SINTESE PROTEICA E SISTEMAS DE ENDOMEMBRANAS

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BIOLOGIA CELULAR E HEREDITARIEDADE I
 RIBOSSOMOS E SISTEMAS DE ENDOMEMBRANAS
CASO INSULINA
 INSULINA→
É uma proteína, sintetizada por ribossomos
RIBOSSOMOS
• Ribossomos livres 
-Podem formam os polirribossomos, que são ribossomos unidos por uma única
molécula de RNA mensageiro
• Ribossomos aderidos a membrana do retículo endoplasmático
-Constituem o retículo endoplasmático rugoso
-Pode haver polirribossomos também aderidos a membrana do retículo
-As proteínas que não ficarão no citosol da célula, são sintetizadas com o acréscimo
de um segmento que serve de sinal, o qual direciona o ribossomo para o retículo,
que ao produzir a molécula proteica, esta será liberada dentro da cisterna (interior
do RE), aonde o sinal é removido e esta proteína poderá seguir para:
• Membranas canais, bombas, proteínas transportadoras→
• Vesículas secretoras insulina→
• Endossomos lisossomos enzimas digestivas→ →
-As proteínas em formação, que não possuem essa sequência sinal no seu RNAm,
ficam na célula e serão direcionadas para seu uso: núcleo, mitocôndria, cloroplasto,
peroxissomos.
OBS. O direcionamento de certas proteínas para o RER é muito importante, visto
que algumas destas podem ser enzimas, que degradam o material da célula (lipase,
RNAlise), então é fundamental o isolamento destas.
COMO É REALIZADO O DIRECIONAMENTO DO RIBOSSOMO PARA O RE?
1. A síntese proteica têm início no citosol, assim, proteínas que irão para o RE,
possuem uma sequência inicial de códons, a qual é lida e transformada em
uma sequência de aminoácidos. Essa sequência de aminoácidos que direciona o
ribossomo para o RE é chamada de sequência sinal. 
2. A sequência sinal, quando pronta, é reconhecida por uma molécula (partícula
de reconhecimento de sinal SRP)→
3. A partícula SRP escolta (direciona) o complexo ribossomo + RNAm para o
retículo endoplasmático. É um intermediário, reconhece o sinal e faz a ligação
do complexo ribossomo + RNAm com a membrana do RE. 
Portanto, o papel da SRP é dirigir a síntese proteica para o RE e fazer o
atracamento (agarrar). No RE, a partícula SRP se liga ao receptor SRP
(presente na membrana do RE)
4. A SRP se desliga de todo esse complexo e é reciclada para ser utilizada
novamente. O ribossomo se liga a um poro de translocação (translocon) e é
por este poro aonde o peptídeo sinal vai se ligar e possibilitar a síntese
proteica para o interior do RE.
5. Associado ao canal tranlocon, tem-se uma peptidase sinal, que realiza a
quebra e retira o peptídeo sinal da molécula proteica em formação, visto que
este já cumpriu seu papel.
6. Terminado a síntese, a proteína é liberada na luz do RE.
7. Após a proteína ser liberada do ribossomo, ela precisa adquirir sua
conformação terciária para se tornar ativa, sendo assim, estas tem a ajuda
das chaperonas, as quais dobram as proteínas tornando-as ativas. 
OBS. Chaperonas proteínas de choque térmico. →
8. Os ribossomos se dissociam e são reutilizados.
E SE O DOBRAMENTO FALHAR? MUTAÇÃO NA CHAPERONA?
-Caso haja uma falha no dobramento da proteína, esta proteína não terá função,
então irá se ligar (conjugar) a ubiquitina. 
-A ubiquitina é um marcador que direciona a proteína para degradação no
proteassomo (organela – complexo de multiplas enzimas que contém proteálises). 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
-Retículo endoplasmático liso (REL) e rugoso (RER) podem ser a mesma organela
que dependendo do estado metabólico da célula há predominância de um ou não. 
