ENDOMEMBRANAS, pII

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Biologia Molecular e Celular
Isabel Lima
ENDOMEMBRANAS, p. II
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As anotações que eu fiz durante a aula estão em preto.
Já as anotações feitas durante a leitura do Alberts estão em azul!
Em verde estão algumas observações feitas nas aulas para tirar as dúvidas!
Referências utilizadas:
ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; et al. Biologia molecular da célula. Artmed, 2010.
APARELHO DE GOLGI E SUAS VIAS
● GOLGI
○ Conjunto de 4/6 cisternas e faces, na seguinte ordem:
i. Face cis → Recebe vesículas do RE
ii. Cisterna cis, Cisterna média, Cisterna trans
iii. Face trans → Libera vesículas para lisossomos/mp
○ O conjunto da face + cisternas é a REDE, então tem-se a rede cis de
golgi (CGN) e a rede trans de golgi (TGN)
○ Processa as glicoproteínas produzidas no RE, classifica-as e
destina-as para os seus respectivos alvos (711, albertão)
○ Os microtúbulos definem a localização das pilhas e, quando
polimerizados, o Golgi fica próximo do núcleo e junto ao centrossomo
(715)
● AS VIAS SÃO:
○ Secretora ⇒ Para fora, RE → Golgi → Mp
○ Endocítica ⇒ Para dentro, Mp → Citosol
○ De recuperação ⇒ Balanço do fluxo de membranas, trazendo
proteínas de volta (albertão, 695)
● As vesículas devem ser seletivas → captar as moléculas específicas e chegar
à organela alvo específica
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PROTEÍNAS DE RECOBRIMENTO DAS VESÍCULAS
● Marcadores na porção citosólica da vesícula servem como sinal de orientação
para o tráfego, garantindo que ela se funda com o compartimento correto
(697, albertão)
● Antes de se fundir, a vesícula perde o seu revestimento para a interação
direta.
● Seletividade da vesícula
○ Membrana interna → seleciona a carga
○ Membrana externa → endereça a vesícula e dá a ela o formato
esférico
● Elas se ligam às proteínas adaptadoras
● As proteínas de recobrimento modificam a membrana formando a vesícula.
○ Quando ela não é suficiente para modificar a membrana outras
proteínas podem participar do processo (701, albertão)
■ Domínios BAR → impõem a sua forma via interações
eletrostáticas
■ Hélices anfifílicas
● VIA ANTERÓGRADA (GOLGI → VESÍCULAS/MP)
○ COP II → Via secretora
■ Brota do RE
○ Clatrina→ Via endocítica, leva a hidrolase ao endossomo
■ Brota do Golgi e da MP
● VIA RETRÓGRADA
○ COP I
■ Brota do golgi para via de reciclagem
○ Retrômero → Leva o receptor M6P de volta para o golgi
PROTEÍNAS ADAPTADORAS
1. Fosfatidilinositol 4,5 difosfato ativa a AP2
2. AP2 se une com Receptores de Carga
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3. Com as ligações consecutivas de AP2 à membrana, inicia-se a curvatura da
mp
4. Ativa-se o receptor de carga no lúmen do golgi e permite a ligação com a
clatrina no citosol
Esses fosfatidilinositol que são fosfatados marcam partes específicas de
endomembranas, iniciando a ligação a proteínas adaptadoras à proteínas receptoras
de carga.
● Função das proteínas adaptadoras:
○ Ligar a clatrina à membrana
○ Aprisionar proteínas transmembrana (como o receptor de carga)
■ As proteínas adaptadoras são específicas para cada conjunto
de receptores de carga
FOSFOINOSITÍDEOS, FOSFATIDILINOSITOL FOSFATO ou
PIP
● São produtos dos ciclos de fosforilação dos
fosfatidilinositol presentes na membrana
● As fosforilações podem acontecer nos seus
carbonos 3’, 4’ e 5’.
● As suas distribuições variam de organela
para organela e até mesmo de uma
monocamada para outra na mesma membrana
● Muitas proteínas presentes no transporte vesicular se ligam especificamente
a uma PIP, podendo ela ser usada para controlar a ligação de proteínas à
membranas.
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FORMAÇÃO DAS VESÍCULAS COBERTAS POR CLATRINA
O conjunto de subunidades de clatrina formam os trísceles, que arranjam em
redes de pentágonos e hexágonos em formato de cesta capaz de modificar o
formado da mp. (698, albertão)
1. Carga se une ao receptor (específico)
2. Esse receptor se une a proteínas adaptadoras
3. As proteínas adaptadoras se une clatrina
4. Clatrina começa a distorcer a membrana, formando a vesícula
5. Forma-se o broto recoberto por clatrina
6. Estrangulamento pela proteína dinamina (GTPase), liberando a vesícula
7. A liberação das clatrinas e das proteínas adaptadoras formam a vesícula de
transporte nua
GTPases MONOMÉRICAS NA MONTAGEM DO
REVESTIMENTO
● As GTPases funcionam como interruptores, alternando do seu estado ativo
“GTP” e inativo “GDP”.
