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Endomembranas Celulares

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Biologia Molecular e Celular
Isabel Lima
ENDOMEMBRANAS, p. I
Está perdido?
As anotações que eu fiz durante a aula estão em preto.
Já as anotações feitas durante a leitura do Alberts estão em azul! Aproveite.
Referências utilizadas:
ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; et al. Biologia molecular da célula. Artmed, 2010.
RESUMO DAS ORGANELAS
● Núcleo —> contém o genoma + DNA da mitocôndria/cloroplasto + sítio de
síntese de DNA e RNA
● Citosol —> Sítio de síntese e degradação de proteínas + metabolismo
intermediário da célula
● Ribossomos —> Não membranosa, síntese de proteínas integrais ou
solúveis
● Retículo endoplasmático
○ Rugoso —> Ribossomos ligados
○ Liso —> Síntese lipídica + reserva de cálcio
● Golgi —> Pilhas de compartimentos discóides (cisternas de golgi). Recebe
lipídeos e proteínas do RE e os transporta modificando-os ou não.
● Mitocôndrias/Cloroplastos —> Produzem ATP
● Lisossomos —> Degradação de organelas mortas, macromoléculas ou
partículas endocitadas via enzimas digestivas
● Endossomos —> Vesículas que carregam o material endocitado para o
lisossomo
● Peroxissomo —> Possui enzimas para reações oxidativas
(Alberts, 641 e 642)
A concentração ou variações nessas organelas depende da função da célula.
Por exemplo, células do plasma que secretam anticorpos tem um RE rugoso bem
Biologia Molecular e Celular
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desenvolvido. Células do tecido adiposo, por sua vez, tem um RE liso bem grande.
(Alberts, 643)
NÚCLEO
TEORIA DO SURGIMENTO DO ENVELOPE NUCLEAR E AS
SUAS CONCLUSÕES
1. Uma arqueia anaeróbica ancestral perdeu a parede celular rígida ⇒
facilitando a transferência horizontal de genes
2. Aumento da fagocitose e da digestão de outros procariotos ⇒ Acelera o
processo evolutivo
3. M.p. invagina-se para proteger o cromossomo ⇒ Surge a membrana dupla
da carioteca
4. Evaginação da carioteca⇒ Retículo Endoplasmático
a. Por isso que existe uma continuidade espacial entre eles dois
5. Novas invaginações da mp formando novas organelas com um lúmen
topologicamente igual ao exterior da célula (644)
6. Bactéria aeróbia sendo tomada intacta para simbiose ⇒ mitocôndria /
plastídio
a. A diferença da mitocôndria e dos plastídeos que forma os cloroplastos
é que eles possuem o próprio genoma.
b. Semelhanças entre esse genoma com o genoma bacteriano sugere a
teoria da endossimbiose de Lynn Margulis.
c. Não fazem parte da troca de vesículas entre as organelas (644)
Assim, o lúmen das organelas endomembranas
são topologicamente equivalentes ao meio extracelular.
Da mesma forma, o nucleoplasma e o citoplasma também
são topologicamente equivalentes. Essas organelas estão
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Isabel Lima
sempre se comunicando, seja por continuidade, que é o caso da carioteca e do RE,
seja por transporte de vesículas. Ou seja, pode-se pensar que todas essas
organelas são do mesmo compartimento topologicamente falando. (644, alberts)
TRANSPORTE DE PROTEÍNAS ENTRE AS
ENDOMEMBRANAS
● NÚCLEO —> CITOSOL ⇒ Comportas
○ Os poros nucleares são canais seletivos que auxiliam ou transporte
ativo de macromoléculas ou a difusão facilitada de micromoléculas
entre dois espaços topologicamente iguais (nucleoplasma —>
citoplasma). (646, albertão)
● R.E. —> GOLGI ⇒ Vesículas
○ As vesículas são intermediárias de transporte envoltos por uma
membrana transportando um soluto entre dois locais topologicamente
iguais (RE —> golgi, por exemplo)
● CITOSOL —> CLOROPLASTO, MITOCÔNDRIA, PEROXISSOMO, NÚCLEO
E R.E. ⇒ Transmembrana
○ Os translocadores de proteínas transmembrana são proteínas integrais
que transportam outras proteínas para locais topologicamente
diferentes (citosol —> RE, golgi, mitocôndria e etc)
SEQUÊNCIAS-SINAL
● São específicas para cada destino
○ Podem ser uma organela ou fora do citosol
● As proteínas sem essa sequência ficarão no citosol
● Possuem de 15 à 60 aminoácidos
● Peptidases-sinal retiram essa sequência quando a proteína chega ao seu
destino
● Um conjunto tridimensional de sequências podem formar uma região-sinal
utilizado para importação nuclear ou transporte vesicular
Biologia Molecular e Celular
Isabel Lima
● Essas sequências são reconhecidas pelos receptores de endereçamento
complementares que levam essa proteína-carga até o endereço específico.
