Núcleo, RE, Golgi, Lisossomos

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Profº Áislan Vivarini
Núcleo, Retículo, 
Golgi e Lisossomos
Núcleo Celular
Núcleo:
estático ou dinâmico?
Procariotos x Eucariotos Domínios da Vida
NÚCLEO
Descoberto por Robert Brown (1773 – 1858) => “fundamental às células”
Presente somente nas células eucarióticas
FORMA e QUANTIDADE: Depende da célula em que se encontra.
Membranas interligadas!
�“Nucleoplasma”
�Cromatina (DNA+proteína)
�Envoltório nuclear (carioteca)
�Retículo nucleoplasmático
�Lamina nuclear
�Nucléolo
�Complexo do poro (transporte)
Nucléolo
Retículo nucleoplasmático
NUCLEOPLASMA (CARIOLINFA)
Colóide formado por: H20 + Íons, moléculas de ATP, 
nucleotídeos, enzimas, fatores de transcrição e Histonas).
Histonas
5 tipos:
H2A
H2B
H3
H4
H1
Cromatina
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
CROMOSSOMOS
Telômeros
TELÔMEROS – Ligados a duplicação do Cromossomo, ficam menores a cada 
divisão. 
TELOMERASE – Enzima que inibe a diminuição dos telômeros. Porém é ligada 
ao câncer.
Envoltório nuclear �Carioteca
�Dupla membrana (4 camadas de lipídeos = 2 bicamadas)
�Continuidade com a membrana do Retículo endoplasmático
�Regulam a passagem de moléculas entre núcleo/citoplasma
�Presença de lâmina nuclear e complexo do poro
Retículo Nucleoplasmático
Estrutura existente no interior do núcleo, formada por uma rede de tubos, 
cuja função é o armazenamento de cálcio. 
Lamina nuclear
�Laminas são filamentos intermediários (citoesqueleto).
� Tipos: A, B e C. O heterodímero A/C é o mais comum.
� Proteínas altamente tensíveis que protegem a membrana do núcleo
� Mantém as estruturas e a estabilidade nuclear.
�Sítio de ancoramento da cromatina.
� Atua regulando alguns fatores transcricionais.
� Durante a mitose ela se desfaz e se reestrutura ao longo do ciclo.
Doenças causadas por 
defeitos na Lamina
(Laminopatias)
Síndrome de Hutchinson-Gilford
�Envelhecimento acelerado
�Doença dominante autossômica
�Alteração na lamina A causa instabilidade na
membrana nuclear (perda da heterocromatina
periférica).
�Danos progressivos no núcleo levam a morte celular
prematuramente
�Lamin A/C defeituosa.
� Lamin A interage com um fator transcricional do adipócito 
levando a uma diferenciação e distribuição incompleta das 
células de gordura.
� Acumulação de tecido adiposo na face e no pescoço.
Lipodistrofia
“Reverse Benjamin Button Syndrome.”
Nucléolo
• O nucléolo é subcompartimentalizado (regiões densas e fibrilares)
• Ocorre o processamento (splicing) dos rRNAs
• Toda a montagem do complexo ribossômico acontece no nucléolo
�Região eletrodensa (não é heterocromatina)
�Não apresenta membrana lipídica
�Presença de genes que codificam para os RNAr e proteínas ribossômicas. 
Depende da fase do ciclo celular ....... e do tipo celular
Outros subcompartimentos nucleares
(DNA + proteínas + RNAs)
�Corpúsculo de Cajal (Enzimas, RNA)
�Grânulos de cromatina (speckles)
Funções:
Locais ativos de transcriçao de alguns genes
Processamento de RNAs (splicing)
Complexo do poro
Nucleoplasmina
(exemplo)
Proteínas localizada no núcleo
Possui em sua cauda uma seqüência de aminoácidos 
que indica para se direcionarem para o núcleo.
NÃO!
“Proteínas e RNAs podem sair para o citoplasma pelo 
mesmo complexo do poro que uma proteína que é 
importada pelo núcleo”.
Entrou por uma porta, saiu pela outra?
ATP x GTP
Ran-GDP: tendência a entrar no núcleo
Ran-GTP: tendência a sair no núcleo
Ran-GEF: Troca GDP por GTP
Ran-GAP: Retira um Pi do GTP, 
originando GDP.