● São chamadas de GTPases recrutadoras de revestimento
○ Controlam a clatrina nos endossomos e as COPI e COPII nas
membranas do Golgi e do RE.
○ Obs: as PIP controlam a clatrina no golgi/re.
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● Podem ser:
○ Proteínas ARF → COPI e clatrina no Golgi
○ Proteína Sar1 → COPII no RE
(703, big beto)
PAPEL NA MONTAGEM
● As GTPases são encontradas inativas (Ligadas ao GDP) no citosol por conta
da concentração de GAPs.
● Quando uma vesícula revestida por COPII está para brotar, acontece:
1. GEF troca GDP por GTP
2. Ativa Sar1/ARF
3. Hélice exposta
4. Convoca proteínas adaptadoras (AP2)
(703, big beto)
PAPEL NA DESMONTAGEM
● A hidrólise do GTP leva a GTPase mudar a sua conformação, liberando a sua
cauda hidrofóbica e a Sar1 (não se sabe o que leva a hidrólise do GTP)
○ Uma teoria é que as GTPases são “cronômetros” que hidrolisam o GTP
a taxas lentas para garantir a boa formação da vesícula
● Mesmo com a liberação da Sar1 e a consequente soltura da COPII, a
membrana contínua deformada por interações cooperativas
○ Para que ocorra a fusão, cinases fosforilam as proteínas do
revestimento
● A COPII continua na vesícula até a sua fusão com o alvo, já a COPI e a
clatrina se soltam assim que a vesícula é completamente formada.
○ Para COPI, ativa-se a ARF-GAP que inativa a proteína ARF assim que
se forma a vesícula
FORMAÇÃO DE VESÍCULAS COBERTAS POR COPII
1. Sar-1-GEF une-se a Sar-1-GDP (inativa e solúvel)
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2. Essa ligação forma a Sar-1-GTP (ativa e ligada a membrana)
3. A Sar-1-GTP liga-se a Sec23
4. A Sec23 liga-se a Sec24
5. A Sec24 liga-se ao receptor de carga
6. O receptor de carga liga-se a sua carga
7. O Sec13/31 liga-se ao conjunto de Sec23 e Sec24, modificando o formato
da membrana
8. Forma-se o revestimento de COP II
LIBERAÇÃO E REMOÇÃO DO REVESTIMENTO DAS
VESÍCULAS
● À medida que o broto cresce, proteínas citoplasmáticas, como a dinamina,
arranjam-se no pescoço do broto e o estrangula.
○ A dinamina é uma proteína controlada por GTPase
○ Elas fazem o estrangulamento via distorção direta da membrana ou
modificação da composição lipídica mediante enzimas
● No citosol, a vesícula perde o seu revestimento
○ Uma PIP-fosfatase esgota os PI(4,5)P2 da membrana, enfraquecendo
a ligação com a AP2, liberando a clatrina
○ Uma chaperona hsp70 ATPase quebra o revestimento de clatrina
(702, albertão)
NEM TODAS AS VESÍCULAS SÃO ESFÉRICAS
O brotamento de vesículas é semelhante em vários locais da célula, mas não
igual. A presença de colesterol e actina na MP torna-a mais rígida e as curvas nas
cisternas de golgi facilitam a formação espacial curvada da vesícula.
Existem ainda as proteínas empacotadoras, que direcionam a montagem de
COPII maiores para comportar procolágeno. Sem essas proteínas, o procolágeno
não encaixaria na COPII resultando em anormalidades esqueléticas e outros
defeitos do desenvolvimento. (704, albertão)
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RABS E O ENDEREÇAMENTO DAS VESÍCULAS
O GERALZÃO DA RAB
● PROTEÍNAS RAB
○ GTPases monoméricas
○ Associadas às organelas envolvidas nas vias secretoras/endocíticas
○ Distribuição seletiva → marcadores moleculares de identificação e
endereçamento vesicular
● Para cada trânsito existem Rabs específicas
○ Existe uma rab compatível na membrana de origem e na membrana
alvo → assegura um fluxo ordenado no tráfego de vesículas (albertão,
705)
● A especificidade vesícula-alvo se dá em duas fases:
1. As proteínas Rab e as efetoras de Rab direcionama vesícula a locais
específicos
2. As proteínas SNARE e as reguladoras SNARE intercedem na fusão da
bicamada
CASCATAS DE RAB PODEM ALTERAR A IDENTIDADE DA
ORGANELA
A mudança de um domínio Rab altera a identidade da organela, haja vista
que isso altera a dinâmica da membrana desta. Isso é possível pelo recrutamento
ordenado de proteínas rab atuando de forma sequencial em uma cascata.
Por ex.: Maturação do endossomo:
Rab5 → Rab7 = Endossomo primário → Endossomo tardio (707,
betão)
RAB-GTP, RAB-GDP E AS EFETORAS
● O estado ativo da Rab é ligada ao GTP, como o Sar.