São busões, basicamente.
● Com a destruição momentânea da carioteca, há a união do citoplasma com o
nucleoplasma, misturando as proteínas. Com a re construção do envelope,
para o retorno das proteínas nucleares, há a sequência sinal que não é
clivada após a importação nuclear;
DÁ PRA FAZER UMA ORGANELA SEM OUTRA PRÉVIA?
Não. Para a produção de um outro RE, precisa-se de um prévio. As células
filhas herdam um conjunto completo de membranas especializadas, haja vista que
as células não produzem essas endomembranas do zero em uma versão acelerada
da evolução das endomembranas via invaginações.
Ou seja, as informações necessárias para a construção das organelas não
reside apenas no DNA. (648, alberts)
TRANSPORTE CITOSOL —> NÚCLEO
Existe uma continuidade entre as membranas do envelope nuclear, embora
as membranas sejam diferentes. A interna contém proteínas com sítios de ligação
para cromossomos e a lâmina nuclear (uma malha proteica que dá suporte estrutural
para o envelope). Já a externa possui uma continuidade com o RE, haja vista que
o ele é uma evaginação da carioteca. Isso causa também uma semelhança
funcional, haja vista que ribossomos podem “grudar” a carioteca produzindo
proteínas, tal qual o RE rugoso. As proteínas produzidas na membrana externa da
carioteca são transportadas para o espaço perinuclear o qual é contínuo com o
lúmen do RE. (649, alberts)
O transporte é por intermédio do poro
nuclear, sendo uma estrutura óctupla com
as nucleoporinas na parte interna. Voltado
para o citosol, há a presença de fibras
citosólicas e voltado para o nucleoplasma há
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a cesta nuclear. Para esse transporte, um sinal intacto é mais que importante,
qualquer mutação nele afeta diretamente o transporte.
O conjunto de poros nucleares forma o NPC, Complexo de Poros Nucleares.
Esses complexos podem transportar até mil moléculas para ambas as direções ao
mesmo tempo e não se sabe como esse canal regula o seu tráfego interno. (650,
alberts)
Como os poros nucleares possuem canais aquosos, moléculas polares ou
carregadas passam com facilidade. Já as macromoléculas difundem-se em uma
velocidade menor.
A seletividade das proteínas que são importadas ou exportadas derivam dos
sinais de localização nuclear presente na proteína a ser transportada. Esses sinais
são reconhecidos pelas fibrilas do canal. (651, alberts)
As importinas (ou receptores de importação celular) são proteínas que
carregam as proteínas carga até o núcleo, é o uber do rolê. Algumas proteínas
precisam de uma proteína adaptadora que se ligará a proteína carga e também a
importina. Existem também as exportinas (ou receptores de exportação celular)
que são as proteínas que carregam a carga do núcleo ao citosol. Tanto as importinas
como as exportinas são codificadas de uma mesma família de genes dos
receptores de transporte celular ou carioferinas.
Existem as proteínas vaivém, que trafegam continuamente entre o citosol e
o núcleo por terem muitos sinais de importação e exportação. As taxas relativas a
importação/exportação determinam a sua localização (tipo o gato de schrodinger e a
velocidade e a posição do elétron só que da biologia), se tem mais sinais de
importação é provável que essa proteína esteja no núcleo. As células as controlam
ligando e desligando os sinais. (654, albertão)
RÃS, SAPOS E SEUS GRADIENTES
AS VEZES O BULLYING Q EU SOFRI SE EXPLICA SABE…….
