Organelas Celulares

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ORGANELAS CELULARES 
Fernando Tavares Brasil Teixeira 
Célula eucariótica é subdividida em compartimentos funcionalmente distintos envoltos por membranas. Cada 
compartimento, ou organela, contém seu próprio conjunto característico de enzimas e outras moléculas especializadas, 
e sistemas de distribuição complexos transportam produtos específicos de um compartimento a outro. 
As proteínas conferem características estruturais e propriedades funcionais a cada compartimento. Elas catalisam as 
reações que lá ocorrem e transportam seletivamente pequenas moléculas para dentro ou para fora do compartimento 
Nas organelas envoltas por membrana, as proteínas também servem como marcadores de superfície organela-
específicos que direcionam novas remessas de proteínas e lipídeos para as organelas apropriadas. 
Variam em abundância e podem ter propriedades adicionais que diferem de um tipo celular para outro. 
Sistemas de membranas intracelulares formam compartimentos fechados que são separados do citosol, criando assim 
espaços aquosos funcionalmente especializados dentro da célula. 
Como a bicamada lipídica das membranas celulares é impermeável a muitas moléculas hidrofílicas, a membrana de uma 
organela deve conter proteínas de transporte de membrana para a importação e a exportação de metabólitos 
específicos. 
Cada membrana de organela deve ser dotada também de um mecanismo para a importação e incorporação de 
proteínas específicas que a tornam única. 
 DIVISÃO CELULAR E ORGANELAS 
Quando uma célula se reproduz por divisão, ela precisa duplicar suas organelas, realizando essa tarefa com um aumento 
das organelas existentes por incorporação de novas moléculas e dividindo e distribuindo-as às duas células-filhas. Cada 
célula-filha herda de sua mãe um conjunto completo de membranas celulares especializadas. Essa herança é essencial, 
uma vez que a célula não produz tais membranas do zero. 
As proteínas de membrana que definem o RE e realizam muitas das suas funções são produto do RE. Um novo RE não 
pode ser feito sem um RE já existente ou, pelo menos, sem uma membrana que contenha especificamente as proteínas 
translocadoras requeridas para importar proteínas selecionadas do citosol ao RE. O mesmo aplica-se às mitocôndrias. 
Portanto, parece que as informações necessárias à construção de organelas não residem exclusivamente no DNA que 
especifica as proteínas das organelas. 
Algumas organelas podem formar-se de outras organelas e não precisam ser herdadas no processo de divisão celular, 
como vesículas intermediárias. 
O citoplasma circundante consiste no citosol e nas organelas citoplasmáticas nele imersas. O citosol é o principal sítio 
de síntese e degradação de proteínas. Ele também desempenha a maior parte do metabolismo intermediário da célula – 
isto é, as muitas reações pelas quais algumas pequenas moléculas são degradadas e outras são sintetizadas para 
fornecer as unidades fundamentais das macromoléculas 
Os ribossomos são organelas que não estão envoltas por membrana; eles sintetizam proteínas de membrana integrais e 
solúveis, muitas das quais são secretadas para o exterior da célula ou para outras organelas. 
Na maioria das células, por exemplo, o aparelho de Golgi está localizado próximo ao núcleo, enquanto a rede de túbulos 
do RE estende-se do núcleo por todo o citosol. 
Essas distribuições características dependem das interações das organelas com o citoesqueleto (microtúblos). 
 NÚCLEO 
O envelope nuclear encerra o DNA e define o compartimento nuclear 
O núcleo contém o genoma e é o sítio principal de síntese de DNA e RNA. 
Consiste em duas membranas concêntricas, penetradas pelos complexos do poro nuclear 
A membrana nuclear interna contém proteínas que atuam como sítios de ligação para cromossomos e para a lâmina 
nuclear 
Lâmina nuclear é uma malha proteica que fornece suporte estrutural para o 
envelope nuclear; a lâmina também atua como um sítio de ancoragem para 
cromossomos e citoesqueleto citoplasmático (via complexos proteicos que 
cruzam o envelope nuclear) 
A membrana interna é circundada pela membrana nuclear externa, a qual é 
contínua com a membrana do RE. Apresenta, assim como o RE, ribossomos 
envolvidos na síntese de proteínas. 
Espaço perinuclear: o espaço entre as membranas nucleares interna e 
externa, contínuo com o lúmen do RE 
Tráfego bidirecional ocorre continuamente entre o citosol e o núcleo. As 
muitas proteínas com função nuclear – histonas, DNA-polimerases e RNA-
polimerases – são seletivamente importadas do citosol, onde são sintetizadas, 
para o compartimento nuclear. 
Ao mesmo tempo, quase todos os RNAs são sintetizados no compartimento 
nuclear e então exportados para o citosol. 
Assim como o processo de importação, o processo de exportação é seletivo 
 COMPLEXO DO PORO NUCLEAR (NPC) 
Complexos do poro nuclear (NPCs, de nuclear pore 
complexes) perfuram o envelope nuclear. 
Cada NPC é composto de um conjunto de cerca de 30 
diferentes proteínas, ou nucleoporinas. 
Cada nucleoporina está presente em cópias múltiplas 
Cada NPC pode transportar até mil macromoléculas por 
segundo e em ambas as direções ao mesmo tempo. 
Cada NPC contém canais aquosos, através dos quais pequenas 
moléculas solúveis em água podem difundir-se passivamente. 
Pequenas moléculas difundem-se tão rapidamente que o envelope nuclear pode ser considerado livremente permeável 
a elas. Grandes proteínas, entretanto, difundem-se de maneira muito mais lenta, e quanto maior a proteína, mais 
lentamente ela passa através dos NPCs. O tamanho-limite para difusão livre é resultado da estrutura do NPC. 
O canal de nucleoporinas com extensas regiões não estruturadas forma um emaranhado desordenado que restringe a 
difusão de grandes macromoléculas enquanto permite a passagem de pequenas moléculas. 
Uma vez que muitas proteínas celulares são demasiadamente grandes para passar por difusão através dos NPCs, o 
compartimento nuclear e o citosol podem manter diferentes composições de proteínas. 
 NUCLÉOLO 
Local da célula destinado à formação da subunidade ribossômica. 
Consiste em uma rede de RNAs e proteínas concentradas em torno dos genes de RNA ribossômico que estão sendo 
ativamente transcritos. 
Não está delimitado por uma membrana 
Tais estruturas originam ambientes bioquímicos distintos, pela imobilização de 
determinados tipos de macromoléculas. Isso permite que determinadas moléculas 
entrem nesses espaços para serem processadas com grande eficiência. 
Não pode concentrar nem excluir pequenas moléculas específicas. 
É formado apenas quando há necessidade e criam uma alta concentração local de 
diversas enzimas e moléculas de RNA necessárias. 
Os genes de rRNA estão distribuídos em dez grupos, localizados próximo à extremidade de uma das duas cópias de 
cinco pares cromossômicos diferentes, contribuindo com alças de DNA (contendo os genes rRNA) para o nucléolo. 
Desaparece na fase M do ciclo celular. 
Seu tamanho reflete o número de ribossomos que a célula está produzindo. 
Outros RNAs, como o RNAt, também é produzido nos nucléolos, bem como a enzima telomerase – são produzidos RNAs 
não codificadores. 