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○ Rab GDP → Inativo e solúvel no citosol
○ Rab GTP → Ativo e ligadas a membrana (706, big beto)
■ As Rab-GEF ativam as proteínas Rab tanto na membrana-alvo
quanto na vesícula
● Uma vez ativada, a Rab-GTP se liga as efetoras de Rab via ligações
cooperativas, resultando na formação de fragmentos especializados da
membrana. (707) As proteínas efetoras podem:
○ Ser proteínas motoras → propulsionam a vesícula ao longo dos
filamentos de actina da célula-alvo
○ Ser proteínas de aprisionamento → possui domínios
filamentosos/complexos proteicos que liga duas membranas
○ Podem interagir com as SNARE para garantir a fusão (706)
● A vesícula possui a:
○ Rab-GTP
○ V-SNARE (v de vesícula, v de vai)
○ Receptor de carga + carga
● A membrana alvo possui
○ Rab-GTP (do mesmo tipo)
○ T-SNARE
○ Efetor de Rab ou proteína de aprisionamento
ATIVAÇÃO DA RAB
1. Rab GDP (inativa) ligada ao GDI será ativada pela Rab-GEF
a. GEF troca GDP por GTP
2. A ativação da Rab promove a fosforilação da Pi-3-Quinase
3. A Pi-3-Quinase fosforila um Pi (fosfatidilinositol) formando a Pi-3-P
(Fosfatidilinositol 3 monofosfato)
4. Essa Pi-3-P com a Rab-GTP e a Rab-GEF passa a recrutar proteínas de
aprisionamento e proteínas efetoras de rab
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APRISIONAMENTO
A união da vesícula com a membrana plasmática da célula alvo ocorre na ordem:
1. Rab5-GDP/GDI encontra a Rab-GEF que ativa a Rab5 liberando o GDI e
produzindo a Rab5-GTP
2. Ligação da Rab5-GTP com o Efetor de Rab (proteína de aprisionamento) →
Ancoragem
3. A ancoragem recruta mais Rab-GEF que produzirá mais Rab5-GTP
4. Ativação da PI3-cinase que produz PI(3)P que se liga a efetoras de Rab,
estabilizando a sua ligação à membrana
5. Ligação da Rab da vesícula com a Rab da membrana alvo
6. Fusão da V-SNARE com a T-SNARE (presente na membrana alvo) formando
o complexo trans snare
7. Auto Selagem da vesícula com a membrana
8. Rab GTP torna-se Ran-GDP e se liga a GDI, que “esconde” a parte
hidrofóbica da rab
9. Entrega da carga
PROTEÍNAS SNARE E A FUSÃO
Para que ocorra a fusão entre as vesículas a água deve sair da porção
hidrofílica da mp, criando uma reação energeticamente desfavorável. Assim, são
necessárias proteínas de fusão, como as SNARE(708), que participam tanto de
fusões homotípicas quanto de fusões heterotípicas. (713)
● A SNARE catalisa reações de fusão entre as membranas
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● Existem mais de 35 tipos em células animais
● Atuam em conjuntos complementares e altamente específicos
○ V-SNARE → Vesícula
■ Cadeia polipeptídica única
○ T-SNARE → membranas-alvo
■ 3 proteínas
● A união dos seus domínios helicoidais cria um feixe estável de 4 hélices,
criando o complexo trans-SNARE.
● Efetoras de Rab cooperam com as SNAREs para acelerar a fusão e funcionar
como uma barreira adicional de controle. Sobretudo, proteínas Rab e suas
efetoras liberam proteínas inibidoras de SNARE que controlam a ação dessas
proteínas em partes da membrana. (708, betão)
PROTEÍNAS NSF
As proteínas SNARE precisam ser afastadas antes que se inicie outro turno
de transporte → proteína NSF (nédicos sem fronteiras kkk).
Essas proteínas NSF:
● Alternam entre o citosol e a membrana
● É uma ATPase hexamérica da família AAA-ATPase que usa da hidrólise do
ATP para quebrar o complexo trans-SNARE.
● Se a proteína NSF não agisse, qualquer vesícula com v-SNARE se fusionaria
à membrana com a t-SNARE
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO → GOLGI
● É bidirecional
○ RE → GOLGI: Anterógrado / Progressão
○ GOLGI → RE: Retrógrada / Retrocesso
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VESÍCULAS QUE SAEM DO RE
● COPII: Via secretora, RE → GOLGI → MEMBRANA
● Saem dos sítios de saída do RE (porção do RE liso)
● As suas proteínas adaptadoras convocam o revestimento de COPII e também
as receptoras de carga (que são reutilizados)
● Suas proteínas carga possuem sinais de saída
○ Proteínas sem sinais de saída ou ficam no RE (proteínas residentes no
RE) ou vão para o Golgi
● É feito um ponto de verificação de qualidade das proteínas → apenas as
proteínas que são enoveladas e montadas adequadamente que saem do RE
○ As rebeldes persistem no lúmen ligadas à chaperonas BiP ou a
calnexina que as ancoram no RE até que elas sejam transportadas
para o citosol e degradadas por proteossomos.