A Ran é um interruptor molecular que pode existir em dois estados
conformacionais: Ran-GDP ou Ran-GTP. (653, alberts)
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Forma-se um gradiente de Ran-GDP no meio citosólico por conta da
presença do Ran-GAP (Ran-GTPase activatingprotein) que hidrolisa o GTP
(guanina + 3Pi) formando o GDP.
Já no nucleoplasma forma-se uma concentração de Ran-GTP, isso ocorre
por conta do Ran-GEF (fator de troca de guanina ou guanine exchange factor) que
troca o GDP por um GTP novo.
Ou seja, tenha em mente que:
● Citosol —> Muito Ran-GDP por conta da Ran-GAP (o casaco gap fica
fora do corpo)
○ Não se liga a importinas
● Nucleoplasma —> Muito Ran-GTP por conta da Ran-GEF
○ Se liga a exportinas
Também saiba que:
● Ran-GAP —> Hidrolisa GTP (gap capa o fosfato)
● Ran-GEF —> Troca GDP por um GTP novo
Esse gradiente de Ran-GDP e Ran-GTP auxilia no transporte nuclear.
A IMPORTAÇÃO NUCLEAR
Há uma ligação da importina com a proteína, saindo do citosol. Chegando no
nucleoplasma, a Ran-GEF trocou um GDP por um GTP formando a Ran-GTP que se
ligará a importina, expulsando a proteína-carga no nucleoplasma. Esse compsoto
Ran-GTP + importina seguirá o gradiente do GTP, levando-a para fora do
nucleoplasma. Chegando no citoplasma, há a hidrólise do GTP via Ran-GAP,
formando o Ran-GDP para assim re-iniciar o ciclo.
Ou seja, a ordem é:
1. Ligação Importina + proteína carga
2. Passagem desse composto para o nucleoplasma (que não se liga com
importinas)
3. Chegando no nucleoplasma a Ran-GRF troca o GDP por um GTP que se liga
a importina
4. Libera a proteína carga no nucleoplasma
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5. Ligação Ran-GTP + importina
6. Fluxo desse composto para o citoplasma seguindo o gradiente de Ran-GTP
7. Ran-GAP hidrolisa Ran-GTP formando Ran-GDP de novo e liberando energia
A EXPORTAÇÃO NUCLEAR
Há a ligação entre o Ran-GTP, a importina e a proteína carga que serão
transportadas para fora do núcleo. No citosol há a hidrólise do GTP via Ran-GAP,
liberando a proteína carga no citosol. Assim, há o transporte da importina de volta
para o nucleoplasma seguindo o gradiente de Ran-GDP (o Ran-GTP virou Ran-GDP
que tem muito no citoplasma, como tem muito, ele corre). No nucleoplasma, esse
Ran-GDP será fosforilado pela Ran-GRF formando novamente a Ran-GTP para
outro transporte.
Ou seja, a ordem é:
1. Ligação Ran-GTP + exportina + proteína carga
2. Composto vai para o citoplasma seguindo gradiente de Ran-GTP
3. Ran-GAP hidrolisa a GTP formando a Ran-GDP
4. Libera a proteína carga no citosol
5. Exportina passagem esse composto de volta para o nucleoplasma
6. Ran-GRF troca GDP por GTP formando a Ran-GTP de novo
EXPORTAÇÃO DE RNAs
snRNAs, miRNAs e tRNAs ligam-se à exportinas que usam do gradiente de
Ran-GTPs. Já os mRNAs são exportados de maneira diferente. A primeira diferença
é que ele passa como um grande conjunto, se ligando ao lado Nuclear do NPC,
onde serão remodelados e transportados via hidrólise de ATP. (655, albertão)
obs: zuco não falou disso na aula
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PRA QUÊ QUE ISSO É ÚTIL
CÉLULAS T
A ligação da célula T com o antígeno libera Ca++ no citosol (o alerta citado na
S02). Isso chama a calcineurina (proteína fosfatase) que se ligará a proteína NF-AT
(que possui 3 fosfatos) hidrolisando-os e liberando 3Pis. A ligação da calcineurina a
NF-AT esconde a sua face de exportação nuclear e expõe a face de importação que
estava “escondida” atrás dos fosfatos. Assim, há a passagem desse composto para
o nucleoplasma, ativando a transcrição gênica para a resposta imunológica.