 MITOCÔNDRIA 
Delimitadas por dupla membrana. 
Especializadas na síntese de ATP, utilizando energia oriunda do 
transporte de elétrons e da fosforilação oxidativa 
Têm seu próprio DNA e RNA, bem como um sistema completo de 
transcrição e tradução, incluindo ribossomos, o que as permite 
sintetizar algumas de suas próprias proteínas. 
São móveis, que mudam de formato e posição de forma constante. 
Em outras células, elas permanecem fixas em um local da célula 
para direcionar ATP de modo direto a um sítio de consumo atipicamente alto de ATP. Célula muscular cardíaca: 
localizadas próximas aos aparelhos contráteis. Espermatozoide: firmemente presas ao redor do flagelo motor 
O número presente em diferentes tipos celulares varia e muda com a necessidade de energia da célula. Célulamuscular 
esquelética: o número pode aumentar de 5 a 10 vezes, em virtude do crescimento e da divisão mitocondrial que ocorre 
se o músculo é repetidamente estimulado a contrair-se. 
Embora contenha seu próprio DNA, ribossomos e outros componentes para síntese de proteínas, a maioria das suas 
proteínas é codificada no núcleo celular e importada do citosol. 
Subcompartimentos: a matriz mitocondrial e o espaço intermembrana, que é contínuo ao espaço das cristas. 
Eles são formados pelas duas membranas mitocondriais concêntricas: a membrana interna, que envolve o espaço da 
matriz e forma extensas invaginações, as cristas, e a membrana externa, que está em contato com o citosol. 
Membrana externa: 
1. Contém muitas moléculas de uma proteína de transporte porina. 
2. É permeável a todas as moléculas de pequenas, incluindo pequenas proteínas. Isso torna o espaço 
intermembranas quimicamente equivalente ao citosol em relação às pequenas moléculas que contêm. 
Membrana interna: 
1. É impermeável à passagem de íons e à maioria das pequenas moléculas. A matriz mitocondrial, portanto, 
contém apenas moléculas que podem ser seletivamente transportadas à matriz através da membrana interna, e 
o seu conteúdo é altamente especializado. 
2. Sítio de transporte de elétrons e bombeamento de prótons e contém a ATP-sintase (fosforilação oxidativa) 
Equivalência entre a quantidade de cristas e a demanda de ATP: número de cristas é 3x maior em uma mitocôndria de 
célula muscular cardíaca do que em uma mitocôndria de uma célula hepática. 
Novas mitocôndrias são produzidas pelo crescimento de organelas preexistentes, seguidos de fissão 
 PEROXISSOMO 
Envolvidos por uma única membrana 
Não possuem DNA ou ribossomos. 
Por não serem dotados de genoma, todas as suas proteínas são codificadas no núcleo. Obtêm muitas das suas proteínas 
por importação seletiva do citosol 
Contêm enzimas oxidativas, como catalase e urato oxidase, em concentrações muito elevadas 
Assim como as mitocôndrias, os peroxissomos são os principais sítios de utilização de oxigênio. 
Hipótese: os peroxissomos são um vestígio de uma organela ancestral que 
realizava todo o metabolismo de oxigênio nos ancestrais primitivos das 
células eucarióticas. Eles podem ter servido para reduzir a concentração 
de oxigênio intracelular, enquanto também usavam sua reatividade 
química para fazer reações oxidativas úteis. O desenvolvimento posterior 
das mitocôndrias tornou os peroxissomos bastante obsoletos, porque 
muitas das mesmas reações – as quais foram inicialmente conduzidas nos 
peroxissomos sem produção de energia – foram agora acopladas com a 
formação de ATP, por meio da fosforilação oxidativa. 
Assim denominados porque costumam conter 1 ou + enzimas que 
empregam oxigênio molecular para remover átomos de hidrogênio de 
substratos orgânicos específicos em uma reação oxidativa que produz 
peróxido de hidrogênio (H2O2) 
A catalase utiliza o H2O2 gerado por outras enzimas na organela para oxidar uma variedade de outros substratos pela 
reação “peroxidativa”: H2O2 + R´H2 → R´ + 2H2O 
Esse tipo de reação oxidativa é particularmente importante nas células do fígado e do rim, nas quais os peroxissomos 
destoxificam várias moléculas tóxicas que entram na corrente sanguínea. 
Cerca de 25% do etanol que bebemos é oxidado a acetaldeído dessa forma. 
Quando um excesso de H2O2 acumula-se na célula, a catalase o converte em H2O por meio da reação: 2H2O2 → 2H2O 
+ O2 
A principal função das reações oxidativas realizadas nos peroxissomos é a quebra de moléculas de ácido graxo, processo 
denominado b-oxidação. Encurta as cadeias alquil dos ácidos graxos, convertendo-os, assim, em acetil-CoA (acetil-
coenzima A). Os peroxissomos exportam então acetil-CoA ao citosol para utilizá-la em reações biossintéticas. 
Uma função biossintética essencial dos peroxissomos animais é catalisar as primeiras reações na formação de 
plasmalogênios, que são a classe mais abundante de fosfolipídeos na mielina. A deficiência de plasmalogênios causa 
anomalias profundas na mielinização dos axônios das células nervosas, sendo essa uma das razões por que muitos 
distúrbios peroxissômicos levam a doenças neurológicas 
 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE) 
A membrana do RE em geral constitui mais do que a metade da membrana total de uma célula animal 
Está organizado num labirinto de túbulos ramificados e de vesículas achatadas que se estendem através do citosol 
Os túbulos e sacos são interconectados 
o RE e as membranas nucleares formam uma folha contínua envolvendo um espaço interno único, chamado de lúmen 
do RE ou espaço cisternal do RE. 
o RE tem um papel central na biossíntese de lipídeos e proteínas, servindo também como um local de armazenamento 
intracelular de Ca2+, que é usado em muitas respostas de sinalização celular 
As células musculares possuem um abundante RE liso modificado, denominado retículo sarcoplasmático. A liberação e 
a recaptação de Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático disparam a contração e o relaxamento das miofibrilas, durante cada 
ciclo de contração muscular 
A membrana do RE é o sítio de produção de todas as proteínas transmembrana e lipídeos para a maioria das organelas 
celulares. 
Quase todas as proteínas que serão secretadas para o exterior celular – acompanhadas daquelas destinadas ao lúmen 
do RE, ao aparelho de Golgi ou aos lisossomos – são enviadas inicialmente ao lúmen do RE. 
O RE liso é abundante e proeminente em células que se especializam no metabolismo de lipídeos, como células que 
sintetizam hormônios esteroides a partir do colesterol. 
Quando a síntese proteica é vigorosa, o sistema pode tornar-se sobrecarregado. Quando a produção proteica da célula 
excede a capacidade de transporte e enovelamento do seu RE, as proteínas malenoveladas começam a acumular-se. 