○ É esse mecanismo de seleção que causa a fibrose cística
■ Uma pequena mutação cromossômica leva a uma leve mudança
na proteína que faz o canal de Cl-, fazendo com que o RE a
retenha e a degrade. Essa proteína ainda funcionaria se
chegasse a mp, mas como ela não chega, não há a formação
de canais de Cl-.
● Fusão homotípica → Fusão entre o mesmo compartimento
● Fusão heterotípica → Fusão entre diferentes compartimentos
AGRUPAMENTOS TUBULARES E A VIA DE
RECUPERAÇÃO
● Agrupamentos tubulares ⇒ Fusão de vesículas do RE geradas
continuamente
○ Constituem um compartimento separado do RE
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○ Funcionam como pacotes de transporte RE → Golgi e também atua
nas vias de recuperação, trazendo de volta proteínas residentes do RE
que tenham escapado, proteínas receptoras de carga e SNAREs
○ Revestidas por COPI recrutadas pelo coatômero.
■ A sua montagem se inicia logo após a desmontagem da COPII
● Sinais de recuperação do RE
○ Sinais que se ligam aos revestimentos de COPI para a entrega
retrógrada ao RE
○ Compõe-se basicamente de:
■ Duas lisinhas + dois aminoácidos na extreminade C terminal das
proteínas ⇒ sequência KKXX (se liga a COPI diretamente)
■ Proteínas solúveis residentes do RE possuem a sequência
Lys-Asp-Glu-Leu ⇒ sequência KDEL (se liga ao receptor de
KDEL que se liga a proteínas que convocam o COPI)
● Traz de volta as proteínas residentes do RE para o RE
O PROCESSAMENTO DAS GLICOPROTEÍNAS
As proteínas chegam ao Golgi com 2 N acetil glicosamina e 9 manoses. No
golgi ela será modificada a depender da sua especificidade. Ou seja, nem todas as
reações que acontecem no Golgi ocorrem com todas as proteínas.
As proteínas presentes no complexo de golgi, como as glicosidase e as
glicosiltransferases, são todas proteínas transmembrana organizadas em complexos
multienzimáticos (716, albertão).
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● São anexadas às glicoproteínas de mamíferos duas classes de
oligossacarídeos ligados a N, os oligossacarídeos complexos e os
oligossacarídeos ricos em manose.
○ Os complexos é formado com a adição de açúcares complementares
○ Os ricos em manose não recebem adição no Golgi
● Essas modificações não acontecem com todas as proteínas que saem do
retículo.
○ Isso depende do
■ Tipo de proteína
■ Do seu endereçamento
OBS DO ALBERTÃO:
Glicosilação ligada ao O
São proteínas com açúcares adicionados ao grupo hidroxila de serinas,
treoninas, prolinas ou lisinas hidroxiladas. Essa glicosilação é a mais forte de todas
as mucinas e as proteínas núcleo de proteoglicanos. (719, big beto)
Utilidade dessa porra de Glicosilação
Proteínas com oligossacarídeos ligados a N são muito comuns em eucariotos
e leveduras e essa ligação promove:
● O enovelamento das proteínas.
● Participam no endereçamento de proteínas.
● Protege a célula por criar uma barreira física (muco)
● Reconhecimento intercelular e regulação (720, betão)
A ORIGEM DAS CISTERNAS
MODELO DE MATURAÇÃO DAS CISTERNAS
● As cisternas surgemda maturação das cisternas vizinhas
● Se inicia no CGN, passando pelas cisternas médias até o TGN.
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○ A formação da CGN deriva das vesículas do RE que passa por um
agrupamento tubular de vesículas
● Trânsito de proteínas de uma face para outra
○ Isso auxiliou a sustentação dessa tese, utilizando enzimas de Golgi de
diferentes cisternas, colorindo-as. As cisternas mudam a sua cor,
demonstrando que há um dinamismo nas proteínas
MODELO DE TRANSPORTE VESICULAR
● Deriva de vesículas do RE que se tornam um agrupamento
● O surgimento das cisternas se dá pela troca de vesículas entre elas
● As vesículas avançam e retrocedem revestidas com COPI, contendo
proteínas adaptadoras que carregam proteínas carga que alternam de uma
cisterna para outra. O fluxo direcional seria criado pelas proteínas que entram
pela cis e saem pela trans.