Quando a concentração de Ca++ volta para o repouso no citosol a
calcineurina libera a NF-AT que será fosforilada por uma proteína-cinase ativa com o
gasto de ATP. Essa fosforilação volta a esconder a face de sinalização para
importação e expoe a face de exportação, passando esse composto para o citosol.
Resumindo de um jeito engraçado porém triste pique columbine:
1. Ca++ no citosol chegou o serial killer na escola estadunidense, pânico,
alarme, desespero
2. Calcineurina corre e se liga a NF-AT, liberando 3 Pi e expondo o sinal de
importação
3. NF-AT + Calcineurina correm para o nucleoplasma pra se proteger do
branco que tanto sofreu bullying
4. Ativa a transcrição gênica e chama a polícia
5. Quando o Ca++ vaza a calcineurina larga da NF-AT, expondo o sinal de
exportação,
6. A NF-AT volta pra escola-citosol
7. Não façam bullying com os seus amiguinhos. É sério.
A BIOSSÍNTESE DO COLESTEROL
● COLESTEROL ALTO
Há a ligação do colesterol com a proteína SCAP que se conecta a SREBP
(proteína de resposta ao esterol). Isso impede a produção de mais colesterol.
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● COLESTEROL BAIXO
Sem o colesterol, a SCAP muda a sua conformidade e é empacotada junto
com o SREBP em vesículas de transporte para o RE e depois para o Golgi. As
proteases do Golgi atuam na SREBP liberando um fator transcricional importante
para a síntese de colesterol na sua membrana. O domínio citosólico se movimenta
para o núcleo, onde se liga ao promotor de genes que codificam proteínas
envolvidas na biossíntese do colesterol e ativam a sua transcrição. Desse modo,
mais colesterol é produzido. (656, albertão)
OBS: As pessoas com colesterol alto
Nesse caso, o colesterol é alto no soro (colesterol sérico) e não na célula.
Algumas pessoas com variações genéticas possuem uma mutação nas proteínas de
membrana para translocação de colesterol para o lado citosólico, bloqueando-as.
Assim, mesmo que no sangue haja muito colesterol, a célula ainda acredita que o
colesterol está baixo, produzindo mais com a quebra do SREBP.
SUMIÇO DA CARIOTECA DURANTE A PRÓFASE
A lâmina nuclear (rede bidimensional de proteínas filamentosas
intermediárias) da forma e estabilidade ao envelope nuclear, ancorando-se a ela por
ligações a NPCs e transmembranas e também se relacionando com a cromatina.
(656, albertão)
Proteínas quinases (cdk) fosforila uma das lâminas da carioteca fazendo com
que as fibras que fazem o envelope percam a conexão. Assim, ficam filamentos de
carioteca fosforiladas soltas durante a prófase, aparecendo o cromossomo
metafásico. As proteínas da membrana, não mais ligadas a lâmina, difundem-se
para o lúmen do RE. A proteína motora dineína, por exemplo, participa ativamente
da quebra do envelope nuclear.
Para a reconstrução do envelope, primeiro precisa-se marcar a localização da
cromatina no citosol. Já que a Ran-GEF continua agregada à cromatina durante a
mitose, cria-se uma nuvem de Ran-GTP ao redor da cromatina, localizando-a.
Assim, proteínas dos NPCs livres e as proteínas da carioteca anexam-se ao
cromossomo. Assim, os NPCs ativam a reimportação de proteínas núcleo
plasmáticas e há a reprodução da carioteca. (657, albertão)
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Na telófase, há a presença de uma fosfatase que hidrolisa esses filamentos
fosforilados, desfosforilado-os e permitindo a sua reconexão formando novamente
uma das lâminas da carioteca.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
RESUMO SOBRE O RETÍCULO
O RE é um labirinto de túbulos ramificados e de vesículas achatadas que se
estendem através do citosol conectando-se, onde o seu espaço luminal ou espaço
cisternal ocupa mais de 10% do volume celular.
