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VIAS ENDOCÍTICAS – ENDOCITOSE E EXOCITOSE Qual a relevância do transporte de vesículas? Transporte de substâncias, fagocitose, excreção de resíduos, a grande característica do transporte vesicular é a grande quantidade de substâncias que será transportado para dentro ou para fora da célula, ou dentro da célula. ENDOCITOSE E EXOCITOSE ->ENDOCITOSE: Formação de uma vesícula a partir da membrana plasmática, englobando e trazendo para o interior material e partículas próximo a superfície celular. Tráfego retrógrado de vesículas, retorno das vesículas. ->EXOCITOSE: Fusão de uma vesícula intracelular com a membrana plasmática liberando seu conteúdo no meio extracelular. Tráfego anterógrado. Qual organelas participam do transporte de vesículas? Qual o papel de cada uma dessas organelas? VIAS SECRETORAS >RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Liso: apresenta forma diferente, possui uma estrutura em canalículos, que também formam redes, mas de maneira diferente. Rugoso: presença de ribossomos, apresenta característica de cisternas, membranas que se dobram e se sobrepõem formando túneis, labirintos, formando uma rede dentro da célula. Constituição: -Membrana: 30% lipídeos, 70% proteínas -Cisternas ou canalículos (lúmen) -Presença ou não de ribossomos preso a membrana. O ribossomo não é fixo, ele se liga ao retículo quando recebe e sequencia sinal. -Devido a grande presença de proteínas, essa organela apresenta característica funcional, que acontece sobre a membrana do retículo, pois é nela em que estão as proteínas. Função: -Síntese e modificações proteica -Síntese e modificações de lipídeos -Síntese de hormônios esteroides -Comunicação entre organelas – via transporte vesicular -Detoxificação -Armazenamento de cálcio -Glicogenólise >RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO E A SÍNTESE DE PROTEÍNAS -Proteínas de exportação para fora da célula ou para a membrana celular passarão por esta via. -O ribossomo, por meio de uma sequência sinal irá se ligar ao retículo endoplasmático e produzir a proteína que será interiorizada neste retículo. -Quando a proteína começa a ser produzida no ribossomo, ela emite uma sequência sinal. Esta sequência sinal vai ser reconhecida por uma proteína chamada de SRP (Proteína de reconhecimento de sequência sinal). -A proteína SRP, quando se liga com a sequência sinal, sofre uma alteração na sua forma (conformacional). -A alteração conformacional da SRP vai permitir que ela seja reconhecida por seu receptor reticular (presente no retículo endoplasmático). Isso vai acontecer apenas quando a SRP está ligada com o ribossomo, devido a sinalização da sequência sinal, pois somente assim, a SRP muda a sua forma e é reconhecida pelo receptor reticular (Receptor de SRP na membrana do RE rugoso). -A proteína translocadora fica próxima ao receptor de SRP na membrana do RER, assim, quando o SRP se liga, logo a sequência sinal é reconhecida pela proteína translocadora, e inicia-se a produção da proteína que vai sendo sintetizada em direção ao lúmen no RER. Quando se inicia a síntese da proteína, a SRP logo já se desprende do ribossomo e quando o ribossomo acaba a produção de proteína, ele se solta do RER. -No momento em que a proteína está no lúmen do RE, ela começa a realizar dobramento para alcançar a sua melhor estrutura conformacional que é a estrutura terciária, a qual é a estrutura que permite a proteína exercer sua função. -Modificações que a proteína passa dentro do RE: Dobramento com auxílio de chaperonas (proteínas sensíveis ao choque térmico) Glicosilação: adiciona-se açúcares na estrutura da proteína, importante para modificar a polaridade da proteína, aumentando a afinidade pela água. >PAPEL DAS CHAPERONAS -Em uma situação normal, cerca de 80% das proteínas são mal enoveladas pelo retículo, mas as chaperonas vão lá e corrigem esse mal enovelamento. -Quando o organismo sofre alguma alteração que afeta as chaperonas, as proteínas mal enoveladas começam a se acumular no retículo, isso faz com que haja uma sinalização por proteínas sensores, que enviam um sinal para que haja mais produção de chaperonas. Se resolver, a situação se estabiliza, as proteínas sensoras param o sinal e a organela volta a exercer sua