GOLGINAS
São proteínas de matriz com domínios longos de hélices (que parecem
tentáculos) responsáveis por organizar o transporte vesicular proxímo ao Golgi
mediante interações com a Rab. (721)
ROTEIRO DAS VIAS SECRETORAS E ENDOCÍTICAS
SECRETORA
● Parte sempre do RE
● RE → Golgi → Endossomo tardio → Lisossomo
● RE → Golgi → Endossomo primário
● RE → Golgi → Vesícula secretora
● RE → Golgi
● COPII
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ENDOCÍTICA
● As moléculas são ingeridas
● MP → Endossomo primário→ Endossomo tardio → Lisossomo
● CLATRINA
VIAS DE RETORNO
● São todos os transportes anteriores invertidos
● COPI
GOLGI → ENDOSSOMO → LISOSSOMO
LISOSSOMOS
● São organelas envoltas por membranas preenchidas com enzimas hidrolíticas
solúveis que digerem macromoléculas (endocitadas ou da própria célula, no
processo de autólise)
● As enzimas dos lisossomos são as hidrolases ácidas que são:
○ Nucleases, proteases, glicosidases, lipases, fosfatases, sulfatases,
fosfolipases
● O pH interno é 4,5/5,0, causado por uma bomba antiporte de H+ (verificar)
○ Há uma H+ ATPase vacuolar que torna lúmen do lisossomo ácido para
o melhor funcionamento das hidrolases ácidas
■ Essa bomba é uma ATPase tipo V
○ As hidrolases ácidas não tornam o meio ácido, elas usam do meio
ácido
● Lisossomo = Hidrolases ácidas do Golgi + Material da via endocítica
Mesmo que todos os lisossomos fossem torados e as hidrolases ácidas
derramadas no citosol (de pH 7,2), isso não seria suficiente para uma apoptose, haja
vista que o volume do citosol é muito maior que o volume lisossomal.
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● As proteínas dos lisossomos são glicosiladas para protege-las das proteases
● Os lisossomos são diversos em formatos e tamanhos, refletindo a ampla
variedade de funções digestivas mediadas pelas hidrolases
● Endossomo tardio+ lisossomo → Endolisossomo
○ Endossomo tardio = material a ser digerido + hidrolases recém
sintetizadas
● Endolisossomo → Endossomo clássico
○ No endossomo clássico, a digestão já foi finalizada, mas podem entrar
no ciclo novamente se voltarem a se reconectar com endolisossomos
ou lisossomos. (723, albertão)
Vacúolos vegetais e de fungos
São vesículas grandes e preenchidas de fluido. No vegetal, atua como uma
organela de armazenamento de nutrientes e resíduos, como compartimento
degradativo, como uma forma econômica de aumentar o tamanho celular e como
controlador da pressão de turgescência (pressão osmóditca na parede celular).
(725)
ENDOSSOMOS E LISOSSOMOS
Nas transformações de endossomo primário → tardio → endolis → lisossomo
esse composto começa a receber hidrolases ácidas pela TGN.
A maturação dos endossomos passa desde receber o material degradado
até ganhar as hidrolases.
Os endolisossomos e os lisossomos estão em ciclo e a diferença está
basicamente no pH, em que os lisossomos recebem mais hidrolases ácidas,
retomando o baixo pH. (obs feita na aula de dúvidas).
● Os endossomos primários são pequenos e patrulham o citoplasma em
movimentos de vaivém ao longo dos microtúbulos. Eles possuem domínios
vacuolares e tubulares
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● Maturação dos endossomos ⇒ As porções vacuolares tornam-se os
endossomos tardios e as porções tubulares (responsáveis por liberar as
vesículas de reciclagem) atrofiam.
○ Os corpos multivesiculares são um estágio intermediário dessa
maturação que iniciam a migração para o interior celular. A fusão
destes cria o endossomo tardio.
● A união entre os endossomos tardios e o lisossomo forma o endolisossomo
● Nesse processo, há mudanças:
○ Na localização do endossomo, aproximando-se do núcleo
○ Na suas funcionalidades (Rabs e SNAREs)
○ No pH luminal, tornando-se mais ácido (V-ATPases de H+)
○ Interrompe a atividade sinalizadora do receptor
○ Absorção de hidrolases
AS 4 MANEIRAS DE SE FORMAR UM LISOSSOMO
Múltiplas vias entregam materiais para o lisossomo, que é um local de
encontro desses tráfegos. Uma única rota que parte do RE, passa pelo golgi e chega
ao liso que entrega as hidrolases, no entanto, para a entrega do material a ser
digerido, temos 4 rotas:
1. Fagocitose → Fagossomo → Lisossomo
a. Aquisição de partículas grandes
b. Células fagocíticas (macrófagos e neutrófilos)
2. Endocitose → Endossomo primário → Endossomo tardio → Lisossomo
a. Mediada por receptor
3. Macropinocitose → Endossomo tardio → Lisossomo
a. Materiais líquidas
4. Autofagia → Autossomo → Lisossomo
a. Organelas desgastadas
A AUTOFAGIA
● É uma via de descarte à partes celulares obsoletas
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● Ajuda na reestruturação celular, permitindo o seu desenvolvimento
● Remove macromoléculas, agregados proteicos e a té memso organelas
inteiras (em especial as mitocôndrias)
● A autofagia pode ser seletiva ou não seletiva.
○ A não seletiva ocorre, por ex, em situações de privação alimentar e
uma porção do citoplasma vai junto
○ A seletiva existe todo um cuidado com a carga que será quebrada,
evitando levar o citosol
● Autofagia de mitocondria → mitofagia
● A autofagia ocorre na seguinte ordem e parece um cerco pique Game Of
Thrones:
1. Proteínas cinases (moléculas sinalizadoras) induzem a ativação da
maquinaria autofágica. Chega Jaime Lannister chamando o zé povinho
2. Nucleação e expansão de uma membrana delimitante com a
participação de vesículas membranosas com proteínas ATG9. Incia-se
a formação do cerco
3. Fechamento da membrana ao redor do alvo. Cerco pronto, agora
fodeu, formou o autofagossomo
4. Fusão do autofagossomo com o lisossomo com a participação de
SNARES. O exército entra a força no castelo e a outra casa não tem
pra onde fugir.