As membranas do RE são contíguas com a membrana celular e ainda com a
carioteca, ligando do centro a periferia com o seu sistema de produção e transporte.
Para atender à algumas necessidades especiais da célula, o RE pode se
especializar, como por exemplo:
● Para “agilizar” a produção de proteínas, por exemplo, o RE aderiu ribossomos
à sua superfície, passando a transloca-los enquanto eles eram traduzidos
(importação cotraducional), surgiu assim a skin RE Rugoso.
● As partes sem ribossomos são chamadas de RE liso que participa do
○ Metabolismo de lipídios, acomodando enzimas que fazem o colesterol
e o modifica a fim de formar os hormônios esteróides
○ Do processo de detoxificação da célula,guardando enzimas, como o
citocromo P450, que catalisam reações de quebra de toxinas
○ Do sequestro de Ca++ do citosol, recaptando-o após a expressão do
sinal
■ Função muito importante nas células musculares em que o RE
liso usa a skin de retículosarcoplasmático, em que essa função
de armazenar cálcio sofre um upgrade.
● As áreas do RE liso que “cospem” vesículas de transporte são chamadas e
RE transicional.
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TRANSPORTE DE PROTEÍNAS PARA O LÚMEN DO RE
Existem duas maneiras pelas quais as proteínas podem ser endereçadas ao
retículo:
● TRANSLOCAÇÃO COTRADUCIONAL
○ Mais comum eu eucariotos
○ Significa que o transporte está acontecendo ainda durante a tradução
da proteína, onde o ribossomo está aderido ao retículo
● TRANSLOCAÇÃO PÓS-TRADUCIONAL
○ Mais comum em leveduras
○ O transporte ocorre depois da tradução feita em ribossomo livre
A HIPÓTESE DO SINAL
O EXPERIMENTO QUE COMPROVA
Houve o isolamento de microssomos rugosos e lisos do RE em um tubo com
gradiente de sacarose que sofrerá centrifugação em 1970. Os microssomos lisos
têm baixa densidade e param de sedimentar, flutuando em baixas concentrações de
sacarose (mais para cima do tubo). Já os microssomos rugosos têm alta densidade
e param de sedimentar flutuando em altas concentrações de sacarose (mais para o
final do tubo). Os microssomos rugosos possuem todas as proteínas do lúmen do
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RE rugoso, inclusive a peptidase de sinal, que é responsável por clivar
sequências-sinal de endereçamento ao RE.
No experimento chave, houve a comparação entre uma proteína traduzida a
partir de um mRNA em um ribossomo livre e em um microssomo derivado do RE
rugoso. Constatou-se que a proteína derivada do rb livre era maior que a do
microssomo, enquanto que a decodificada no microssomo tinha o tamanho correto.
Esses aminoácidos “extras” são justamente a sequência sinal. (672, albertão)
A UTILIDADE DA SEQUÊNCIA SINAL
O RE importa 2 tipos de proteínas do citosol: as transmembrana (que são
parcialmente translocadas, então fica um ou dois bracinhos pra fora presos na
bicamada do RE) ou as solúveis em água (que é completamente translocada).
Ambas as proteínas são endereçadas para o RE pela sequência sinal. (672,
albertão). Ou seja, essa sequência de aminoácidos é como um GPS para a proteína.
Ela também auxilia na abertura do canal de translocação, servindo como chave.
Existe ainda a partícula de reconhecimento de sinal, o SRP, sendo uma
estrutura proteica do tipo haste. Uma parte da SRP se liga a sequência sinal à
medida que a cadeia polipeptídica emerge do ribossomo, já a outra se liga na
interface entre as subunidades ribossomais, pausando a tradução.
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A IMPORTAÇÃO COTRADUCIONAL DE PROTEÍNAS PARA O RE
1. Ligação do SRP (partícula de reconhecimento de sinal) à sequência sinal,
“abraçando” um ribossomo
a. Aqui, o SRP pausa a tradução momentaneamente. Essa pausa é útil
para dar tempo do rb se ligar à membrana do RE antes que a tradução
seja completada. Sobretudo, essa pausa evita uma enovelação das
proteínas grandes. (674, albertão)
2. Ligação do SRP ao receptor de SRP
a. O receptor de SRP é uma proteína transmembrana do RE
3. Ligação do Ribossomo ao canal de translocação Sec61
a. A abertura do canal de translocação se dá pela sua ligação com a
sequência sinal, que o mantém aberto até o fim da tradução e da
translocação.