função. Mas se essa via de sinalização permanece ativa, tem-se um mecanismo de morte celular induzido por estresse de retículo. OBS. Proteína truncada, é uma proteína que está quebrada, não se enovela, ou se enovela errado. -SINALIZADORES QUE PARTICIPAM DA COMUNICAÇÃO ENTRE CHAPERONAS E RETÍCULO E GARANTEM A FUNÇÃO ADEQUADA DO RETÍCULO -Proteínas que são sensores de proteínas mal enoveladas: IRE1 PERK ATF6 -Sítio de ligação dessas proteínas ficam voltadas para dentro do retículo. IRE1 e PERK são receptores tirosina cnase, proteínas na forma de dímeros que estão dissociados, quando recebem um sinal se associam e promovem fosforilações que desencadeiam um sinal intracelular para o núcleo, sinalizando que precisa produzir mais chaperonas, tentando reestabelecer a função normal do retículo. >RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO E A SÍNTESE DE LIPÍDEOS O retículo endoplasmático liso produz lipídios, principalmente a síntese e manutenção de lipídios de membrana. Síntese dos lipídios: -Na membrana do retículo endoplasmático, tem-se uma face citosólica e uma face voltada para o lumen. A síntese de fosfolipídeos vai ir para a face citosólica e soma-se a ela, pois essa síntese depende de proteínas periféricas situadas nesta face. Quando isso acontece, a face citosólica cresce, enquanto a face voltada para o lúmen vai ficando menor. -Com isso, é preciso uma enzima que promova o movimento de flip-flop dos fosfolipídios para igualizar as faces. Assim, a enzima SCRAMBLASE (MEMBRANA DO RETÍCULO) catalisa a transferência de moléculas fosfolipídicas da face citosólica para a face do lúmen, fazendo com que as duas faces tenham a mesma quantidade de fosfolipídeos. -A membrana reticular vai crescendo, e essa membrana participa da formação de vesícula, que vai ser destinada para o complexo de golgi, e depois destinada para o lisossomo ou para a membrana. -Então através do transporte vesicular, esses fosfolipídios chegam na membrana plasmática. No entanto, na membrana plasmática tem-se uma organização dos fosfolipídios, o que não acontece na membrana vinda do RE, que chega na membrana plasmática e bagunça a distribuição dos fosfolipídios. -Com isso, é necessário a ida de outra enzima para realizar o movimento de flip-flop e reorganizar os fosfolipídios, essa enzima será a FLIPASE (MEMBRANA PLASMÁTICA). RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO -> COMPLEXO DE GOLGI -Tudo que é produzido ou modificado, tanto no retículo rugoso, quanto no retículo liso, será mandado para o complexo de golgi por meio de vesículas. >COMPLEXO DE GOLGI Constituição: Membranas (35-40% de lipídios e 60-65% proteínas) – menos proteínas na membrana, significa que a organela exerce menos funções que utilizam as proteínas, mas nesse caso ainda tem-se a predominância das proteínas. Cisternas: organização em sacos independentes achatados Face cis (voltado para o RE) e face trans (voltada para a membrana plasmática). Vesículas Funções: Processamento de proteínas e lipídeos, glicosilação (adição de açúcar), sulfatação (adição de sulfetos – ligações dissulfetos), fosforilação (adição de grupos fosfatos envolvidos com a função da proteína). Síntese de polissacarídeos – o complexo é quem sintetiza o glicogênio (OBS. O RE quebra o glicogênio – glicogenólise). Transporte e endereçamento de substâncias Formação do acrossomo (estrutura presente na cabeça do espermatozoide) Formação de membranas celulares. Modificações: Glicosilação Sulfatação Fosforilação Acontecem dentro das cisternas. Redirecionamento: Retorno ao RE Lisossomo Membrana e/ou secreção OBS. O complexo de golgi recebe a vesícula vindo do RE na rede cis e promove uma SELEÇÃO, depois encaminha para as próximas cisternas onde acontecem diversos processos,principalmente a glicosilação, na rede trans, o complexo de golgi prove outra SELEÇÃO. >LISOSSOMO -O lisossomo é uma organela que se origina do complexo de golgi e nasce primeiramente como lisossomo primário, em que o ph interno dele ainda é um ph celular. No momento em que essa vesícula se destaca do complexo de golgi, ela vai receber transportador de próton e este transportador é uma bomba dependente de ATP que joga próton para dentro da organela. O aumento do H+ dentro do lisossomo, diminui o ph, até que ele alcance um ph ótimo