Essas proteínas aberrantes servem como um sinal para orientar a célula a produzir mais RE. Isso ocorre pela ativação de 
um grupo especial de receptores que residem na membrana do RE, que, por sua vez, ativam um vasto programa de 
transcrição chamado de resposta de proteína desenovelada (UPR, de unfolded protein response). O programa estimula 
a célula a produzir mais RE, incluindo toda a maquinaria molecular necessária para reabilitar o enovelamento e o 
processamento apropriados da proteína 
Se um equilíbrio apropriado não puder ser restabelecido – e proteínas malenoveladas continuarem a acumular-se –, o 
programa UPR pode direcionar a célula a se autodestruir por apoptose. Tal situação pode surgir em diabete iniciado em 
adultos, onde os tecidos do corpo gradualmente se tornam resistentes aos efeitos da insulina. À medida que as células 
secretoras de insulina no pâncreas são convocadas a produzir mais e mais insulina, seu RE poderá alcançar a capacidade 
máxima, ponto no qual a expansão adicional se torna fisiologicamente impossível. O programa UPR pode então acionar 
a morte celular. 
Áreas de RE liso a partir das quais vesículas carregando proteínas recém-sintetizadas e lipídeos se desprendem para 
transporte até o aparelho de Golgi são chamadas de RE transicional. 
Esses ribossomos ligados à membrana cobrem a superfície do RE, criando regiões chamadas retículo endoplasmático 
rugoso, ou RE rugoso; uma especialização do retículo. 
O RE liso expandido acomoda as enzimas que fazem o colesterol e o modificam a fim de formar os hormônios 
O hepatócito também possui uma quantidade significativa de RE liso. Ele é o principal sítio de produção de partículas de 
lipoproteína, que carregam lipídeos a outras partes do corpo via corrente sanguínea. 
As enzimas que sintetizam os componentes lipídicos das lipoproteínas estão localizadas na membrana do RE liso, a qual 
também contém enzimas que catalisam uma série de reações para destoxificar substâncias lipossolúveis e vários 
compostos danosos produzidos pelo metabolismo. 
As reações de destoxificação são realizadas pela família de enzimas citocromo P450,que catalisam reações nas quais 
substâncias insolúveis em água ou metabólitos que poderiam ser acumulados em níveis tóxicos nas membranas 
celulares são transformados em solúveis em água o suficiente para deixarem a célula e serem excretados na urina. 
A adição covalente de oligossacarídeos às proteínas é uma das principais funções biossintéticas do RE. 
Cerca de metade das proteínas solúveis e ligadas à membrana que são processadas no RE – incluindo aquelas 
destinadas ao transporte– são glicoproteínas que sofrem modificações nesse caminho. 
Durante a forma mais comum de glicosilação da proteína no RE, um oligossacarídeo precursor pré-formado é 
transferido em bloco para proteínas. Esse oligossacarídeo é transferido ao grupo NH2 (N-terminal) da cadeia lateral de 
um aminoácido asparagina na proteína, sendo, por isso, considerado ligado ao N ou ligado à asparagina 
A transferência é catalisada por uma enzima ligada à membrana, uma oligossacaril transferase, que tem seu sítio ativo 
exposto no lado do lúmen da membrana do RE 
Uma molécula lipídica especial denominada dolicol abriga o oligossacarídeo precursor na membrana do RE. 
O oligossacarídeo precursor é transferido para a asparagina-alvo em um único passo enzimático imediatamente depois 
de o aminoácido ter alcançado o lúmen durante a translocação da proteína. 
O oligossacarídeo precursor é ligado ao lipídeo dolicol por uma ligação pirofosfato de alta energia, que providencia a 
energia de ativação para conduzir a reação de glicosilação 
A membrana do RE é o local de síntese de quase todas as principais classes de lipídeos da célula, incluindo fosfolipídeos 
e colesterol necessários à produção de novas membranas celulares. 
A síntese de fosfolipídeos ocorre exclusivamente no folheto citosólico da membrana do RE, por causa de seus sítios 
ativos. 
As células plasmáticas, que secretam moléculas de anticorpos na corrente sanguínea, contêm uma quantidade enorme 
amplificada de RE rugoso, que é encontrado em enormes e achatadas camadas 
 COMPLEXO DE GOLGI 
Consiste numa coleção de sacos achatados, sacos definidos por 
membranas (cisternas), que estão empilhados como pratos, com cada 
pilha contendo de 3-20 cisternas 
Cada pilha possui duas faces distintas: uma face de entrada (ou cis) e uma face de saída (ou trans). A face cis é 
adjacente ao RE, e a face trans aponta em direção à membrana plasmática. 
Muitos dos grupos oligossacarídicos que são adicionados às proteínas no RE sofrem modificações posteriores no 
aparelho de Golgi. Cadeias complexas de oligossacarídeos são criadas por processos bastante ordenados onde açúcares 
são adicionados e removidos por uma série de enzimas que atuam em uma sequência rigidamente determinada à 
medida que as proteínas passam através da pilha de Golgi 
Existe correlação entre a posição de uma enzima na cadeia de eventos de processamento e a sua localização na pilha de 
Golgi: enzimas que atuam no início são encontradas em cisternas próximas à face cis, e as enzimas que atuam mais 
tarde são encontradas nas cisternas próximas à face trans. 
 LISOSSOMO 
Sacos membranosos de enzimas hidrolíticas que conduzem a digestão 
intracelular controlada de materiais extracelulares e organelas 
esgotadas. Também degradam proteínas, ácidos nucleicos, 
oligossacarídeos e fosfolipídeos. 
Todas essas enzimas são otimamente ativas nas condições ácidas (pH 
~5) mantidas dentro dos lisossomos. A membrana do lisossomo 
normalmente mantém essas enzimas destrutivas fora do citosol (cujo 
pH é em torno de 7,2), mas a dependência de um pH ácido dessas 
enzimas protege o conteúdo do citosol contra danos, ainda que algum 
vazamento ocorra. 
Possui uma membrana única circundante. 
A membrana lisossômica contém transportadores que permitem que os produtos finais da digestão de macromoléculas, 
como aminoácidos, açúcares e nucleotídeos, sejam transportados ao citosol 
A membrana também contém uma bomba de H+ dirigida por ATP, a qual, como na membrana endossômica, bombeia 
H+ para dentro dos lisossomos, mantendo, dessa forma, seu conteúdo em um pH ácido 
A maioria das proteínas da membrana lisossômica é bastante glicosilada de forma singular; os açúcares, que cobrem 
muito da superfície das proteínas revestindo o lúmen, protegem as proteínas da digestão pelas proteases lisossômicas. 
Enzimas digestórias especializadas e proteínas de membrana do lisossomo são sintetizadas no RE e transportadas pelo 
aparelho de Golgi. Enquanto no RE e na rede cis de Golgi, as enzimas são etiquetadas com um grupo de açúcares 
fosforilado específico (manose 6-fosfato), de forma que, quando elas chegam na rede trans de Golgi, são reconhecidas 
por um receptor apropriado, o receptor da manose 6-fosfato. Essa etiquetagem permite que as enzimas sejam 
distribuídas e empacotadas em vesículas de transporte, as quais se destacam e entregam seu conteúdo aos lisossomos 
por endossomos tardios. 
 MOVIMENTO DAS PROTEÍNAS ENTRE OS COMPARTIMENTOS 
A síntese de todas as proteínas começa em ribossomos no citosol, exceto as poucas proteínas que são sintetizadas nos 
ribossomos das mitocôndrias 
Seu destino subsequente depende da sua sequência de aminoácidos, a qual pode conter sinais de endereçamento que 
direcionam seu envio a locais fora do citosol ou a superfícies de organelas. Podem orientar o transporte de proteínas do 
RE a outros destinos na célula. Algumas proteínas não possuem um sinal de endereçamento e, consequentemente, 
permanecem no citosol como residentes permanentes. 