4. Retorna a tradução junto com a translocação (translocação
cotraducional)
5. Liberação do SRP, que será reutilizado em outro ciclo
6. Liberação da proteína no lúmen do RE
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OS TRÊS TIPOS DE TRANSLOCAÇÃO
● TRANSLOCAÇÃO COTRADUCIONAL EM SEC61
○ O rb é conduzido pela SRP se ligando a Sec61 (canal de
translocação). Ligada a ela, o rb traduz a sua proteína que passará
pelo único canal que resta: por dentro da translocadora
○ O canal, quando inerte, é bloqueado por uma alfa hélice, evitando a
passagem de íons
○ Esse canal possui uma fenda lateral, permitindo o deslocamento da
proteína translocada para a bicamada. (676)
○ O seu conjunto com componentes acessórios é chamado de translócon
(677, albertão)
○ Não é necessário energia adicional
○ Ocorre em bactérias, arqueas e eucariotos
● TRANSLOCAÇÃO PÓS TRADUCIONAL EM EUCARIOTOS
○ Necessita de um complexo adicional (Sec62, 63, 71, 72) ligada ao
Sec61, que adiciona moléculas BiP (chaperona do tipo hsp70
chamada BInding Protein) na cadeia translocadora.
○ A hidrólise do ATP cria um ciclo de ligações das proteína BiP, que puxa
a proteína para o lúmen do RE.
○ As BiP evitam também o enovelamento das proteínas no citosol (677)
○ Necessita de uma energia adicional
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● TRANSLOCAÇÃO PÓS TRADUCIONAL EM BACTÉRIAS
○ Aqui, o transporte é feito do citosol para o espaço extracelular
○ Há a ligação do SecY a uma ATPase SecA que funciona tipo um
pistão.
○ Com a hidrólise do ATP, o pistão (uma parte da SecA) desce e empurra
uma parte da proteína para fora.
○ Necessita de uma energia adicional
OBS: BiP, chaperona hsp70
A BiP, além de participar na translocação pós traducional, ela percebe
proteínas enoveladas incorretamente se ligando a cadeia mal-criada que não
deveria estar exposta se tivesse sido bem empacotada. A hidrólise do ATP cria um
ciclo dinâmico de alta e baixa afinidade de ligação com as proteínas. (683, albertão)
FORMAÇÃO DAS PROTEÍNAS TRANSMEMBRANAS (com dois bracinhos)
TRANSMEMBRANA DE PASSAGEM ÚNICA
A sequência sinal é lida duas vezes: uma no citosol, pela SRP, e outra no
canal de translocação, assumindo a função de sequência sinal de início de
transferência, responsável por abrir o poro. Essa sequência se liga não só ao canal,
mas também ao centro hidrofóbico da bicamada. (678, albertão)
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No meio da proteína, há ainda a sequência de parada de transferência no
que, quando lida pelo canal de translocação, ativa a peptidase de sinal,
responsável pela clivagem da sequência sinal de início de transferência,
inserindo-o na bicamada. Posteriormente, esse sinal será degradado.
A sequência de parada fica como uma âncora, que assumirá a forma de
alfa hélice ou beta pregueada. Assim, fica um braço da proteína para o citosol e um
outro braço voltado para o lúmen do RE, ambos ligados pela sequência de parada.
As transmembranas de passagem única passam de 3 maneiras: (679, albertão)
● Sequência sinal N-terminal: a sequência fica na ponta do N terminal.
○ Sempre o N-terminal fica voltado para o lúmen do RE
● Sequência sinal interno: a sequência fica no meio da proteína
○ C terminal (N —> C): Quando a Amina (NH2) fica para o citosol o
carboxi (COOH) fica para o lúmen do RE
■ Isso ocorre quando a tradução se inicia na amina e termina no
carboxi
○ N terminal (C —> N): Quando o carboxi fica para o citosol e a amina
para o lúmen do RE
■ Isso ocorre quando a tradução se inicia no carboxi e termina na
amina
○ A importância dessa orientação se dá na membrana plasmática.