para que as proteínas sejam ativadas e exerçam suas funções biológicas. -É importante a atuação das proteínas lisossomais apenas no ph mais baixo, para que, caso o lisossomo se rompa, essas proteínas não venham a degradar a célula, motivo também no qual a adição de prótons começa apenas depois do lisossomo se destacar do complexo de golgi, para que não degrade a organela. Funções: Principal sítio de digestão celular Autofagia, heterofagia e biossíntese VESÍCULAS QUE SAEM DO COMPLEXO DE GOLGI E VÃO PARA AS MEMBRANAS -Essas vesículas são chamadas de vesículas exocíticas ou de secreção -SECREÇÃO CONSTITUTIVA A secreção é produzida e logo já é exocitada pelas vesículas. Exemplo: albumina, é uma proteína plasmática, que exerce papel importante no transporte de gordura, moléculas lipofílicas, na corrente sanguínea. A albumina não pode variar no sangue, portanto, o fígado constantemente produz e secreta albumina. Quando há algum problema no fígado (cirrose, câncer...) essa secreção fica comprometida. -SECREÇÃO REGULADA A liberação da secreção por meio de vesículas depende de um mecanismo regulado por um sinal. Exemplo: liberação de neurotransmissor e de insulina, liberação de histamina que depende de uma agressão ao tecido (sinaliza). EXOCITOSE Pode ser uma resposta localizada da membrana plasmática e do seu citoplasma adjacente. Exemplo: resposta alérgica (histamina); sinapse. Pode ser constitutiva ou regulada. COMO OCORRE A FORMAÇÃO DAS VESÍCULAS PELO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO E COMPLEXO DE GOLGI? A formação das vesículas é promovida pelas proteínas. -Revestimento da vesícula de transporte: Transporte de vesículas entre RE e CG é mediado pelas proteínas COP (COP1 no complexo de golgi e COP2 no retículo endoplasmático). Transporte de vesículas entre o CG e membrana plasmática é mediado por CLATRINA/DINAMINA. -O reconhecimento do destino da vesícula dependerá de qual proteína está reagindo junto com as proteínas de formação da vesícula. Por exemplo, junto com a catrina, pode haver outras proteínas que determinam que aquela vesícula irá tornar-se um lisossomo. REVESTIMENTO DA VESÍCULA DE TRANSPORTE – CATRINA -Um receptor da membrana plasmática é ativado e reconhece um determinado conteúdo que deve ser endocitado, isso faz com que ative uma cascata de sinalização, fazendo com que a catrina seja deslocada até este receptor e ela interage com a adaptina (que conecta catrina com o receptor). -A catrina tem um formato de ancora, e quando ela começa a se ligar com a adaptina ela vai sofrendo uma curvatura, que puxa a membrana, fazendo com que a membrana se curve, até formar uma vesícula. Quando a membrana forma a vesícula e tem uma extremidade próxima a outra, a dinamina que atua junto com a catrina, rompe a vesícula liberando-a para o espaço citosólico. -Após a vesícula ficar pronta dentro da célula, a catrina e a adaptina se soltam e podem participar em uma nova formação de vesícula. A vesícula fica “nua” dentro da célula. -Função das proteínas de revestimento: auxilia na formação da vesícula; ajuda no recrutamento das moléculas transportadas. -A VESÍCULA NASCEU E ESTÁ “NUA” NO CITOPLASMA, COMO ESSA VESÍCULA SABE O SEU DESTINO? PROTEÍNA!! -Todas as vesículas quando são formadas, elas recebem na sua membrana um tipo de proteína Rab, as quais definem o destino da vesícula dentro da célula. -A RAB direciona então o destino da vesícula quando a catrina se solta e as vesículas são então direcionadas por microtúbulos. OBS. Se a catrina não se soltar da vesícula, essa vesícula não terá destino na célula. -A vesícula com a RAB exposta começa a andar pelos microtúbulos através da dineína, até se fundir com outra membrana de maneira orientada. -A membrana que recebe a vesícula (membrana alvo) tem que apresentar um receptor para a RAB específica. Então, quando a RAB é reconhecida por uma proteína de aprisionamento, essa proteína, sofre uma modificação conformacional que aproxima a vesícula da membrana alvo. -Essa vesícula apresenta também uma proteína de fusão (v-SNARE) que irá interagir com outra proteína de fusão (trans-SNARE) presente na membrana alvo. Quando as duas proteínas SNARE interagem, ocorre ligações químicas fortes, que expulsam a água permitindo a fusão das membranas, sendo isso possível