Os sinais de endereçamento na proteína transportada são reconhecidos pelos receptores de endereçamento 
complementares. 
 SEQUÊNCIAS-SINAL E RECEPTORES DE ENDEREÇAMENTO 
Sequências-sinal são frequentemente encontradas na porção N-terminal da cadeia polipeptídica. Peptidases-sinal 
especializadas removem a sequência-sinal da proteína finalizada quando o processo de endereçamento está completo. 
Sequências-sinal também podem ser extensões internas de aminoácidos, permanecendo como parte da proteína. Tais 
sinais são usados em transportes controlados por comportas para dentro do núcleo. Formam um arranjo específico 
tridimensional de átomos na superfície das proteínas. 
As proteínas destinadas para transferência ao RE em geral possuem uma sequência-sinal na sua região N-terminal 
Muitas dessas proteínas passarão do RE para o aparelho de Golgi, mas algumas com uma sequência-sinal específica são 
reconhecidas como residentes no RE e retornam a ele. 
As sequências-sinal são tanto necessárias como suficientes para o endereçamento de proteínas. 
Embora suas sequências de aminoácidos possam variar muito, as sequências-sinal das proteínas que têm o mesmo 
destino são funcionalmente intercambiáveis; 
Propriedades físicas, como a hidrofobicidade, em geral parecem ser mais importantes no processo de reconhecimento 
de sinal do que a exata sequência de aminoácidos. 
São reconhecidas pelos receptores de endereçamento complementares, que guiam proteínas ao seu destino 
apropriado, onde os receptores descarregam suas cargas. 
Os receptores funcionam cataliticamente (atuam como catalisadores): depois de completar uma rodada de entrega, eles 
retornam ao seu ponto de origem para serem reutilizados. 
 TRANSPORTE CONTROLADO POR COMPORTAS 
Transporte controlado por comportas: proteínas e moléculas de RNA se movimentam entre o citosol e o núcleo através 
de complexos do poro nuclear no envelope nuclear. Os complexos do poro nuclear funcionam como canais seletivos 
que auxiliam o transporte ativo de macromoléculas específicas e conjuntos macromoleculares entre os dois espaços 
equivalentes topologicamente, embora também permitam a difusão livre de pequenas moléculas; 
O tráfego bidirecional ocorre continuamente entre o citosol e o núcleo. As muitas proteínas com função nuclear são 
seletivamente importadas do citosol, onde são sintetizadas, para o compartimento nuclear. 
Ao mesmo tempo, quase todos os RNAs são sintetizadosno compartimento nuclear e então exportados para o citosol. 
Sinais de localização nuclear: 
1. (NLSs, de nuclear localization signals) são responsáveis pela seletividade desse processo nuclear de importação. 
2. Os sinais de localização nuclear podem estar situados praticamente em qualquer lugar na sequência de 
aminoácidos e, supostamente, formam alças ou regiões na superfície da proteína. 
3. A localização exata do sinal dentro da sequência de aminoácidos de uma proteína nuclear não é importante. 
contanto que uma das subunidades da proteína de um complexo 
multicomponente exponha um sinal de localização nuclear, o 
complexo inteiro será importado para o núcleo. 
O transporte macromolecular pelos NPCs é diferente do transporte 
de proteínas pelas membranas das outras organelas, pois ocorre 
por um grande e expansível poro aquoso, em vez de usar uma proteína transportadora abrangendo uma ou mais 
bicamadas lipídicas. 
As partículas ligam-se às fibrilas como tentáculos que se estendem desde as nucleoporinas de suporte na borda do NPC 
para o citosol e, então, prosseguem através do centro do NPC. 
Para iniciar a importação nuclear, a maioria dos sinais de localização nuclear deve ser reconhecida pelos receptores de 
importação nuclear, algumas vezes chamados de importinas (importins) 
Os receptores de importação são proteínas citosólicas solúveis que se ligam tanto no sinal de localização nuclear da 
proteína-carga quanto nos domínios não estruturados do canal de nucleoporinas alinhados no centro do poro 
Uma vez no núcleo, os receptores de importação dissociam-se da sua carga e retornam ao citosol. Essa dissociação 
ocorre apenas no lado nuclear do NPC, conferindo desse modo direcionalidade ao processo de importação. 
Os sistemas de transporte de importação e de exportação funcionam de modo similar, mas em direções opostas: 
baseiam-se nos sinais de exportação nuclear nas macromoléculas a serem exportadas, assim como nos receptores de 
exportação nuclear complementares, ou exportinas 
Assim como outras GTPases, a Ran é um interruptor molecular que pode existir em dois estados conformacionais, 
dependendo de o GDP ou o GTP estar ligado 
A conversão entre os dois estados é desencadeada por duas proteínas reguladoras Ran-específicas: 
1. GAP (GTPase-activating protein): proteína ativadora de GTPase citosólica, que aciona a hidrólise de GTP, 
convertendo Ran-GTP em Ran-GDP. Visto que ela se encontra no citosol, existe nele mais Ran-GDP. 
2. GEF (guanine echange fator): um fator de troca de guanina nuclear, que promove a troca de GDP para GTP, 
convertendo Ran-GDP em Ran-GTP. Visto que se encontra no núcleo, existe nele mais Ran-GTP. 
Receptores de importação entram então no canal. Se atingirem o lado nuclear do complexo do poro, Ran-GTP liga-se a 
eles, e se chegarem carregados com moléculas-carga, a ligação de Ran-GTP faz os receptores de importação liberarem 
sua carga. 
Como Ran-GDP no citosol não se liga a receptores de importação (ou exportação), o descarregamento ocorre apenas no 
lado nuclear do NPC. 
Dessa maneira, a localização nuclear de Ran-GTP cria a direcionalidade do processo de importação. 
Depois de descarregar sua carga no núcleo, o receptor de importação vazio com Ran-GTP ligado é transportado de volta 
ao citosol através do complexo do poro. 
Lá, Ran-GAP estimula Ran-GTP a hidrolisar seu GTP ligado, convertendo-o, assim, a Ran-GDP, o qual dissocia-se do 
receptor. O receptor está pronto, então, para outro ciclo de importação nuclear 
 TRANSLOCAÇÃO DE PROTEÍNAS 
Translocação de proteínas: translocadores de proteínas transmembrana transportam diretamente proteínas específicas 
através da membrana do citosol para um espaço que é topologicamente diferente. A molécula de proteína transportada 
em geral precisa desdobrar-se para passar pelo translocador. O transporte inicial das proteínas selecionadas do citosol 
para o lúmen do RE ou para a mitocôndria, por exemplo, ocorre dessa forma. Proteínas integrais da membrana 
costumam usar os mesmos translocadores que deslocam apenas parcialmente essas proteínas através da membrana, 
tornando-se então incorporadas à bicamada lipídica. 