-Existe uma continuidade entre a carioteca e o RER e entre o RER e o REL. 
MODIFICAÇÕES PÓS-TRADUCIONAIS
DNA (Núcleo) transcrição RNAm ribossomo tradução proteína → → → → →
-As modificações pós-traducionais são aquelas que acontecem após o processo de
tradução (síntese proteica).
-Começam no RE e terminam no final do complexo de golgi
-Essas modificações englobam processos como:
• Fosforilação
Adição de grupos de fosfato alteram a forma da proteína→
• Glicosilação
Adição de açúcares, sendo importante para o direcionamento e o
reconhecimento
• Proteólise
A clivagem do polipeptídeo permite aos fragmentos dobrarem-se em
diferentes formas
 A DINÂMICA→
 RNA mensageiro sai do núcleo por meio dos poros nucleares
 Adentram no RER 
 Síntese proteica
 Continuidade com o REL
 Brotamento de vesículas
 Vesículas se fundem ao complexo de golgi na face cis
 Atravessa pela rede de membranas do complexo de golgo
 Brotam vesículas da face trans do complexo de golgi
 Essas vesículas possuem como destino: membranas, lisossomos, grânulos de
secreção
COMPLEXO DE GOLGI
Função
-Organela membranosa
-”Correio” empacota, endereça e dado destino→
-No complexo de golgi, ocorrem a maioria das modificações pós-traducionais:
• Na face cis/ entrada/ comecinho do golgi, predomina as modificações do tipo
fosforilação. Assim, ocorre a adição de fosfato.
• No golgi médio, ocorre a adição de açúcares
• No final do golgi/ face trans ocorre a proteólise clivagem de proteínas.→
Exemplo: na insulina, provavelmente é este o local em que ocorre a clivagem
do peptídeo C.
-Dependendo do tipo celular, desempenhará a função de síntese mais acentuada ou
não, apresentando certas organelas mais desenvolvidas ou não. Exemplo:
• Hemácia: não possui núcleo e sua função é relacionada com transporte de
gases, portanto, não apresenta organelas como o RER e golgi desenvolvidos.
• Plasmócito: produz anticorpos, alta secreção, portanto, possui RER e golgi
bem desenvolvidos.
• Células produtoras de hormônios esteroides possuem REL bem desenvolvido→
• Células que realizam muita detoxificação (fígado) REL bem desenvolvido→
SÍNTESE DE INSULINA
Modelo para estudo das organelas
-A insulina é produzida no pâncreas pelas células beta.
-O gene da insulina está localizado no braço curto do cromossomo 11, na posição
15.5 (11p15.5). O segmento de DNA tem 1430pb (476aa).
-Após a transcrição do DNA em RNAm, tem-se o processo de slicing, o qual
remove os íntrons.
-O RNAm maduro sai do núcleo e é direcionado para a síntese proteica
-Quando há o peptídeo sinal, o complexo ribossomo + RNAm é direcionado para o
RE
-Após ligar-se ao RE, primeira coisa que acontece é a clivagem do peptídeo sinal
-Síntese proteica e liberação no lúmen do RE
-Inicialmente é sintetizado no lúmen do RE, a pré-pró-insulina (formada por cadeia
A + cadeia B + peptídeo C + peptídeo sinal)
-Ainda no RER, é removido o peptídeo sinal e esta molécula passa a ser chamada de
pró-insulina.
-No final do complexo de golgi, na rede trans, o peptídeo C é removido, e as
cadeias A e B são conectadas por pontes dissulfeto. Tem-se agora a insulina
madura, a qual já pode ser secretada. 
-No momento da secreção, tem-se a equimolaridade entre insulina e peptídeo C,
sendo 1 insulina/ 1 peptídeo C. Com o tempo, isso pode se alterar devido o tempo
de meia vida, sendo importante ater ao momento exato da secreção.
OBS. As pontes dissulfeto conectam os aminoácidos cysteína. Quem faz essa conexão
é uma enzima chamada dissulfeto isomerase. Se houver alguma mutação nesta
enzima, isto afetará a formação da proteína ativa final (insulina madura), levando a
alguma patologia.
