Compartimentos e transporte intracelular

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Compartimentos e transporte intracelular 
DISCENTE: ANNA BEATRIZ FONSECA – MED FTC - 1 º SEMESTRE – 2019 .2 
o O que são organelas com 
endomembranas? 
São compartimentos celulares organizados, 
limitados por membrana, no citoplasma das 
células com funções especificas. Que atuam 
em conjunto para modificar, empacotar e 
transportar proteínas e lipídios. 
 
Obs.: Quando refere-se a compartimentos 
intracelulares, ou sistemas de 
endomembranas, são os compartimentos de 
uma célula eucariótica, uma vez que as 
células procarióticas só têm o material 
genético e os ribossomos no citoplasma. 
 
o Evolução das organelas 
1. Invaginações da membrana 
plasmática que provavelmente, foi 
cercando o material genético. 
 
2. A mitocôndria é a única que não 
sofre invaginação, mas teve fagocitose de 
bactérias que tem seus próprios genomas e 
sintetizam parte das suas proteínas. 
 
Obs.: A hipótese é que uma célula 
procariótica fagocitou uma bactéria aeróbica 
e a partir dessa junção, uma simbiose deu 
origem a mitocôndria. Essa, apesar de ter 
DNA próprio e codifica suas próprias 
proteínas, não é independente, pois as 
proteínas que ela utiliza são codificadas pelo 
DNA nuclear. 
o Mecanismo de distribuição de proteínas 
 
As proteínas apresentam uma sequência 
sinal –região N-terminal- de 15 a 60 
aminoácidos, que direcionam até as 
organelas corretas. Existem 3 mecanismos 
de distribuição de proteínas: 
Compartimentos e transporte intracelular 
 
1. Transporte pelos poros nucleares 
(Mediano): Proteína formada no 
citosol que vai direto para o núcleo. 
Essas proteínas são ativamente 
transportadas pelos poros nucleares, 
ou seja, há um gasto de energia – 
GTP. 
O núcleo possui uma dupla membrana. A 
externa é semelhante ao do reticulo 
endoplasmático. E a camada interna, a 
lâmina nuclear é um componente do 
citoesqueleto e confere resistência ao núcleo 
pois têm sítios de ligação com a cromatina. 
 
Na imagem acima: Há receptores no citosol 
que reconhecem e se ligam a sequência 
sinal. O receptor hidrolisa 1 molécula de 
GTP para transportar a proteína para dentro 
do núcleo. Dentro no núcleo, o receptor se 
dissocia da proteína e volta para ser 
reutilizado no citosol. 
Obs.: Algumas proteínas são dobradas ao 
ser transportadas para o núcleo. Esse 
dobramento é importante para não perder o 
sitio ativo. 
2. Transporte pelas membranas: 
Proteína que passa pela membrana. 
Cloroplastos, RE, mitocôndrias e 
peroxissomos. 
As proteínas (devem estar desenoveladas) 
com sequência sinal é reconhecida por uma 
proteína receptora que está na membrana 
externa da mitocôndria. Também existe 
tanto na membrana externa e interna – 
normalmente não estão conectados para não 
entrar qualquer substância - um canal de 
translocação da proteína. 
Quando uma proteína se liga a esse receptor 
externo, promove a difusão lateral da 
proteína até encontrar o canal de 
translocação interno. Em seguida, a 
sequência sinal é introduzida e a proteína 
entra na mitocôndria. 
 
Obs.: A proteína entra dobrada pelo canal 
de translocação, mas no meio da introdução 
da proteína na mitocôndria, ela vai sendo 
desdobrada. Uma outra proteína Chaperona 
(dentro do RER) ajuda a proteína a dobrar 
novamente e ser “puxada” para dentro da 
mitocôndria. Depois disso, a sequência sinal 
é clivada e a proteína fica livre. 
Compartimentos e transporte intracelular 
 
 
O reticulo endoplasmático é a porta de 
entrada para as proteínas sintetizadas (as de 
Exocitose, membrana, C. de Golgi, 
Lisossomos e as do reticulo endoplasmático) 
que vão se deslocar depois de entrar na 
membrana. 
2 tipos de proteínas são transferidos do 
citosol para o RE: 
1) Proteínas hidrossolúveis: 
Completamente translocadas pela 
membrana do RE e liberadas no 
lúmen. 
2) Proteínas transmembrana: 
Parcialmente translocadas pela 
membrana do RE e tornam-se 
fincadas nela, ou sejam, ficam no RE. 
Resumo da Síntese das proteínas: 
 
 Toda síntese começa no citoplasma; 
O núcleo possui bicamada e poros nucleares 
que são diferentes de outros pois podem 
regular seu diâmetro. Dentro dele é 
produzido o RNAm através da transcrição 
do DNA. 
 