 
 MITOCÔNDRIAS 
Proteínas mitocondriais são primeiro totalmente sintetizadas como proteínas precursoras mitocondriais no citosol e 
então translocadas para a mitocôndria por um mecanismo pós-traducional 
Sequências-sinal dirigem as proteínas precursoras mitocondriais para o seu subcompartimento mitocondrial apropriado. 
Complexos proteicos com várias subunidades atuam como translocadores de proteínas fazendo a mediação do 
movimento de proteínas através das membranas mitocondriais. 
O complexo TOM transfere proteínas através da membrana externa, e dois complexos TIM (TIM23 e TIM22) transferem 
proteínas através da membrana interna. Esses complexos contêm alguns componentes que atuam como receptores 
para proteínas precursoras mitocondriais, e outros 
componentes que formam os canais de translocação. 
Complexo TOM: Inicialmente ele transporta a sequência-
sinal dessas proteínas para o espaço intermembrana e 
ajuda a inserir proteínas transmembrana na membrana 
externa. 
Complexo SAM: auxilia no dobramento apropriado na 
membrana externa. 
Complexo TIM23: transporta algumas dessas proteínas 
para o espaço da matriz e auxilia na inserção de proteínas 
transmembrana na membrana interna. 
Complexo TIM22: medeia a inserção de uma subclasse de 
proteínas da membrana interna 
Complexo OXA: medeia a inserção de proteínas da membrana interna que são sintetizadas no interior das mitocôndrias 
As proteínas precursoras mitocondriais não se enovelam em sua estrutura nativa logo depois de serem sintetizadas; em 
vez disso, elas permanecem desenoveladas por meio de interações com proteínas chaperonas. 
Proteínas chaperonas: proteínas de interação que auxiliam na prevenção de agregação do enovelamento espontâneo 
das proteínas precursoras, antes da sua interação com o complexo TOM na membrana mitocondrial externa. A ligação e 
a liberação de polipeptídeos recém-sintetizados das proteínas chaperonas necessita da hidrólise do ATP. 
Passo inicial: os receptores de importação do complexo TOM ligam-se a sequências-sinal de proteínas precursoras 
mitocondriais. As proteínas de interação são, então, removidas e a cadeia polipeptídica desenovelada é encaminhada – 
primeiro a sequência-sinal – para o canal de translocação. 
O complexo TOM primeiramente transporta o sinal de localização mitocondrial através da membrana externa para o 
espaço intermembrana, onde se liga ao complexo TIM, abrindo o canal no complexo. A cadeia polipeptídica é então 
translocada para o espaço da matriz ou inserida na membrana interna. 
O transporte direcional requer energia. A importação de proteínas para a mitocôndria é sustentada pela hidrólise de 
ATP em dois sítios diferentes, um fora da mitocôndria e um no espaço da matriz. 
Uma vez que a sequência-sinal tenha passado pelo complexo TOM e se ligado a um dos complexos TIM, a continuidade 
do transporte pelos canais de translocação TIM necessita de um potencial de membrana, o qual é um componente de 
eletricidade do gradiente eletroquímico de H+ através da membrana interna 
O bombeamento de H+ da matriz para o espaço intermembrana, dirigido pelo processo de transporte de elétrons na 
membrana interna, mantém o gradiente eletroquímico 
A energia do gradiente eletroquímico de H+ através da membrana interna, portanto, não apenas fornece a maior parte 
da síntese de ATP da célula, mas também dirige a translocação das sequências-sinal carregadas positivamente por meio 
dos complexos TIM por eletroforese. 
Hsp70 mitocondrial: parte de um agregado proteico de múltiplas subunidades que se encontra ligado ao complexo 
TIM23 pelo lado da matriz e age como um motor para puxar proteínas precursoras para o espaço da matriz. 
Têm uma alta afinidade pelas cadeias polipeptídicas desenoveladas e ligam-se firmemente a umacadeia de proteína 
importada assim que ela emerge do translocador TIM no espaço da matriz. 
A hsp70 sofre então uma modificação conformacional e libera a cadeia proteica em uma etapa ATP-dependente, 
exercendo uma força do tipo arrancando/puxando na proteína a ser importada 
 PEROXISSOMOS 
Uma sequência específica de três aminoácidos (Ser-Lys-Leu) localizados na região C-terminal de muitas proteínas dos 
peroxissomos atua como um sinal de importação 
Um complexo de pelo menos seis diferentes peroxinas, proteínas que participam no processo de importação movidas 
por hidrólise de ATP, forma uma proteína translocadora na membrana do peroxissomo. 
Mesmo proteínas oligoméricas não precisam ser desdobradas para que sejam importadas. Acredita-se que o poro 
formado pelo transportador seja dinâmico em suas dimensões, adaptando seu tamanho às moléculas-carga a serem 
transportadas, permitindo a passagem de cada molécula-carga compactamente dobrada. 
Um receptor de importação solúvel, a peroxina Pex5, reconhece o sinal de importação C-terminal peroxissômico, 
acompanhando sua carga até o interior dos peroxissomos e, após a liberação da carga, retorna ao citosol. 
Síndrome de Zellweger: doença humana hereditária na qual um defeito na importação de proteínas para os 
peroxissomos leva a uma deficiência peroxissômica grave. Esses indivíduos, cujas células contêm peroxissomos “vazios”, 
apresentam graves anomalias no cérebro, no fígado e nos rins, e morrem logo após o nascimento. Uma mutação no 
gene que codifica a peroxina Pex5 causa uma forma dessa doença. Uma doença peroxissômica hereditária moderada é 
causada por um defeito no Pex7, receptor defectivo para o sinal N-terminal de importação. 
 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 
As células de mamíferos começam a importação de proteínas para o RE antes da síntese completa da cadeia 
polipeptídica – isto é, a importação é um processo cotraducional. Ao contrário, a importação de proteínas nas 
mitocôndrias, nos cloroplastos, no núcleo e nos peroxissomos é um processo pós-traducional. 
No transporte cotraducional, o ribossomo que está sintetizando a proteína está diretamente aderido à membrana do 
RE, permitindo que uma ponta da proteína seja translocada para o RE enquanto o restante da cadeia polipeptídica está 
sendo sintetizado. 
Proteínas solúveis em água são totalmente translocadas através da membrana do RE e liberadas no lúmen do RE. São 
destinadas tanto à secreção quanto à residência no lúmen do RE ou de outra organela. 
A sequência-sinal do RE é guiada à membrana do RE por, pelo menos, dois componentes: uma partícula de 
reconhecimento de sinal (SRP, signal-recognition particle), que circula entre a membrana do RE e o citosol e liga-se à 
sequência-sinal, e um receptor SRP na membrana do RE 
SRP: um grande complexo que consiste em seis diferentes cadeias polipeptídicas ligadas a uma única pequena molécula 
de RNA. 
A SRP é uma estrutura do tipo haste, que envolve a subunidade ribossômica maior com uma ponta ligando a sequência-
sinal do RE à medida que emerge do ribossomo como parte da cadeia polipeptídica recém-produzida; a outra ponta 
bloqueia o sítio de ligação do fator de elongamento na interface entre as subunidades grande e pequena do ribossomo 
Esse evento provoca uma pausa na síntese proteica 
tão logo o peptídeo-sinal tenha emergido do 
ribossomo. A pausa transitória provavelmente dá 
tempo suficiente ao ribossomo para ligar-se à 
membrana do RE antes de completar a síntese da 
cadeia polipeptídica, garantindo, desse modo, que a 
proteína não seja liberada no citosol. Também 
assegura que grandes porções de proteína, que 
poderiam enovelar-se em uma estrutura compacta, 
não sejam originadas antes de chegarem ao 
translocador na membrana 
ao contrário da importação pós-traducional, 
proteínas chaperonas não são necessárias para 
capturar proteínas não enoveladas. 
