DINÂMICA CELULAR

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DINÂMICA CELULAR: GLICOSILAÇÃO DE PROTEÍNAS 
 
IMPORTÂNCIA DA COMPARTIMENTALIZAÇÃO. 
-Milhares de diferentes reações químicas ocorrem simultaneamente no interior de 
uma célula; 
-Muitas dessas reações são mutuamente incompatíveis: 
• Ex: Síntese e degradação Ativação e inibição 
-Para que a célula opere de modo eficaz, os diversos processos intracelulares devem 
ser compartimentalizados. 
Cada compartimento possui seu conjunto de proteínas específicas que... 
• Conferem características estruturais e propriedades funcionais 
• Catalisam as reações que lá ocorrem e transportam seletivamente pequenas 
moléculas para dentro ou para fora do compartimento. 
• Servem como marcadores de superfície organela-específicos que direcionam novas 
remessas de proteínas e lipídeos para as organelas apropriadas. 
COMPARTIMENTOS DA CÉLULA 
As células podem ser divididas em dois compartimentos principais: Citoplasma e 
Núcleo 
• Processos químicos; 
• Ligação a moléculas reguladoras; 
• Ativação ou inibição de processos 
corporais normais; 
• Reações bioquímicas (metabolismo 
de lipídeos, carboidratos, entre outros). Organelas: Compartimentos fechados 
separados do citosol, promovendo espaços aquosos especializados (reações 
bioquímicas separadas). 
PRINCIPAIS COMPARTIMENTOS INTRACELULARES 
• Núcleo; 
• Citoplasma = citosol+ organelas; 
• Organelas: 
- Peroxissomo; 
- Lisossomo; 
- Mitocôndria; 
- Retículo endoplasmático; 
- Aparelho de Golgi. 
*Cada compartimento ou organela possui seu conjunto característico de enzimas → 
desempenham funções diferentes; Quantidade de certos tipos de organelas varia 
dependendo do tipo e função celular. 
• A quantidade de cada organela pode variar de acordo com o tipo celular. 
 
NÚCLEO 
• Núcleo 
- Contém o genoma; 
 - Função: síntese de DNA (replicação) e RNA (transcrição). 
• Envelope nuclear 
 - Membranas interna e externa (concêntricas). 
 - Ambas com bicamada lipídica; 
 - Complexos de poro nuclear (NPCs). 
• Membrana Interna c/ proteínas específicas para: 
- Ancoramento da cromatina; 
 - Lâmina nuclear (suporte estrutural a esta membrana). 
• Membrana Externa: 
- Contínua com a membrana do RE Rugoso; 
 - Apresenta ribossomos envolvidos na síntese de proteínas. 
QUAL A IMPORTÂNCIA DOS NPCs? 
COMPLEXOS DO PORO NUCLEAR 
• Cada NPC é composto de um conjunto de cerca de 30 diferentes proteínas, ou 
nucleoporinas; 
• O envelope nuclear de uma célula típica de mamífero contem 3 mil a 4 mil 
NPCs; 
• Cada NPC contém canais aquosos, através dos quais pequenas moléculas 
solúveis em água podem difundir-se passivamente (até 60 mil daltons). 
COMO O NÚCLEO EXPORTA SUBUNIDADES RIBOSSÔMICAS RECÉM-SINTETIZADAS 
OU IMPOTA GRANDES MOLÉCULAS, COMO DNA-polimerases E RNA-polimerases, 
QUE POSSUEM SUBUNIDADES DE 100 MIL A 200 MIL DALTONS? 
Cada NPC pode transportar até mil macromoléculas por segundo e em ambas as 
direções ao mesmo tempo. 
• O canal de nucleoporinas com extensas regiões não estruturadas forma um 
emaranhado desordenado (muito parecido com uma cama de algas no 
oceano) que restringe a difusão de grandes macromoléculas enquanto 
permite a passagem de pequenas moléculas. 
• Tanto moléculas de RNA como outras moléculas se ligam a proteínas 
receptoras específicas que ativamente passam grandes moléculas através 
de NPCs e exportados em direção ao citosol. 
• Mesmo pequenas proteínas como histonas costumam usar mecanismos 
mediados por receptores para atravessar o NPC, aumentando, dessa 
maneira, a eficiência do transporte. 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 
• Dois tipos: liso e rugoso; 
• Rugoso → membrana contínua à membrana nuclear externa; 
• Funções: 
- Síntese de proteínas (na membrana do retículo – rugoso); 
- Síntese de lipídeos (na membrana do retículo – liso). 
• O RE liso também produz a maioria dos lipídeos para o restante da célula e 
funciona como reserva de íons Ca2+ em eventos de sinalização intra e 
extracelulares e contração muscular. 
*Principal tipo celular no fígado, o hepatócito possui uma quantidade 
significativa de RE liso. 
QUAL A JUSTIFICATIVA PARA ESTA MAIOR QUANTIDADE DE RE NO FÍGADO? 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (RE) 
• São sintetizados os fosfolipídeos da membrana celular; 
• Colesterol é modificado, formando hormônios esteróides, como os 
hormônios sexuais estrogênio e testosterona pelo córtex da supra-renal. 
• Os hepatócitos apresentam uma grande quantidade de RE liso, sendo o 
principal sítio de produção de partículas de lipoproteína, que carregam 
lipídeos a outras partes do corpo via corrente sanguínea. 
• As enzimas que sintetizam os componentes lipídicos das lipoproteínas estão 
localizadas na membrana do RE liso. 
COMPLEXO DE GOLGI 
• Responsável pela secreção celular: 
• Recebe muitas das proteínas e lipídios produzidas no RE, empacotandoas em 
vesículas e modificando-as quimicamente, liberando-as posteriormente para 
organelas-alvo ou para fora da célula. – 
 - Síntese de carboidratos; 
 - Produz os lisossomos; 
 - Origina o acrossomo dos espermatozoides – vesícula repleta de enzimas 
digestivas que perfura a membrana do Óvulo no momento da fecundação. 
 