“Para formar GTP é necessário ter ATP”!SIM.... mas não era bem assim! 
Importinas x Exportinas
(sempre associadas ao Ran- GDP/GTP)
Importina Exportina
Retículo 
Endoplasmático
- Retículo Endoplasmático Rugoso (Granular)
- Retículo Endoplasmático Liso (Agranular)
Ocorrências:
a) RE pequeno→ células embrionárias ou indiferenciadas.
b) RER pouco diferenciado→ células não relacionadas à atividade protéica.
c) RER desenvolvido→ células com ↑ síntese protéica.
Ex.: célula pancreática→ produz ↑ enzimas.
d) RE liso → ocorre no ápice das células do epitélio intestinal → absorção de 
gotículas de gorduras.
e) RE Liso desenvolvido → células secretoras de esteróides.
Ex.: células secretoras de hormônios do córtex da glândula supra-renal
Polissomos/Polirribossomos→ Vários Ribossomos + RNAm
a) Unidos à membrana (proteínas → RER)
Ex.: células animais → secretam proteínas
b) Livres no citoplasma (proteínas citoplasmáticas)
Ex.: células com crescimento rápido
- cancerosas
- embrião
- reticulócitos
c) Unidos à membrana e livres no citoplasma
Ex.: hepatócitos
Constituição química das membranas do 
Retículo Endoplasmático
Glicose-6-fosfatase
Citocromo b5 e redutase
Citocromo P450
NADPH-cit P450 redutasse
Nucleosídeo difosfatase
- Lipídeos
- Proteínas estruturais
- Enzimas: Citocromos e outras enzimas oxidativas (REL)
Funções: RE Rugoso e Liso
1. Suporte mecânico
- Associação com o sistema de microtúbulos e microfilamentos.
2. Gradientes iônicos e potenciais elétricos
- Retículo sarcoplasmático (células musculares)
3. Fluidez da membrana
- Síntese de fosfolipídios.
4. Armazenamento e estocagem (segregação)
- O RE armazena e concentra substâncias provenientes do meio intra e extracelular.
Ex: a segregação de enzimas pancreáticas (grânulos de zimogênio): Protrombina, Quimiotripsina, 
pepsina, tripsinogênio.
5. Transporte intracelular
- A proteína sintetizada nas cisternas do RER é conduzida para o complexo de Golgi.
6. Síntese de proteínas
- Ex.: célula pancreática → secreta enzimas digestivas.
Biogênese do Retículo Endoplasmático
“A origem do RE não é definitivamente conhecida”.
Teorias:
� RE → desenvolve-se pelas expansões do envoltório nuclear;
� Divisão celular: fragmentos do RE + fragmentos do
Envoltório Nuclear;
Tem que existir previamente fragmentos da organela 
para sua biogênese!
Retículo endoplasmático e a 
tolerância ao álcool
O etanol, ou mesmo certas drogas, como sedativos, quando
ingeridos em excesso ou com freqüência, induzem a proliferação
do retículo liso 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 conseqüência o
aumento da tolerância a outras substâncias úteis ao organismo,
como é o caso de antibióticos.
1 2
3
4Brotamento de
vesícula de
transporte
Ribossomo
Cadeia de 
açúcar
Glicoproteína
Vesícula transportadora de 
(glico-) proteína
R.E. RUGOSO
Polipeptídeo
Retículo Endoplasmático Rugoso
� A principal função do retículo endoplasmático rugoso é produzir e
secretar proteínas destinadas à exportação ou para uso
intracelular em organelas.
�Outra função é a glicosilação inicial das glicoproteínas.
Que tipo de proteínas são sintetizadas no retículo?
• Proteínas da Membrana plasmática;
• Complexo de Golgi (várias enzimas);
• Proteínas específicas das demais organelas: mitocôndria, peroxissomos, 
lisossomos;
• Proteínas que serão secretadas. 
Direcionamento da síntese de proteína para o RER
1. Os primeiros 
aminoácidos expostos 
fora do ribossomo 
apresentam uma 
seqüência de poucos 
aminoácidos (peptídio 
sinal).