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COMBINAÇÕES INTERCALADAS DE SINAIS DE INÍCIO E SINAIS DE
PAUSA E OS CANAIS MULTIPASSO
Para canais multipassos, quando há essa parada da translocação, deixando
um braço para fora e outro para dentro, um desses braços se liga ao próximo canal
e reinicia a translocação com um sinal de início. É um movimento semelhante a
costura, ou seja, essa proteína vai “costurando” a membrana”.
Proteínas que passam por canais multipassos tem que ter sequências de
início e parada intercaladas. Ou seja, a sequência de início permite a passagem, a
de parada pausa e deixa a linha solta que se re conectará com a membrana com
outra sequência de início.
Nesse caso, a sequência de parada não induz a clivagem da sequência de
início.
Sequências-sinal de início e de parada
agem para corrigir a topologia da proteína na
membrana, trancando-as como alfa hélices.
Sobretudo, sabe-se que uma sequência sinal
atuará como a de início ou de parada a depender
da sua posição na cadeia, uma vez que a função
pode ser trocada via DNA recombinante.
O SRP inicia a leitura procurando por sinais hidrofóbicos na N-terminal indoem direção a C-terminal. Reconhecendo-o, há o início da translocação e assim o
próximo sinal será obrigatoriamente de parada e assim por diante.
Esse mecanismo cria uma assimetria na membrana, expondo domínios
diferentes para cada lado da membrana. Essa assimetria é mantida em
brotamentos.
FORMAÇÃO DE PROTEÍNAS ANCORADAS PELA CAUDA (com um bracinho)
1. Há a ligação da sequência sinal da proteína com um complexo de
pré-endereçamento
2. Esse complexo se liga a ATPase Get3
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3. A ATPase Get3 se liga aos seus amigos os backyardigans Get2 e Get1
4. Com a hidrólise do ATP, há a inserção da proteína na bicamada, usando da
sequência sinal como âncora, deixando um bracinho só pra fora
Essas proteínas ancoradas por caudas possuem subunidades SNARE, que
regulam o tráfego vesicular, função importantíssima para o RE transicional.
Nessa situação, a inserção é pós traducional! Aqui não há cotradução.
FORMAÇÃO DAS PROTEÍNAS GLICOSILADAS (bracinho doce)
1. Formação de um oligossacarídeo precursor à um lipídio (dolicol)
ancorado na membrana luminal do RE —> oligossacarídeo precursor
pré-formado composto de N-acetilglicosamina, manose e glicose. (683,
albertão)
2. Esse oligossacarídeo se liga a Oligossacaril transferase
3. A oligossacaril transferase liga o oligossacarídeo à uma proteína,
especificamente por um resíduo de asparagina ou ligados a N
4. Essa oligoproteína continua no lúmen da vesícula e do golgi, passando para a
bicamada externa da membrana.
a. No golgi, esse oligossacarídeo será modificado, criando toda a
diversidade das proteínas glicosiladas
As glicoproteínas ligadas a N são as mais comuns, em especial para que ocorra o
enovelamento adequado no N. (685, albertão)
ENOVELAMENTO DE PROTEÍNAS (bracinho cacheado kaka)
O enovelamento de proteínas é a formação de estruturas proteicas
secundárias ou terciárias e pode ocorrer dentro do RE rugoso quando essa
proteína possui o sinal de retenção no RE, tornando-se uma proteína residente no
RE. Um exemplo de uma proteína residente no RE é a proteína dissulfeto
isomerase, que catalisa a oxidação de grupos sulfidrila (SH) livres na cisteínas para
formar as ligações dissulfeto. (682, albertão)
A proteína não-enovelada possui um oligossacarídeo precursor ligado a N
que será recortado pela glicosidase até possuir uma única molécula de glicose.
