reverso) 
 
Vesículas revestidas 
• Adaptina: ajudam a selecionar moléculas a serem transportadas 
• Dinamina: ligada à GTP. Provoca contração do anel e a vesícula se destaca 
As moléculas de transporte carregam sinais de transporte específicos que são 
reconhecidos pelos receptores de carga na membrana plasmática ou aparelho de 
Golgi. 
 
A fusão de vesículas depende de proteínas de conexão e SNAREs 
• Transporte de vesículas por proteínas motoras do citoesqueleto 
• Especificidade do transporte vesicular: vesícula e alvo se identificam; as 
vesículas transportadoras fundem-se apenas com a membrana correta 
• Proteínas Rab (GTPases monoméricas) estão na vesícula; proteínas de 
conexão estão na membrana-alvo 
• SNAREs: proteínas transmembrana presentes na vesícula e na membrana. 
Ancoram a vesícula no seu local. 
Proteínas de conexão Organela 
Rab 1 RE e golgi 
Rab 2 Rede cis do golgi 
Rab 3 Vesículas sinápticas, vesículas de 
secreção 
Rab 4/Rab 11 Endossomos de reciclagem 
Rab 5 Endossomos primários, memb plasm, 
vesículas revestidas por clatrina 
Rab 6 Golgi médio e trans 
Rab 7 Endossomos tardios 
Rab 8 Cílios 
Rab 9 Endossomos tardios, trans golgi 
 
 
Diferencie via secretória e endocítica 
• Via endocítica é aquela que a célula absorve substâncias do meio extracelular 
para o seu interior através da formação de vesículas. 
• Via secretora é aquela na qual as proteínas produzidas pela célula são 
libertadas para o meio extracelular. Faz parte do mecanismo de transporte de 
vesículas da célula. 
O que ocorre com vesículas revestidas por: 
Clatrina 
• Transporta material originado na membrana plasmática e entre os 
compartimentos endossômicos e de Golgi. Medeia o transporte a partir do 
aparelho de Golgi e da membrana plasmática. 
COPI 
• Medeia, com mais frequência, o transporte a partir do RE e das cisternas de 
Golgi e brotam dos compartimentos de Golgi. 
COPII 
• Também medeia com mais frequência o transporte a partir do RE e das 
cisternas e de Golgi, porém brota do RE. 
O que são proteínas Rab e SNAREs? 
• As Rabs constituem uma família de proteínas de reconhecimento e 
endereçamento com função GTPase que junto com outras proteínas, fazem 
parte do sistema de transporte e de reconhecimento de vesículas, controlando 
o ancoramento dos compartimentos envolvidos (membrana do compartimento 
transportado à do compartimento alvo), ou seja, assegurando que a membrana 
do compartimento em questão se aloque no sítio ativo correto através do qual 
será incorporada via fusão de membranas mediada por SNARE. 
• As SNAREs constituem uma família de proteínas que desempenham um papel 
central na geração da especificidade do tráfego vesicular e na catálise do 
processo de fusão. Muitas vesículas transportadoras só se formam se um tipo 
específico de proteína Rab e SNARE estiverem acopladas à sua membrana, 
permitindo assim que a vesícula se funda corretamente 
Vias endocíticas 
• Absorção de ferro e vitamina B12 (síntese de Hemoglobina); 
• Pinocitose: “ao acaso” ou mediada por receptor; 
• Fagocitose: macrófagos; 
• Trancitose: absorção de peptídeos; 
Exocitose 
• Via constitutiva: exocitose; corrente contínua de vesículas 
• Via regulada: células especializadas em secreção; armazenamento em 
vesículas secretórias para posterior liberação 
Qual é o fluxo da proteína do RE → Golgi → Destino? 
• As proteínas recém-sintetizadas atravessam a membrana no RE, a partir do 
citosol, para entrar na via biossintética-secretora. Durante seu transporte 
subsequente, do RE para o aparelho do Golgi e do Golgi para superfície celular 
ou outro local, estas proteínas passam através de uma série de 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Transporte_de_ves%C3%ADculas
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cat%C3%A1lise
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fus%C3%A3o_de_ves%C3%ADculas
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ves%C3%ADcula#Ves%C3%ADculas_de_transporte
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rab_(prote%C3%ADna)
compartimentos, onde são sucessivamente modificadas. A transferência de um 
compartimento para o próximo envolve um equilíbrio delicado entre vias de 
progressão e de retrocesso (recuperação). Algumas vesículas de transporte 
selecionam moléculas carga e as movem para o próximo compartimento da 
via, enquanto outras recolhem proteínas perdidas e as levam de volta ao 
compartimento anterior, onde elas normalmente funcionam. 
Como as proteínas são transportadas através do Golgi? 
• Proteínas são transportados do RE para o Golgi em vesículas que brotam da 
membrana do RE e fundem-se com compartimentos intermediários RE - Golgi. 
• Proteínas destinadas a permanecer no RE são marcadas por sinal de 
sequência LysAsp-Glu-Leu (KDEL) ao C-terminal da proteína. As proteínas são 
dirigidas para o Golgi sem nenhuma seletividade através do caminho 
secretório. As proteínas contendo KDEL são reconhecidas por um receptor em 
ERGIC no compartimento intermediário RE - Golgi e seletivamente retornam ao 
RE. 
O que são as vias constitutiva e regulada? Participam de qual processo? 
• A via secretora constitutiva é caracterizada por um contínuo transporte 
vesicular da rede trans de Golgi para a membrana plasmática. 
• Na via regulada as moléculas são estocadas tanto em vesículas secretoras 
como em vesículas sinápticas, as quais não se fundem a membrana 
plasmática para liberar seus conteúdos até que um sinal apropriado seja 
recebido. 
Lisossomos 
• 40 tipos de enzimas hidrolíticas 
• Degradam proteínas, ácidos nucleicos, oligossacarídeos e lipídeos 
• A membrana contém uma bomba de H+ controlada por ATP 
 
Transporte aos lisossomos 
• Rede cis → Proteínas (hidrolases ácidas) → Fosforilação (manose 6-fosfato – 
M6P) 
• Rede trans → proteínas transmembrana reconhece M6P → direcionamento da 
vesícula para o lisossomo 
• Receptores de M6P → ligam-se ao revestimento de clatrina 
 
 
Como ocorre o transporte de proteínas para o lisossomo? 
• Proteínas podem atingir outros destinos quando existe um sinal (por ex. 
receptor Man-6-P) endereço para o lisossomo, ou quando recebem estímulo 
externo (hormônio) e enviam as proteínas para a membrana plasmática por 
secreção regulada. 
DOENÇAS 
Correlacione com nossa aula: 
• Síndrome de Zellweger 
• Fibrose cística