1. Peptídio Sinal na proteína nascente;
2. A proteína SRP (Signal Recognition Particle) se liga a seqüência (peptídeo) sinal;
3. A membrana do RER possui um receptor para a SRP + peptídeo sinal;
4. A SRP interrompe a síntese protéica até que o ribossomo esteja acoplado ao translocon na
membrana do RER;
5. Após o acoplamento, a síntese continua com o direcionamento da proteína nascente ao lúmen do
retículo;
6. Após o término da síntese, o peptídeo sinal é cortado pela Peptidade sinal e todo o complexo é
desfeito.
Como uma proteína que está sendo sintetizada chega à 
luz do retículo?
1. O peptídeo sinal é rico em
aminoácidos hidrofóbicos;
2. Conforme a proteína vai sendo
sintetizada, o peptídeo sinalmantém a
cadeia protéica ancorada à parte
interna do translocon.
3. Após a síntese terminar, a Peptidase
de Sinal corta o peptídeo sinal e a
proteína fica livre no lúmen do RER
para posteriormente sofrer o
enovelamento e outras modificações.
Como uma proteínas transmembrana atravessam a 
bicamada lipídica?
1. As proteínas transmembranas possuem
seqüências ricas de aminoácidos
hidrofóbicos.
2. Essa seqüência hidrofóbica impedirá que a
cadeia crescente penetre integralmente
através do translocon.
3. O peptídeo sinal será clivado e a proteína
terá a parte citosólica e a parte dentro do
RER.
OBS:
• O peptídeo sinal iniciará a transferência da
síntese ao RER.
• A seqüência hidrofóbica indicará a
interrupção da transferência da cadeia
nascente.
E as proteínas transmembrana multipassos? 
1. Essas proteínas apresentam mais de uma
seqüência sinal e hidrofóbica (iniciação e
interrupção), que se alternam na cadeia em
crescimento.
2. O peptídeo sinal não se encontra na ponta da
proteína.
Tanto no lúmen do RE quanto presa a sua membrana, as 
proteínas terão de sofrer modificações para terem sua função 
definitiva, como dobramento da cadeia e adição de açúcares.
Modificações da Cadeia de 
Polipeptídios no RER
(Etapas de processamento na maturação de proteínas)
a) Glicosilação → adição de glicídios →
glicoproteínas
(Inicia-se no RER e termina no Complexo de Golgi)
b) Ligações dissulfídicas → essas ligações
convertem o polipeptídeo linear em forma globular
→ impedindo sua saída do RER.
R.E.Liso (REL) 
ou Agranular
R.E.Rugoso (RER) ou 
Granular
Retículo Endoplasmático Liso
Funções do REL
� Síntese de esteróides (células da glândula
adrenal - Hormônios)
� Conjugação, oxidação e metilação de proteínas
(inativar certos hormônios e neutralizar
substâncias nocivas e tóxicas)
� Síntese de fosfolipídios para todas as
membranas.
� Participa da hidrólise do glicogênio, produzindo
glicose para o metabolismo energético.
� Acumula e libera íons cálcio nas células
musculares estriadas (retículo sarcoplasmático).
O retículo endoplasmático liso ou agranular é formado por sistemas de túbulos 
cilíndricos e sem ribossomos aderidos a membrana.
O retículo liso e a síntese da bicamada lipídica
• Todas as enzimas responsáveis por catalisar a
síntese de fosfolipídios se localizam na membrana
do retículo voltado para o citosol.
• Inicialmente há um desequilíbrio entre as duas
membranas
Fosfatidilcolina: fosfolipídio sintetizado 
em maior quantidade pelo REL
Síntese de Fosfolipídios
1. Dois ácido graxos são 
ligados a um 
glicerofosfato, 
produzindo um ácido 
fosfatídico no 
citoplasma através da 
enzima aciltransferase
ligada a membrana do 
REL
2. Ocorre a inserção na 
cabeça polar de 
inositol, serina, colina, 
etanolamina etc.
� A incorporação do COLESTEROL à membrana também ocorre no REL
� Os fosfolipídios da membrana mitocondrial são incorporados através
da proximidade entre as organelas e pela ação de distintas enzimas.
Aproximação 
das membranas
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Complexo
de Golgi 
Vesículas
do RE
Vesículas
brotando
Complexo de Golgi
Organização estrutural
• Existe apenas 1 Complexo de Golgi por célula.
• Formado por Lamelas (cisternas) não-contínuas.