devido a membrana ser FLUIDA. -Todos os mecanismos de fusão da membrana, vai precisar de uma proteína RAB que encaminha para o local certo, de uma proteína de aprisionamento receptora de RAB e da interação entre as proteínas SNARE. OBS. Um exemplo diário, é a aplicação do botox, em que a toxina botulínica inibe a ação das SNARE, isso faz com que as moléculas de acetilcolina não sejam liberadas na junção neuromuscular, fazendo com que o músculo não se contraia, e impedindo a geração de rugas. AS TRÊS VIAS DE ENDOCITOSE -FAGOCITOSE -PINOCITOSE (ENDOCITOSE NÃO SELETIVA) -ENDOCITOSE MEDIADA POR RECEPTOR (ENDOCITOSE SELETIVA) ->FAGOCITOSE Envolve o englobamento de um microorganismo, fragmentos e outros, função restrita a macrófagos, neutrófilo, alguns linfócitos, células apresentadoras de antígeno, sendo estas presentes no sistema imune. -Pseudópodes envolvem a partícula alvo e se funde como uma vesícula para o interior da célula, no qual fundi com um lisossomo. -Pseudópodes são formados pelo prolongamento do citoplasma que projeta a membrana sobre alguma coisa e essa projeção é realizada pelos filamentos de actina. -Forma-se então uma vesícula (fagossomo) que quando se liga com o lisossomo passa a ser um fagolisossomo, que dregrada tudo e reaproveita o conteúdo para biossíntese ou para uma resposta imunológica. ->PINOCITOSE Fluido extracelular é capturado em uma vesícula e trazido para dentro da célula. Esse mecanismo não é seletivo: 1. Fossas revestidas por clatrina/ dinamina sem a presença de um receptor 2. Caveolina, Em algumas regiões da membrana plasmática existem alta concentração de colesterol, chamada de balsas lipídicas, onde tem-se também a presença de uma proteína chamada CAVEOLINA, a qual é alvo de vias de sinalização intracelular que desencadeiam alterações no citoesqueleto (principalmente em filamentos de actina). Quando a célula sinaliza alguma coisa e essas caveolinas se alteram, essas balsas lipídicas são desfeitas e a membrana então mais fluida começa a se curvar formando vesículas. Capturando o conteúdo por pinocitose. Após a sinalização da célula acabar, essa caveolina deixa de alterar o citoesqueleto e volta para a conformação das balsas lipídicas e a membrana se reintegra. Células tumurais apresentam esse mecanismo bem desenvolvido. A membrana se curva de maneira não regulada e tudo que é fluido que está próximo é capturado. ->ENDOCITOSE MEDIADA POR RECEPTOR Moléculas específicas se ligam a receptores na superfície celular, no qual são então incorporados em uma vesícula endocítica. -Dependente de clatrina/ dinamina -Independente de clatrina/ dinamina QUAL O DESTINO DAS VESÍCULAS ENDOCÍTICAS? -Fagocitose – sempre vai para o lisossomo -Pinocitose e endocitose mediada por receptor – terão como destino o endossomo primário que sofre uma maturação, podendo ou não se fundir com o lisossomo. Durante o processo de maturação do endossomo, pode-se ter vesículas que partem dele para ir repor a membrana plasmática. A diferença entre o endossomo primário e o endossomo tardio é a degradação do conteúdo que está dentro do endossomo, dependendo da mudança do ph,da fusão ou não com o lisossomo. -Na endocitose mediada por receptor, em um certo momento depois de internalizar a vesícula e tornar-se endossomo, esse receptor pode perder a afinidade pelo ligante e ser transportado novamente para a membrana plasmática, sendo que o ligante que fica no endossomo mais maduro pode ou não ser degradado. OBS. Algumas pessoas apresentam deficiência em receptores de LDL ou HDL, que carregam lipídios, fazendo com que a célula não consiga internalizar esses lipídios. Com isso o sangue fica mais viscoso e o indivíduo torna-se mais propenso a desenvolver modificações na pressão sanguínea, arterosclerose e outros. TRANSCITOSE Mecanismo de transporte celular que comunica dois ambientes do nosso organismo. Combinação de endocitose e exocitose. Exemplo: transporte de substâncias do sangue para o interstício do endotélio. CICLO DE MEMBRANA -Exocitose e endocitose substituem e corrigem continuamente a membrana plasmática. -Novas proteínas de membrana assim como os lipídios são produzidos nos retículos, modificados no complexo de golgi e encaminhados até a membrana na forma de vesícula onde se fundem com a membrana pré-existente.