INSULINA HUMANA AMINOÁCIDO TREONINA (THR)→
-Na cadeia B, o primeiro aminoácido depois do peptídeo C é a treonina – no
humano
-Na insulina do porco, neste mesmo local, ao invés da treonina tem-se a alanina. 
-No passado a insulina do porco era muito utilizada e isso dava muito problema,
principalmente por reações alérgicas.
-Atualmente, temos a engenharia genética que possibilitou inserir o gene humano na
bactéria e fazer com que ela produza a insulina humana insulinas recombinantes.→
ANÁLOGOS DE INSULINA 
Produzidos por bactérias
Não possuem peptídeo conector, pois ao ser inserido na bactéria é tirado a
sequência que produziria este peptídeo. Isso ocorre porque as bactérias não possuem
organelas para posteriormente fazer a proteólise deste peptídeo. Portanto, insulina
sintética não possui peptídeo C.
 LISPRO→
Esta insulina contéma inversão da lysina com a prolina em sua estrutura molecular
 ASPART→
Na posição 28 em que deveria haver uma prolina, haverá um ácido aspártico no
lugar
-Porque é importante essa troca de aminoácidos?
Essa troca de aminoácidos oferece características diferentes, havendo assim
diferentes tipos de insulina (ação rápida, ação lenta, …). Assim, dependendo do
perfil do paciente, o médico vai receitar uma insulina mais adequada. 
SECREÇÃO DA INSULINA
-Alimentação Glicose no sangue vai para as células alcança as células beta do→ → →
pâncreas
-A glicose nas células beta será convertida em glicose 6 fosfato pela glicocinase
(glicose-6 fosfatase) e seguirá para o metabolismo celular para gerar ATP.
Obs. Se houver alguma mutação nesta enzima (glicocinase), isso vai afetar toda a
via, pois não vai haver produção de ATP, não haverá despolarização, sem influxo de
Ca2+ e nem secreção de insulina. Tem-se portanto um tipo de diabetes genético
(MOD 2)
-A alta quantidade de ATP fecha o canal de K+
-O potássio é mais concentrado dentro da célula e tende a sair, quando seu canal se
fecha, ele começa a ficar acumulado no citosol e aumenta a positividade no interior
da célula.
-Isso vai levando a uma despolarização da membrana da célula
-A despolarização vai ativar canais de cálcio dependentes de voltagem
-O cálcio que é mais concentrado no meio extracelular, segue para o interior da
célula (influxo de Ca2+).
-O aumento da [Ca2+] na célula estimula a fusão das vesículas contendo insulina
com a membrana e a exocitose do material.
OBS. A secreção de insulina pode ser dependente também de estímulos nervosos, de
outros hormônios e não só apenas a glicemia.
Os estímulos para a produção da insulina envolvem diversos mecanismos genéticos
mais complexos. 
O importante é saber que os níveis de glicose no sangue são importantes para o
estímulo da secreção.
SULFONIURÉIAS
A medicação imita a ação do ATP no canal de potássio, porém se liga
externamente. Assim, ela vai fechar o canal de K+, possibilitando a despolarização,
com consequente entrada de cálcio e sinalização para exocitose da insulina.
COMO A INSULINA ATUA?
-A insulina se liga em seu receptor, presente principalmente em músculo esquelético
e tecido adiposo, e promove uma cascata de sinalização que faz com que ocorra a
translocação de vesículas contendo o GLUT 4, que estavam armazenadas na célula. 
-Essas vesículas com GLUT 4 (transportador de glicose) se fundem a membrana e
possibilitam com que a glicose entre na célula, diminuindo a glicemia.
-Quando a glicose entra, o receptor da insulina perde afinidade com a insulina e isso
sinaliza para que os GLUT 4 sejam removidos da superfície de membrana, os quais
são endocitados e armazenados em vesículas até que chegue um novo estímulo.