 
LISOSSOMOS, ENDOSSOMOS E PEROXISSOMOS 
• Os lisossomos contêm enzimas digestivas para degradação de macromoléculas 
e partículas englobadas do exterior da célula por endocitose. 
• Os endossomos levam o material endocitado a caminho do lisossomo e 
também recicla moléculas endocitadas de volta à membrana. 
• Os peroxissomos são pequenos compartimentos vesiculares que promovem 
reações oxidativas que destroem moléculas tóxicas. 
• Mitocôndrias são as organelas responsáveis pela síntese de ATP e produção de 
energia. 
O QUE É PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO? 
PEROXISSOMOS 
• Compartimento vesicular; 
• Função: 
- Reações oxidativas sem gerar ATP. 
- Degradação de H2O2 pela Catalase (p/ evitar danos oxidativos). 
- Síntese de fosfolipídeos da mielina (Esfingomielina). 
- Deficiência na formação da Bainha de mielina: doenças neurológicas (Ex. 
Adrenoleucodistrofia - Óleo de Lorenzo). 
O QUE É O-GLICOSILAÇÃO? 
 ↓ 
GLICOSILAÇÃO DE PROTEÍNAS 
• Associação de carboidratos à proteínas. 
• Ação sequencial iniciada no retículo endoplasmático e finalizada no aparelho 
de Golgi. 
• Tipos de glicosilação: N-glicosilação: RE O-glicosilação: Golgi. 
GLICOPROTEÍNAS 
• A glicoproteína é um tipo de proteína que tem um carboidrato ligado a ela. 
• O processo ocorre durante a tradução da proteína ou como uma modificação 
pós-tradução, num processo chamado glicosilação. O carboidrato é uma cadeia 
de oligossacarídeos (glicano) que esta covalentemente ligado às cadeias laterais 
do polipetídeo da proteína. Devido aos grupos -OH de açúcares, as 
glicoproteínas são mais hidrofílicas do que proteínas simples. Isso significa que 
as glicoproteínas são mais atraídas pela água do que proteínas comuns. 
• O carboidrato é uma molécula, muitas vezes ramificada, e pode consistir em: 
- Açúcares simples (por exemplo, glicose, galactose, manose, xilose); 
- Amino-açúcares (açúcares que possuem um grupo amino, tal como N-
acetilglucosamina ou Nacetilgalactosamina); 
- Açúcares-ácidos (açúcares que possuem um grupo carboxilo, tal como ácido 
siálico ou ácido Nacetilneuramínico). 
QUAL A IMPORTÂNCIA DA GLICOSILAÇÃO DE PROTEÍNAS? 
• As glicoproteínas são encontradas na superfície da bicamada lipídica das 
membranas celulares. 
• Sua natureza hidrofílica permite que funcionem no ambiente aquoso, onde 
atuam no reconhecimento e ligação da célula à outras moléculas celulares. 
• As glicoproteínas de superfície celular também são importantes para células e 
proteínas de reticulação (por exemplo, colágeno) para adicionar força e 
estabilidade a um tecido. 
• As proteínas glicosiladas não são apenas críticas para a comunicação 
intercelular. 
• Elas também ajudam os sistemas de órgãosa se comunicarem uns com os 
outros. 
• As glicoproteínas são encontradas na matéria cinzenta cerebral, onde 
trabalham em conjunto com axônios e sinaptossomas (terminal sináptico de 
um neurônio). 
• Os hormônios podem ser glicoproteínas. 
• Exemplos incluem gonadotrofina coriônica humana (HCG) e eritropoietina 
(EPO). 
• A coagulação do sangue depende das glicoproteínas da protrombina, 
trombina e fibrinogênio. 
 