Biologia Molecular e Celular
Isabel Lima
Essa única hexose será reconhecida pela calnexina ou calreticulina (duas
chaperonas de ligação de carboidratos)
Essa calnexina irá verificar a enovelação da proteína
1. Se ela estiver bem enovelada, a calnexina irá retirar esse resíduo de
glicose e exportará a proteína.
2. Caso a proteína não esteja completamente enovelada, a calnexina
leva essa proteína até a uma glicosil transferase, que irá adicionar
outra glicose à proteína, reinserindo-a no ciclo.
As repetidas passagem nos ciclos da calnexina ou da calreticulina vai
enovelando a proteína. Isso tudo acontece no lúmen do RE. (685, albertão)
E AS PROTEÍNAS QUE NÃO CONSEGUEM SE ENOVELAR?
As proteínas rebeldes que não conseguem se enovelar após repetir o ciclo da
calnexina são marcadas para a exportação. Há a ligação de chaperonas na
proteína mal enovelada, a ligação de Lectinas ao seu oligossacarídeo precursor
e também a degradação das ligações S-S via dissulfeto isomerase.
Essa proteína será encaminhada para um canal translocador que fará a retro
translocação dela para o citosol. No citosol, essa proteína será marcada pela
ubiquitina via a E3 ubiquitina ligase. Essa cadeia poliubiquitina chama o
proteassomo que irá quebrar essa proteína afuncional.
FORMAÇÃO DO GPI
A scramblase mistura os fosfolipídios no RE, permitindo com que haja
fosfatidilinositol na bicamada interna (distribuição essa impossível na membrana
plasmática). Ligado a esse fosfatidil, há 3 manoses e uma fosfoetanolamina com N
terminal..
Nessa bicamada há a presença de um peptídeo C terminal que é clivado,
deixando uma parte dela no lúmen do RE. Essa parte solta com final carboxi será
colada ao grupo amino da fosfoetanolamina formando uma ligação peptídica que
resultará na âncora de GPI.
(689, big beto)
Biologia Molecular e Celular
Isabel Lima
SÍNTESE DOS FOSFOLIPÍDIOS
1. Ácido graxo chega ao RE transportada por uma proteína
2. Inserção do ácido graxo na bicamada externa do RE
3. CoenzimaA liga-se a um ácido graxo e expulsando uma hidroxila, reação de
substituição essa catalisada pela Acil-Coa-ligase
4. O glicerol 3-fosfato se liga a 2 ácidos graxos com terminais Coa formando o
ácido fosfatídico
5. A fosfatase tira o fosfato do ácido, formando o diacilglicerol que é instável e
se liga ao radical do fosfolipídio na sua versão CDP (cdp-colina,
cdp-etanolamina, cdp-inositol e cdp-serina)
RESUMÃO: Ácido graxo —> ácido graxo + CoA —> 2 AG + Glicerol-Pi (Ácido
fosfatídico) —> Diacilglicerol —> Fosfatidilinositol, fosfatidiletanolamina,
fosfatidilserina e fosfatidilcolina.
Como a maioria dos fosfolipídios é formado no folheto citosólico do RE,
precisa-se mistura-los de maneira rápida (o flip flop demora muito). Assim, entra em
ação a scramblase que, de maneira não seletiva, embaralha os fosfolipídios. Na
membrana plasmática/golgi (albertinho) a flipase irá reorganizar os fosfolip de
maneira seletiva, seguindo a assimetria já estabelecida previamente. (690, albertão)
O DIFERENTÃO: ESFINGOLIPÍDIO
No RE há a formação da ceramida, quando ligada a fosforilcolina, será
convertida em esfingomielina que formará o esfingolipídio. Caso a ceramida seja
exportada virgem para o golgi, ela será matéria prima para glicolipídios.
LIGAÇÕES DE DISSULFETO
No lúmen do RE há a formação de ligações de dissulfeto por ser um
ambiente oxidante, permitindo a formação de cadeias proteicas tridimensionais.
Quando essas proteínas forem transportadas para a membrana, elas irão passar
para a membrana externa, mantendo as ligações de dissulfeto.
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Isabel Lima
Já no citosol, por ser um ambiente redutor (tem maior disponibilidade de
H+), há a formação de SH, impedindo esse tipo de ligação entre as proteínas.

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