O RNAm sai do núcleo através de poros 
nucleares até chegar no citoplasma. Ele não 
vai sozinho, é transportado por proteínas 
transportadoras que interagem com o 
complexo fazendo ele aumentar o diâmetro. 
No citoplasma, o RNAm é reconhecido pela 
menor subunidade do ribossomo que se liga, 
procura o códon para assim, dar início da 
tradução. 
 
A primeira parte do RNAm é a ‘peptídeo 
sinal’ (sequência de aminoácidos que indica 
o local que da célula que vai ter que ir). Ela 
vai para os receptores do canal do RER. O 
ribossomo então é liberado e se liga com 
RNA, que continua o resto da tradução 
enquanto a proteína também é introduzida 
no RER. 
Depois que a proteína foi toda produzida 
vem uma peptidase e cliva a sequência sinal. 
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Obs. Síntese de proteína transmembrana: A 
diferença é que existe uma segunda 
sequência sinal interna que é hidrofóbica. 
 Proteína de passagem única: 
 
 RNAm sai do núcleo Ribossomo se liga a 
ele e traduz o peptídeo sinal O ribossomo 
se liga no canal do RER e continua 
traduzindo o RNAm Proteínas de 
membrana tem sequência de aminoácidos 
hidrofóbicos que é um sinal para o 
ribossomo que é uma proteína 
transmembrânica. 
Logo, ao invés de a proteína ficar livre no 
RER, ela fica presa na membrana. Por conta 
disso, o resto da tradução acontece fora do 
RE. Depois, a sequência sinal é clivada e a 
proteína fica presa, chamada de 
PROTEÍNA DE PASSAGEM ÚNICA. 
 Proteína de dupla passagem: 
 
Não há clivagem da sequência de parada 
nem da sequência de início. 
3. Transporte por vesículas: Depois de 
entrarem no RE são transportadas 
pelas vesículas por 2 vias: Secretória 
e Endocítica. 
Obs.: Vesículas revestidas por clatrina: São 
as que brotam das membranas e tem uma 
capa proteica distinta no citosol. A capa 
proteica mais conhecida é a CLATRINA. 
 
Existem proteínas adaptadoras (adaptinas) 
que se ligam aos receptores que estão ligados 
as moléculas prestes a entrar no citosol. 
Essas adaptinas “recrutam” várias clatrinas e 
montam a capa proteica para formar a 
vesícula. 
Compartimentos e transporte intracelular 
 
Quando a vesícula é formada vem a proteína 
Dinamina que libera a vesícula. Quando a 
vesícula chega no citosol, perde a capa 
proteica e funciona como membrana alvo ou 
também para expor a proteína SNARE 
(atuam na fusão de membranas). 
 
 Via Secretora: 
A maioria das proteínas é quimicamente 
modificada no RE. 
No interior do RE ocorre a formação de 
pontes dissulfídicas. Essas dão estabilidade 
para as proteínas quando elas encontram 
mudanças de pH e enzimas no exterior da 
célula. 
No RE ocorre a glicosilação, formando 
glicoproteínas. No citosol não tem proteínas 
de glicosilação. 
 Função dos oligossacarídeos nas 
proteínas: 
I. Protegem a proteína da degradação; 
Obs.: Proteínas empacotadas 
incorretamente são marcadas para 
degradação. 
II. Retêm a proteína no RE até o seu 
enovelamento; 
III. Orientam a proteína para se dirigir à 
organela correta; 
IV. Na superfície celular formam o 
glicocálix. 
Glicosilação no RE: 
 
Via construtiva X Via regulada: 
 
Constitutiva ou padrão: O material 
secretado de contínua. Não dependem da 
sinalização especifica. 
Regulada: O material secretado é estocado 
em enzimas de secreção, aguardando um 
sinal específico para sua liberação. 
 Via endocítica: 
 Fagocitose: Englobam partículas 
grandes (maiores que 250 nm de 
diâmetro), serve para nutrição e 
defesa. 
 Pinocitose: Englobam líquidos e 
molecas pequenas (menores que 150 
nm de diâmetro), serve para nutrição. 
Compartimentos e transporte intracelular 
 