Quando uma sequência-sinal se liga, a SRP expõe um sítio de ligação para o receptor SRP, que é um complexo proteico 
transmembrana na membrana do RE rugoso. 
A ligação de SRP ao seu receptor traz o complexo ribossomo-SRP a um translocador proteico não ocupado na mesma 
membrana 
A SRP e o receptor SRP são então liberados, e o translocador transfere a cadeia polipeptídica crescente através da 
membrana 
Complexo Sec61: 
1. Complexo de 3 subunidades de proteína transportadoras capazes de formar um canal preenchido por água na 
membrana, pelo qual a cadeia polipeptídica cruza. 
2. O canal é bloqueado por uma a-hélice pequena que parece manter o translocador fechado quando está inerte e 
se move para o lado quando está ocupado passando uma cadeia polipeptídica. 
3. É um canal dinâmico que se abre apenas brevemente quando uma cadeia polipeptídica atravessa a membrana 
4. usam um pequeno domínio localizado no lado do lúmen da membrana do RE para depositar uma proteína 
chaperona do tipo hsp70 (denominada BiP, de binding protein) na cadeia polipeptídica, à medida que esta 
emerge do poro para o lúmen do RE. 
Em um translocador inerte, é importante manter o canal fechado, desse modo permanecendo a membrana 
impermeável a íons, como Ca2+, que, por outro lado, poderiam escapar do RE. 
A sequência-sinal RE da cadeia polipeptídica crescente dispara a abertura do poro na proteína translocadora Sec61: 
depois que a sequência-sinal é liberada da SRP e a cadeia crescente tenha alcançado um tamanho suficiente, a 
sequência-sinal liga-se a um sítio específico dentro do poro, abrindo dessa maneira o poro. 
Uma sequência-sinal do RE é, portanto, reconhecida duas vezes: primeiro por uma SRP no citosol e então por um sítio 
de ligação no poro da proteína translocadora 
Enquanto ligada no poro de translocação, a sequência-sinal está em contato não apenas com o complexo Sec61, que 
forma as paredes do poro, mas também ao longo da linha de junção lateral com o centro hidrofóbico da bicamada 
lipídica. 
Quando a cadeia polipeptídica nascente tiver crescido o suficiente, a peptidase-sinal do RE cliva a sequência-sinal e a 
libera do poro na membrana 
Para liberar a sequência-sinal na membrana, o translocador abre 
lateralmente ao longo da junção 
O translocador pode então tomar duas direções: abrir-se para formar um 
poro através da membrana a fim de deixar porções hidrofílicas de 
proteínas na bicamada lipídica, e abrir-se lateralmente dentro da 
membrana para deixar porções hidrofóbicas de proteínas na bicamada 
lipídica. 
A integração de proteínas de membrana exige que algumas partes da 
cadeia polipeptídica sejam transportadas através da bicamada lipídica, enquanto outras não 
No caso mais simples, uma sequência-sinal N-terminal inicia a translocação, como para uma proteína solúvel, mas um 
segmento hidrofóbico adicional na cadeia polipeptídica interrompe o processo de transferência antes que a cadeia 
inteira seja transportada. Esse sinal de parada da 
transferência ancora a proteína na membrana 
depois que a sequência-sinal do RE (o sinal de 
início da transferência) tenha sido clivada e 
liberada do translocador. 
Nos outros dois casos, a sequência-sinal é interna, 
em vez de ser na extremidade N-terminal da 
proteína. A SRP liga-se a uma sequência-sinal 
interna mediante reconhecimento hidrofóbico de 
características da a-hélice e leva o ribossomo que 
está sintetizando a proteína para a membrana do 
RE, e a sequência-sinal do RE serve então como 
um sinal de início da transferência que inicia a 
translocação da proteína. Após a liberação do 
translocador, a sequência interna de início da 
transferência permanece na bicamada lipídica como uma a-hélice que atravessa a membrana uma única vez. 
Nas proteínas transmembrana de passagem múltipla, a cadeia polipeptídica passa para frente e para trás repetidamente 
ao longo da bicamada lipídica como uma a-hélice hidrofóbica 
Acredita-se que uma sequência-sinal interna sirva como um sinal de início de transferência nessas proteínas para iniciar 
a translocação,que continua até o translocador encontrar uma sequência de parada da transferência 
Em proteínas transmembrana de duas passagens, por exemplo, o polipeptídeo pode, em seguida, ser liberado na 
bicamada. Já em proteínas de passagem múltipla mais complexas, nas quais muitas a-hélices hidrofóbicas atravessam a 
bicamada, uma segunda sequência de início da transferência reinicia a translocação mais adiante na cadeia 
polipeptídica, até a próxima sequência de parada do transporte induzir a liberação do polipeptídeo, e assim por diante, 
para posteriores sequências de início e de parada da transferência. 
 TRANSPORTE VESICULAR 
- A entrada no RE é somente a primeira etapa de uma rota para outro destino. Tal destino, pelo menos inicialmente, é o 
aparelho de Golgi 
- O transporte do sistema de endomembranas, é conduzido pelo contínuo brotamento e pela fusão de vesículas de 
transporte 
- Via secretória principal: inicia-se com síntese de proteínas sobre a membrana do RE > entrada no RE > aparelho de 
Golgi > superfície celular através dos endossomos até os lisossomos 
- Via endocítica principal: responsável pela ingestão e degradação de moléculas extracelulares. Membrana plasmática > 
endossomos > lisossomos. 
- Cada vesícula de transporte que brota de um compartimento deve levar consigo somente as proteínas apropriadas 
para o seu destino e fusionar-se com a membrana-alvo apropriada. 
- Em geral, as vesículas que brotam das membranas possuem uma capa proteica distinta na sua superfície citosólica e 
são, consequentemente, chamadas de vesículas revestidas 
- Depois de brotar de sua organela de origem, a vesícula perde o seu 
revestimento, permitindo que a membrana da vesícula interaja 
diretamente com a membrana na qual ela irá fusionar-se. 
- A capa serve para duas funções: dar forma à membrana em um 
brotamento e ajudar a captar moléculas para o transporte a ser 
realizado. 
- Vesículas revestidas de clatrina brotam do aparelho de Golgi, na 
via secretória, e da membrana plasmática, na via endocítica. 
- As moléculas de clatrina se montam em uma rede em forma de 
cesta na superfície citosólica da membrana, e é esse processo de 
montagem que começa a dar o formato da membrana em uma vesícula 
- Inicia-se como uma diminuta fossa revestida de clatrina 
- Uma pequena proteína de ligação à GTP, denominada dinamina, associa-se como um anel ao redor do pescoço de 
cada fossa revestida invaginada profundamente na membrana. 
- A dinamina causa a constrição do anel, de forma a destacar a vesícula da membrana. 