5. Digestão da membrana interna e dos conteúdos. Fim do cerco, vitória
Lannister pique Hear Me Roar.
(726, 727, bit beto)
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COMO AS HIDROLASES ÁCIDAS CHEGAM AO
LISOSSOMO
MARCADOR DA HIDROLASE
● As enzimas são entregues via vesículas que brotam do TGN que incorporam
as hidrolases e expulsam outras proteínas que seriam empacotadas
● As hidrolases possuem um marcador chamado manose 6-fosfato (M6P)
○ Essa manose é fosforilada na CGN do Golgi com a P-GlcNAc
○ Na cisterna trans há a exposição da M6P com a retirada a N-acetil
glicosamina fosfatada
○ São exclusivamente ligadas à oligossacarídeos ligados a N com
resíduo terminal de manose
● Possuem também uma região sinal
● As proteínas receptoras de M6P transmembrana presentes na TGN
reconhecem a M6P e se ligam a hidrolases liossômicas na face luminal da
membrana e a proteínas adaptadoras na face citosólica para se ligar a
clatrina
FORMAÇÃO DA M6P
1. Ligação da hidrolase à N-acetil-glicosamina-fosfotransferase via região
sinal no seu sítio de reconhecimento
2. Ligação UDP-GlcNAc ao sítio catalítico da GlcNAc-fosfotransferse
3. É retirado uma uracila monofosfato (UMP) da UDP-Glc-NAc, ligando-a ao
resíduo da manose presente na hidrolase
4. Forma-se a Hidrolase lisossômica com GlcNAc-P anexado a manose do
seu oligossacarídeo
5. Liberação da hidrolase até a rede golgi trans
6. Dessa hidrolase,remove-se a N-acetil-glicosamina, formando a hidrolase
com a Manose-6-fosfato (M6P) que será transportado para o endossomo
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OBS DO ALBERTÃO:
Doença da inclusão celular
Um defeito gênico causado pela dose dupla de um gene mutante causa a má
formação ou a ausência da GlcNAc fosfotransferase, impedindo a fosforilação da
hidrolase e por fim obstaculizando a formação da manose-6-fosfato. Sem a M6P,
essa hidrolase não se conectará ao receptor de M6P e será enviada para a
membrana celular, sendo secretada. Esse paciente terá todas as hidrolases no
sangue, reduzindo a sua expectativa de vida até os 6 ou 7 anos, não chegando a
“idade reprodutiva”. (728, albertão)
TRANSPORTE DA HIDROLASE PARA O ENDOSSOMO
● A ordem do transporte das hidrolases é:
1. Essas hidrolases se ligam ao receptor de M6P
a. Essa ligação acontece a um pH de 6,5
2. Formam-se vesículas com revestimentos de clatrinas que saem pela
face trans do golgi
3. União vesícula de transporte + endossomo
4. Há uma dissociação da hidrolase do receptor de M6P
a. Ao chegar nos endossomos, entrando em contato com um pH
de 6, a M6P é liberada
5. Com a hidrolase livre, retira-se o fosfato
6. O receptor retorna para o golgi em uma vesícula formada do
endossomo revestida por retrômero
a. A reciclagem do receptor se parece com a reciclalgem de KDEL
Pode ainda acontecer um desvio da vesícula para a mp, onde recapturam as
hidrolases que vazaram do processo e foram direcionadas à mp para serem
secretadas. Esse pequeno vazamento não causa dano algum à célula, já que as
hidrolases só funcionam em um pH ácido e o citosol é neutro levemente alcalino.
(727, albertão)
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EXOCITOSE DE LISOSSOMOS
Há uma secreção do conteúdo não digerido do lisossomo, sendo uma via
utilizada por células estressadas (euzinha agora). Existem algumas células que
fazem isso o tempo todo como os melanócitos, gerando a pigmentação da pele. Um
bloqueio nessa via para essas células gera o albinismo.
ENDOCITOSE
● Ocorre via invaginação da membrana, envolvendo o material, e depois se
destacando, formando a vesícula endocítica.
○ Fagocitose → captação de partículas grandes
○ Pinocitose → captação de líquidos
● Maturação dos endossomos na via endocítica
A endocitose ocorre da seguinte maneira:
1. Vesícula endocítica + Endossomos primários
a. A carga interna é selecionada em 2:
i. Cargas devolvidas a mp diretamente ou via endossomos de
reciclagem
ii. Cargas designadas para a degradação, essas continuam no
ciclo
2. Forma-se o corpo multivesicular para a maturação dos endossomos
3. Forma-se, por fim, o endossomo tardio
a. Mudança das composições proteicas da membrana do endossomo
b. Invaginações na mp formam as vesículas intraluminais
4. A união de endossomos tardios + lisossomo forma o endolisossomo
5. O endolisossomo finaliza a sua digestão como um endossomo clássico que
pode ser reinserido no ciclo, se reconectando com lisossomos e reformando o
endolisossomo. (730, albertão)
● Caveolinas e calinas formam as cavéolas
● Pode ocorrer uma endocitose específica mediada por receptor. O soluto a ser
endocitado será específico.