 
➢ Aumentam as evidências de que alterações na estrutura de glicoproteínas na 
superfície de células neoplásicas são importantes para metástase. 
➢ Código dos açúcares da vida (um dos principais objetivos da glicômica) implica 
elucidar todas as interações nas quais participam os açúcares e as moléculas 
que contêm açúcares e as consequências dessas interações no comportamento 
celular. 
➢ As glicoproteínas são categorizadas de acordo com o local de ligação do hidrato 
de carbono a um aminoácido na proteína. 
➢ GLICOPROTEÍNAS LIGADAS AO OXIGÊNIO E AO NITROGÊNIO. 
CARBOIDRATOS ASSOCIADOS A PROTEÍNAS 
• O processo da N-glicosilação; 
• O processo O-glicosilação; 
• Esses processos são concominantes a tradução, isto é, ocorrem enquanto a 
proteína está sendo sintetizada e, assim, pode afetar o enovelamento da 
proteína. 
 
 
• O- glicosilação: se liga no oxigênio da serina e treonina → golgi. 
• N- glicosilação: se liga no nitrogênio na asparagina
 
 
 
N-GLICOSILAÇÃO – MODIFICAÇÃO DA PROTEÍNA NO RE 
• Oligossacarídeo precursor ligado ao Dolicol. 
• Oligossacarídeo precursor é transferido em bloco para a Asn. 
- Oligossacaril-transferase (lúmen RE). 
 
PROCESSAMENTO DE OLIGOSSACARÍDEOS NOS COMPARTIMENTOS DE GOLGI 
 
 
• As glicoproteínas ligadas ao oxigêncio são aquelas em que o hidrato de carbono 
se liga ao átomo de oxigênio (O) do grupo hidroxilo (-OH) do grupo R do 
aminoácido treonina ou serina. Os carboidratos ligados ao oxigênio podem 
também ligar-se a hidroxilisina ou hidroxiprolina. 
• O processo é denominado O-glicosilação. As glicoproteínas ligadas ao oxigênio 
são ligadas ao açúcar dentro do complexo de Golgi. 
• Glicoproteínas ligadas ao N têm um hidrato de carbono ligado ao nitrogênio (N) 
do grupo amino (-NH 2) do grupo R do aminoácido asparagina. O grupo R é 
geralmente a cadeia lateral da asparagina. O processo de ligação é chamado de 
N-glicosilação. As glicoproteínas ligadas ao nitrogênio ligam-se ao açúcar da 
membrana reticular endoplasmática e depois são transportadas para o 
complexo de Golgi para modificações.