- Adaptinas seguram a capa de clatrina à membrana da vesícula e ajudam a selecionar as moléculas a serem carregadas 
no transporte. 
- As moléculas para transporte na célula carregam sinais de transporte específicos, que são reconhecidos por 
receptores de carga localizados na membrana do compartimento. 
- As adaptinas ajudam a capturar moléculas carga específicas pelo aprisionamento dos receptores de carga que se ligam 
a elas. 
- A vesícula é ativamente transportada por proteínas motoras que se movem ao longo das fibras do citoesqueleto 
- Uma vez que a vesícula de transporte tenha atingido seu alvo, ela tem de reconhecer e se ancorar na organela. 
- Cada tipo de vesículas de transporte na célula expõe na sua superfície marcas moleculares que identificam a vesícula 
de acordo com a sua origem e conteúdo. 
- Esses marcadores devem ser reconhecidos por receptores complementares localizados na membrana-alvo 
- Esse processo de identificação depende de uma família de proteínas denominada proteínas Rab 
- As proteínas Rab na superfície da vesícula são reconhecidas pelas proteínas de aprisionamento na superfície citosólica 
da membrana-alvo 
- Esse sistema codificador de Rab e proteínas de aprisionamento ajuda a assegurar que as vesículas de transporte se 
fusionem apenas com a membrana correta. 
- SNAREs: família de proteínas transmembranas que concedem reconhecimento adicional 
- Uma vez que a proteína de aprisionamento tenha capturado a vesícula segurando firmemente sua proteína Rab, as 
SNAREs sobre a vesícula (chamadas de v-SNAREs) interagem com SNAREs complementares sobre a membrana-alvo 
(chamadas de t-SNARES), ancorando a vesícula no seu local 
- A fusão não só permite a entrega do conteúdo da vesícula no interior da organela-alvo, mas também adiciona a 
membrana da vesícula à membrana da organela. 
- As próprias proteínas SNARE têm um papel central no processo de fusão: após o pareamento, v-SNAREs e t-SNAREs se 
enredam umas nas outras, agindo como uma manivela que puxa as duas membranas para bem próximo uma da outra 
 VIAS SECRETORAS 
A maioria das proteínas que entram no RE é quimicamente modificada nesse compartimento. 
Pontes dissulfídicas são formadas pela oxidação de pares de cadeias laterais de cisteínas uma reação catalisada por uma 
enzima que reside no lúmen do RE, ajudando a estabilizar a estrutura daquelas moléculas 
Também faz a glicosilação. Os oligossacarídeos nas proteínas podem as proteger da degradação, retê-la no RE até que 
seja apropriadamente processada (enovelada) ou ajudar a dirigi-la para a organela apropriada, servindo como um sinal 
de transporte para o empacotamento da proteína em vesículas adequadas de transporte 
Esse processamento oligossacarídico inicia no RE e continua no aparelho de Golgi. 
Proteínas solúveis e de membrana que entram e são destinadas a outros locais são empacotadas em vesículas de 
transporte que brotam do RE e se fusionam com a face cis do aparelho de Golgi. Essa saída é bastante seletiva. 
As proteínas processadas incorretamente são retidas ativamente no RE pela ligação a proteínas chaperonas. A interação 
com as chaperonas retém as proteínas no RE até que ocorra o processamento apropriado; caso contrário, as proteínas 
são degradadas em última instância 
Moléculas de anticorpos são constituídas por quatro cadeias polipeptídicas que se montam na molécula de anticorpo 
completa no RE. Os anticorpos parcialmente montados são retidos no RE até que todas as quatro cadeias polipeptídicas 
tenham sido adicionadas; qualquer molécula de anticorpo que falhe em montar-se adequadamente é degradada em 
última instância. 
Algumas vezes, entretanto, esse mecanismo de controle de qualidade pode ser prejudicial ao organismo. Por exemplo, a 
mutação predominante que causa a doença genética fibrose cística, que provoca grave degeneração do pulmão, produz 
uma proteína de transporte da membrana plasmática que é levemente malformada; apesar de a proteína mutante 
poder funcionar de forma perfeitamente normal como um canal de cloro se alcançasse a membrana plasmática, ela é 
retida no RE, com drásticas consequências. A doença devastadora resulta não só porque a mutação inativa uma 
importante proteína, mas também porque a proteína ativa é descartada pelas células antes que lhe seja dada a 
oportunidade de funciona. 
As proteínas viajam pelas cisternas em sequência por meio de vesículas de transporte que brotam de uma cisterna e se 
fusionam com a próxima. 
As proteínas saem da rede trans de Golgi em vesículas de 
transporte destinadas para a superfície celular ou para 
outro compartimento 
Vias constitutivas de exocitose: 
1. Corrente fixa de vesículas que brota da rede trans de 
Golgi e que se fusiona com a membrana plasmática. 
2. Opera continuamente e supre a membrana plasmática de 
proteínas e lipídeos recém-formados. 
3. É a via pela qual a membrana plasmática cresce quando 
as células aumentam antes de se dividirem. 
4. Uma vez que a entrada nessa via não seletiva não requer 
uma sequência-sinal particular (como aquelas que 
direcionam as proteínas aos lisossomos ou de volta ao 
RE), ela é algumas vezes referida como a via-padrão. 
 
Via regulada de exocitose: 
1. Opera apenas em células especializadas em secreção. 
2. Células secretórias especializadas produzem quantidades de um produto em particular, como hormônios, muco 
ou enzimas digestórias,os quais são estocados em vesículas secretórias até a liberação. 
3. Essas vesículas brotam da rede trans de Golgi e se acumulam perto da membrana plasmática. Lá elas aguardam 
o sinal extracelular que irá estimulá-las a se fusionar com a membrana plasmática e liberar seu conteúdo ao 
exterior celular 
- Proteínas que se movimentam por essa via têm propriedades de superfície especiais que as conduzem a agregar-se 
umas com as outras sob as condições iônicas (pH ácido e alta concentração de Ca2+), prevalecendo na rede trans de 
Golgi. 
- As proteínas secretadas pela via constitutiva, ao contrário, não se agregam e são, portanto, carregadas 
automaticamente à membrana plasmática pelas vesículas de transporte da via constitutiva. 
- A agregação seletiva permite que as proteínas de secreção sejam empacotadas em vesículas secretórias em 
concentrações muito mais altas do que a concentração de proteínas não agregadas no lúmen do Golgi 
 VIAS ENDOCÍTICAS 
- O material a ser ingerido é progressivamente encerrado por uma pequena porção da membrana plasmática, que, 
primeiro, brota para dentro e então se destaca para formar uma vesícula endocítica intracelular 
- O material ingerido é, enfim, entregue aos lisossomos, onde é digerido. 
- Dois tipos principais de endocitose: 
1. A pinocitose (“o beber da célula”) envolve a ingestão de líquido e de 
moléculas por pequenas vesículas 
2. A fagocitose (“o comer da célula”) envolve a ingestão de partículas 
grandes, tais como microrganismos e fragmentos celulares, por meio de 
grandes vesículas chamadas de fagossomos 
Células fagocitárias (como macrófagos) e alguns eucariotos unicelulares 
(como protozoários) ingerem grandes partículas, como bactérias, 
capturando-as em fagossomos; os fagossomos então se fusionam com 
lisossomos, onde as partículas nutrientes são digeridas. 