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PINOCITOSE
● Várias células “pinocitam” o seu volume celular algumas vezes no dia. Como
a área superficial e o volume da célula não se altera drasticamente nesse
processo, fica claro um ciclo endocítico-exocítico.
○ Esse ciclo é preciso em células de turnover da membrana (terminações
nervosas)
● Existem as fossas revestidas por clatrina voltada para o lúmen da célula
que permitem a parte endocítica desse ciclo. Essa fossa se invagina e
destaca-se, criando uma vesícula revestida por clatrina.
○ Logo essas vesículas se fundem com endossomos primários.
● Existem ainda as cavéolas, identificada em células endoteliais. Podem
formar, antes de se invaginarem, as balsas lipídicas.
○ A sua principal proteína é a caveolina que se ligam às cavinas na face
citosólica da membrana.
○ Costumam ser estruturas estáticas, devendo ser induzidas a se
destacar
■ Transcitose → transporta cadas de um domínio a outro na célula
(732, albertão)
MACROPINOCITOSE
● É um mecanismo também independente de clatrina.
● Deve ser induzida
● Ocorre na seguinte ordem:
1. Ativação do receptor sinalizador (alerta intracelular)
2. Rearranjo de actina
3. Protrusão da membrana → ondas
4. Formação de um macro pinossomo
a. Aumenta a captação bruta de líquidos em até 10x
5. Pinocitose (endocitose de líquido)
6. Acidificação do lúmen
7. Fusão com endossomos tardios ou endolisossomos (732, albertão)
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ENDOCITOSE MEDIADA POR RECEPTORES
● As macromoléculas se ligam às proteínas receptoras transmembrana, se
acumulando em fossas revestidas por clatrina e entram na célula como uma
vesícula revestida por clatrina. (é dependente de clatrina)
● É um mecanismo seletivo
○ Permite a seleção de solutos minoritários em um grande volume, como
o colesterol.
■ Se essa captação for bloqueada, o colesterol se acumulará no
sangue criando uma predisposição à aterosclerose.
● Apolipoproteína organiza os ésteres
A ordem é:
1. O LDL se liga ao receptor de LDL se liga às fossas revestidas por clatrina em
formação
2. O receptor de LDL convoca AP2, proteínas adaptadoras, que chamam a
clatrina, finalizando a fossa
3. A clatrina forma a vesícula
4. A vesícula nua se funde ao endossomo primário
5. Endossomo primário → endossomo tardio -> lisossomo / endolisossomo
Se for identificado um acúmulo de colesterol na célula, tanto a síntese por
SCAP/SREBP, quanto a captação via endocitose mediada por receptores é pausada.
A ausência de Receptores de LDL ou uma falha neles aumenta o colesterol sérico.
(733, albertão)
RECUPERAÇÃO DE PROTEÍNAS DOS ENDOSSOMOS
1º PARA A M.P.
Os endossomos primários possuem uma função seletiva tal qual a CGN e a
TGN do golgi por conta da sua acidez. As proteínas que sofrem mudanças de
conformidades com a redução do pH normalmente serão degradadas, mas e
aquelas que não sofrem essas mudanças?
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Para o caso dos receptores de LDL, o endossomo primário cria túbulos
estreitos que formam vesículas transportadoras de reciclagem, levando essas
proteínas até a mp.
O receptor de transferrina (proteína solúvel que carrega Fe no sangue),
responsável por entregar a transferrina com o Fe para o endossomo é sensível à
redução de pH. Ao entrar em contato com a acidez do endossomo, o Fe se solta,
mas a transferrina não (true love monogâmico que as vezes é poligâmico com o Fe).
O complexo receptor de apotransferrina leva esse composto para a mp. (734,
albertão)
TRANSCITOSE
● É a passagem de domínios proteicos de um polo para outro da célula via
endossomos de reciclagem → ajuste na concentração de proteínas
específicas da mp
● A ordem que a transcitose normalmente acontece é:
1. Os complexos proteicos se movem para fossas revestidas por clatrina
2. Formação de uma vesícula revestida por clatrina
3. União à um endossomo primário
4. Depois, os receptores se movem para um endossomo de reciclagem
5. Fusão desse endossomo com a membrana do outro polo (738,
albertão)
DISTRIBUIÇÃO DE PROTEÍNAS EM UMA CÉLULA
EPITELIAL POLARIZADA
● VIA DE DISTRIBUIÇÃO DIRETA NA REDE TRANS
○ As proteínas para cada polo são selecionadas e empacotadas em
diferentes vesículas, indo diretamente para o domínio
○ Cada vesícula vai para um polo diferente (domínio basolateral, domínio
apical)
● VIA DE DISTRIBUIÇÃO INDIRETA VIA ENDOSSOMOS PRIMÁRIOS
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○ Existe a participação do endossomo, intermediando do golgi para os
domínios → Transcitose
○ Há a formação de vesículas com proteínas de ambos os domínios
dentro
○ Essa proteína é retirada por endossomos do seu domínio inapropriado
e levado até o seu domínio correto via transcitose
CAPTAÇÃO DE ANTICORPOS EM NENÊS
1. Ig se liga aos complexosde receptor-anticorpo (domínio apical da célula
epitelial) no lúmen ácido do intestino
2. Fossas revestidas por clatrina invaginam-se e formam a vesícula
3. A vesícula se une ao endossomo primário
4. Leva os complexos + Ig para o domínio basolateral
5. Aumento do pH → libera o Ig na corrente sanguínea do bebê
FAGOCITOSE PARTICIPAÇÃO DO CITOESQUELETO
● Importante para protozoários e fagócitos profissionais, como o macrófago e o
neutrófilo.