• Rede/Lamela Cis � rede/Lamela Trans
Rede de comunicação entre as membranas em células 
eucarióticas
Funções (4 principais)
1. Glicosilação as proteínas
2. Adicionar grupamentos sulfato a proteínas (proteoglicanas)
3. Armazenamento de proteínas e lipídios
4. Distribuição das macromoléculas provenientes do RE:
� para membrana plasmática;
� para vesículas de secreção;
� para os lisossomos.
Processamento
(modificação pós-
traducional)
Glicosilação (adição de açúcares à proteínas e lipidios)
2 Tipos:
• Glicosilação tipo N
• Glicosilação tipo O
Por que adicionar açúcar a proteínas?
• Proteção contra proteases
• Ajuda na conformação final da proteína.
Glicosilação do tipo N
Pré-montagem da árvore de açúcares
fosfolipídio
“Linha de montagem”:
1. A enzima acrescenta o primeiro açúcar
2. A próxima que coloca o açúcar seguinte reconhece o fosfolipídio + primeiro
açúcar
3. A terceira enzima reconhece o fosfolipídio + primeiro + segundo açúcar
4. etc etc etc ....
Onde na proteína é adicionada à árvore de açúcares?
R: Na primeira ASPARAGINA da cadeia nascente no RER de uma vez só!
... e nas ASPARAGINAS seguintes ao
longo da proteína.
Se estiver tudo certo com a cadeia protéica e com as “árvores” glicídicas 
adicionadas, a glicoproteína poderá ir para o Complexo de Golgi.
No Complexo de Golgi continua o processamento da glicoproteína
Para que a proteína saia do RER, as 3 glicose terminais e 1 manose 
são retiradas (“controle de qualidade”).
Todas as moléculas são armazenadas em vesículas que 
brotam do retículo em direção ao Complexo de Golgi.
RER � GOLGI
Golgi
Glicosilação continua no Complexo de Golgi .....
RER Golgi
A glicoproteína sairá da lamela cis por vesículas e levada 
até a lamela medial....
RER Golgi
(lamela cis)
Golgi
(lamela medial)
• Na lamela trans mais açúcares serão adicionados e até formar a “árvore” completa de
açúcar.
• Normalmente o último açúcar a ser adicionado é o Ácido siálico (NANA – N-acetil-
neuramínico)
“Na glicosilação do tipo O, todas as enzimas estão no Complexo de Golgi. A estrutura da árvore é 
um pouco diferente, mas os açúcares terminais são os mesmos”.
Transporte de vesículas entre RE e Golgi
(proteínas acessórias)
Proteínas auxiliares no transporte e direcionamento das vesículas : COP-I e COP-II
COP-I: Direciona as vesículas que contêm proteínas/glicoproteínas/lipídios para o RE.
COP-II: Direciona as vesículas que contêm proteínas/glicoproteínas/lipídios para o Golgi.
Transporte através do Golgi Compartimentalização 
funcional
Resumo
LISOSSOMOS
LISOSSOMOS
• Bolsas membranosas que contêm um conjunto de 
mais de 80 tipos de enzimas digestivas, capazes de 
digerir grande variedade de substâncias orgânicas.
• Contém:
nucleases (digerem DNA e RNA)
Proteases (digerem proteínas);
Fosfatases (removem fosfatos de fosfolipídios)
Enzimas tem sua atividade em pH em torno de 5,0 
(vesícula ácida)
� FUNÇÃO HETEROFÁGICA
Digerem material capturado do exterior por fagocitose ou por pinocitose.
� FUNÇÃO AUTOFÁGICA
Digerindo partes desgastadas da própria célula.
LISOSSOMOS
Ciclo de ação dos lisossomos
Por que os lisossomos não se autodigerem?
� As proteínas de membrana voltadas para o lúmen são 
fortemente glicosiladas terminada em ácido siálico.
� No lisossomo não encontramos a enzima SIALIDASE, capaz de 
retirar o ácido siálico da árvore glicídica das proteínas.
.....portanto, elas não 
são degradadas!!
� Artrite reumatóide
Liberação de enzimas para o espaço extracelular, causando
inflamações nas articulações.
� Doença de Tay-Sachs
Doença hereditária, ocorrendo o mal funcionamento de
lisossomos de células nervosas
Rede de comunicação entre as membranas em células 
eucarióticas