Para serem capturadas por um macrófago ou outro leucócito, as 
partículas devem primeiro ligar-se à superfície da célula fagocitária e ativar um de uma variedade de receptores de 
superfície. Alguns desses receptores reconhecem anticorpos – as proteínas que nos protegem contra infecções por se 
ligarem à superfície dos microrganismos 
A ligação de uma bactéria coberta por anticorpos a esses receptores induz a célula fagocitária a estender projeções da 
membrana plasmática, chamadas de pseudópodes, que engolfam a bactéria e se fusionam nas pontas para formar um 
fagossomo. 
Algumas bactérias patogênicas desenvolveram artifícios para subverter o sistema: por exemplo, Mycobacterium 
tuberculosis, o agente responsável pela tuberculose, pode inibir a fusão de membrana que une o fagossomo com o 
lisossomo. Em lugar de ser destruído, o organismo engolfado sobrevive e se multiplica dentro do macrófago. 
As células eucarióticas continuamente ingerem pequenos pedaços de sua membrana plasmática, juntamente com 
pequenas quantidades de líquido extracelular, na forma de pequenas vesículas pinocíticas que são posteriormente 
retornadas à superfície celular. 
Um macrófago, por exemplo, engole 25% do seu próprio volume de líquidos a cada hora. Isso significa que ele remove 
3% de sua membrana plasmática a cada minuto, ou 100% em cerca de meia hora. 
Uma vez que a área de superfície total e o volume de uma célula permanecem inalterados durante esse processo, a 
mesma quantidade de membrana é adicionada à superfície celular por fusão de vesículas (exocitose) e removida por 
endocitose. 
A pinocitose é principalmente conduzida por fossas e vesículas cobertas por clatrina. Líquido extracelular fica preso na 
fossa revestida à medida que essa se invagina para formar uma vesícula coberta; desse modo, as substâncias dissolvidas 
no líquido extracelular são internalizadas e entregues aos endossomos. Essa entrada de líquido é geralmente 
balanceada pela perda de líquido durante a exocitose. 
As vesículas endocíticas simplesmente prendem quaisquer moléculas que por acaso estão presentes no líquido 
extracelular e as carregam para dentro da célula, tornando-a um processo indiscriminado. 
A pinocitose por vesículas revestidas de clatrina também fornece uma via eficiente para captar macromoléculas 
específicas do líquido extracelular. As macromoléculas se ligam a receptores complementares na superfície celular e 
entram na célula como complexos de receptor-macromolécula em vesículas revestidas de clatrina. Esse processo, 
chamado de endocitose mediada por receptor, fornece um mecanismo de concentração seletiva que aumenta a 
eficiência de internalização de determinadas macromoléculas comparado com o processo comum de pinocitose, de 
forma que até mesmo componentes menos abundantes do líquido extracelular, como, por exemplo, o colesterol, 
podem ser absorvidos em quantidades sem arrebatar um grande volume correspondente de líquido extracelular. 
O colesterol é extremamente insolúvel e é transportado na corrente sanguínea ligado à proteína na forma de partículas 
chamadas de lipoproteínas de baixa densidade (LDL). O LDL se liga a receptores localizados na superfície celular, e os 
complexos de receptor-LDL são ingeridos por endocitose mediada por receptor e entregue a endossomos. 
O interior dos endossomos é mais ácido do que o citosol 
circundante ou o líquido extracelular; e nesse ambiente 
ácido, o LDL se dissocia do seu receptor: os receptores 
são devolvidos em vesículas de transporte à membrana 
plasmática para serem reutilizados, e o LDL é entregue 
aos lisossomos. 
Nos lisossomos, o LDL é quebrado por enzimas 
hidrolíticas. O colesterol é liberado e escapa para dentro 
do citosol, onde está disponível para nova síntese de 
membranas. Os receptores de LDL na superfície celular 
são continuamente internalizados e reciclados, quer eles 
sejam ocupados por LDL ou não 
Essa via para captura de colesterol é rompida em 
indivíduos que herdaram um gene codificante da proteína receptora de colesterol defeituoso. Em alguns casos, os 
receptores não estão presentes; em outros, eles estão, mas não são funcionais. Em ambos os casos, como as células são 
deficientes em captar LDL, o colesterol se acumula no sangue e predispõe os indivíduos a desenvolverem aterosclerose. 
A não ser que tomem fármacos (estatinas) para reduzir o colesterol do sangue, provavelmente morrerão jovens de 
ataque cardíaco resultante de entupimento, por colesterol, das artérias que abastecem o coração. 
A endocitose mediada por receptor é também usada para captar muitos outros metabólitos essenciais, como a vitamina 
B12 e o ferro, que as células não podem adquirir pelo processo de transporte pela membrana. A vitamina B12 e o ferro 
são necessários, por exemplo, para a síntese de hemoglobina, que é a principal proteína em eritrócitos; esses 
metabólitos entram eritrócitos imaturos como um complexo com 
proteína. Muitos receptores da superfície celular que se ligam a 
moléculas sinalizadoras extracelulares são também ingeridos por essa 
via: alguns são reciclados à membrana plasmática para serem 
reutilizados, e outros são degradados em lisossomos. Desastrosamente, 
a endocitose mediada por receptor pode também ser explorada por 
vírus: o vírus influenza e o vírus do HIV, que causa a AIDS, entram na célula dessa maneira. 
o compartimento endossômico se revela um complexo conjunto de tubos de membrana e de grandes vesículas 
conectados. 
Endossomas iniciais amadurecem gradualmente em endossomos tardios à medida que se fusionam uns com os outros 
ou com endossomos tardios preexistentes 
O interior do compartimento endossômico é mantido ácido (pH 5-6) por uma bomba de H+ (prótons) dirigida por ATP na 
membrana endossômica que bombeia H+ do citosol para dentro do lúmen endossômico 
O compartimento endossômico age como a principal estação de distribuição na via endocítica de entrada, da mesma 
forma que a rede trans de Golgi serve essa função na via secretória de saída 
O ambiente ácido do endossomo desempenha uma parte crucial no processo de distribuição, levandomuitos receptores 
a liberar sua carga ligada. 
Os rumos tomados pelos receptores, uma vez que tenham entrado em um endossomo, diferem de acordo com o tipo 
de receptor: 
3. a maioria é devolvida ao mesmo domínio da membrana plasmática de onde vieram, como é o caso 
do receptor do LDL discutido anteriormente; 
4. alguns se movem ao lisossomo, onde são degradados, e 
5. alguns prosseguem para um domínio diferente da membrana plasmática, transferindo suas 
moléculas carga ligadas de um espaço extracelular para outro, um processo chamado de 
transcitose 
Endossomos tardios contêm algumas enzimas lisossomais; assim, a digestão de proteínas carga e outras 
macromoléculas inicia no endossomo e continua à medida que o endossomo gradualmente sofre maturação em 
lisossomo. 
As células possuem uma via adicional para suprir materiais ao lisossomo; essa via, chamada de autofagia, é usada para a 
degradação de partes obsoletas da própria célula. O processo inicia com o cerco da organela por uma membrana dupla, 
criando um autofagossomo, o qual então, se fusiona com lisossomos.