A fagocitação ocorre na seguinte ordem:
1. Ligação da partícula ao fagócito, iniciando a fagocitação
a. Se não existir um sinal inibitório
2. As Rho-GTPases ativam as PI-cinases
3. PI-cinases essas que fazem o Pi(4,5)P2
4. Pi(4,5)P2 (Fosfatidilinositol 4,5 difosfato) participa modificando o citoesqueleto
de actina montando o pseudópodo
5. Com a participação da fosfatidil-3-cinase, há a formação do Pi (3,4,5) P3
6. O fosfatidilinositol 3,4,5 trifosfato promove a montagem da borda anterior de
actina, prendendo a bactéria → fagossomo
7. União do fagossomo ao lisossomo
8. Após a degradação, podem restar corpos residuais, que podem ser
excretados via exocitose
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EXOCITOSE
● VIA SECRETORA CONSTITUTIVA
○ Acontece em todas as células
○ Não precisa de sinalização
○ Assim que a vesícula chega a mp, a vesícula secreta a carga para o
meio extracelular
○ Transporta proteínas transmembrana e proteínas solúveis
○ Atua continuamente
○ Vai direto para a mp → Via Padrão
● VIA SECRETORA REGULADA
○ Acontece em vesículas secretoras especializadas
○ Transporta apenas proteínas solúveis
○ Precisa de uma sinalização
■ Essa sinalização ocorre na leitura de um sinal na membrana
plasmática que ativa a sinalização intracelular, promovendo a
liberação de vesículas
■ Esse sinal pode ser um hormônio ou um neurotransmissor
○ Se acumulam perto da mp e algumas das suas proteínas-carga sofrem
ativação tardia
■ Processamento proteolítico → cliva a proteína, expondo a sua
parte ativa
○ Demanda rápida (743)
● DESVIO MEDIADO POR SINAL PARA LISOSSOMO
○ M6P
FORMAÇÃO DE VESÍCULA SECRETORA
● É um sistema cíclico entre a rede golgi trans e as vesículas secretoras
imaturas
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● A ordem é:
○ Clatrina na rede golgi trans → forma vesícula secretora imatura →
forma vesícula de recuperação da clatrina → clatrina na rede golgi
trans
● Possuem proteínas únicas que se agregam a proteínas do TGN
● As vesículas secretoras imaturas são “pingelos” na TGN que vão se unindo
até formar a vesícula madura
● A vesícula madura fica próxima a mp até que seja sinalizada para secretar
(sinal intracelular como aumento da concentração de Cálcio, por ex.)
EXOCITOSE DA VESÍCULA SINÁPTICAS
● ANCORAGEM → FUSÃO → SECREÇÃO
● As proteínas que participam são:
○ SNAREs V (sinaptobrevina) e T (sintaxina)
○ SNAP 25 (proteína periférica)
○ Sinaptotagmina → sítios de ligação ao cálcio
As etapas são:
1. Ancoragem → Ligação da sinaptobrevina da vesícula com a sintaxina da
membrana plasmática
2. Preparação I → Feixe snare parcialmente montado
a. A complexina evita a ligação completa da sinaptobrevina, sintaxina e
snap25 → congelamento até o influxo de ca++
3. Preparação II → Entrada de Ca++ se ligando à sinaptotagmnam fosfolipídios
e SNAREs, gerando o entrelaçamento entre as snares e fusão completa
4. Abertura dos poros de fusão → neurotransmissores liberados (745)
EXOCITOSE DE NEUROTRANSMISSORES
1. Entrega dos componentes da membrana da vesícula sináptica para a
membrana pré-sináptica
2. Endocitose de componentes da membrana da vesícula sináptica para formar
novas vesículas, entregando-as aos lisossomos
3. Brotamento da vesícula sináptica a partir do endossomo
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4. Carregamento de neurotransmissores para a vesícula sináptica
5. Secreção de neurotransmissores por exocitose em resposta a um potencial
de ação (influxo de Ca++ se ligando a sinaptogamina)
6. Neurotransmissor retorna para vesículas endocíticas sendo transportada
antiportemente pelos canais de H+
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