oOrganelas: 
 Peroxissomos: 
Bolsas membranosas que contém alguns 
tipos de enzimas digestivas. 
1. Oxidases: Catálise da reação de 
oxidação dos substratos envolvendo 
o O2 como aceptor final de elétrons, 
com consequente produção de H2O2. 
2. Catalases: Catalisa a reação de 
decomposição do H2O2 tóxico por 
outra que não seja prejudicial à 
célula. 
Aspectos funcionais: 
 Produção e neutralização dos 
peróxidos de hidrogênio - H2O2; 
 Faz oxidação de ácidos graxos de 
cadeia longa: 
Ex.: Ácido graxo Acetil co-A; 
 Desintoxicação celular: Ex.: H2 + O2 
= H2O2 H2O + O2 
Obs.: Os peroxissomos não apresentam o 
seu próprio genoma (DNA próprio por 
exemplo); são sintetizados pelo genoma 
nuclear (85 genes). Acontece por transporte 
por membrana. 
Existem doenças peroxissomais que são 
divididas em 2 grupos: 
 Defeito em uma única enzima: Gera 
adrenoleucodistrofia ligada ao X. Ex.: 
Doença de Refsum. 
 Doenças na biogênese dos 
peroxissomos: Defeito na 
importação de proteínas para os 
peroxissomos: Gera patologias graves 
como Síndromes de Zellweger. 
 Reticulo endoplasmático: 
Armazenar e transportar substâncias. 
O núcleo tem uma membrana contínua ao 
Retículo Endoplasmático Rugoso, depois ao 
retículo transicional de onde saem as 
vesículas e em seguida ao reticulo 
endoplasmático liso. 
1. Reticulo endoplasmático rugoso ou 
granulado: 
 Promove a síntese das proteínas; 
 Tem vários canais de onde os ribossomos se 
ligam e terminam a tradução. 
2. Retículo endoplasmático liso ou 
agranular: 
 Síntese dos lipídios – que são liberados das 
células em forma de vesículas, os 
QUILOMÍCRONS. No lado externo tem os 
fosfolipídios e proteínas (ancoradas na 
membrana) e no interno tem triglicerídeos e 
colesterol esterificado (bicamada lipídica); 
 Detoxificação celular (fígado): 
Glicose-6-Fosfato Glicose + Pi 
 H20 + Glicose-6-6Fosfatase 
 Retículo Sarcoplasmático: Armazenar 
grande quantidade de cálcio, presente em 
grande quantidade no tecido musculo 
esquelético. 
Obs. Quilomícrons são sintetizados nos 
enterócitos e trazem os lipídios da dieta para 
o corpo. A porção de lipídios desses 
quilomícrons vai ser sintetizada no REL. 
Forma-se a vesícula precursora de 
quilomícrons que vai para o Golgi que se junta 
com as proteínas sintetizadas no RER. A 
partir daí os quilomícrons vão ser exocitados. 
 
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 Complexo de Golgi: 
Composto por cerca de 3-20 vesículas 
achatadas e empilhadas (cisternas). Cada 
cisterna tem uma função diferente; 
 As vesículas que estão chegando do 
retículo endoplasmático entram pela 
porção CIS. Ao se fundirem saem 
pela porção TRANS e então são 
direcionadas cada uma para sua 
região. 
Obs.: As cisternas não têm comunicação, 
são livres. O transporte entre elas é vesicular 
garantindo que as proteínas passem por 
todas as modificações que precisam. 
 Lisossomos: 
Sacos membranosos contendo enzimas 
hidrolíticas (hidrolases ácidas) que 
conduzem a digestão intracelular. 
 As membranas têm transportadores 
que permitem que os produtos finais 
da digestão celular sejam 
transportados para o citosol. 
 Apresentam uma bomba de prótons 
na membrana Quando precisa ativar 
o lisossomo para que ele degrade algo 
(bactéria fagocitas, organela 
intracelular, moléculas endocitadas) a 
bomba será ativada e os prótons (H+) 
irão para dentro do lisossomo baixa 
o pH (ácido) e assim as enzimas serão 
ativadas. 
 
Doenças Lisossomais: 
 Algumas resultam na redução da 
síntese de enzimas lisossomais ou na 
não segregação desta aos lisossomos. 
 Mucoplossacaridose: Doença mais 
comum de armazenamento 
lisossomal. Acúmulo de 
glicosaminoglicanos leva a 
desorganização do tecido conjuntivo 
(fígado, ossos, córnea) 
 Esfingolipidoses: Problema na 
enzima que degrada lipídio, leva ao 
acúmulo de lipídio causando diversas 
disfunções no tecido nervoso. 
 Mitocôndrias: 
Local de maior geração de ATP intracelular. 
 Oxidação de nutrientes e produção 
de energia para ativar a oxidação 
desses nutrientes; 
 Possuem DNA próprio, responsáveis 
por expressar algumas proteínas 
dessa mitocôndria; 
 Intensa produção de espécies reativas 
de oxigênio; 
 As espécies reativas de oxigênio 
acabam atacando o DNA 
mitocondrial, o que dá início ao stress 
oxidativo. 
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RESUMO DE ORGANELAS: 
 Retículo Endoplasmático Liso: 
 Detoxificação do organismo, não só 
de produtos tóxicos, mas também 
hormônios. 
 Síntese de todos os lipídios (TG, 
fosfolipídios, colesterol). 
 Armazenamento de Cálcio, que vai 
ser muito importante no tecido 
muscular, tão importante que nesse 
tecido ele tem outro nome: Retículo 
Sarcoplasmático. 
 
 Retículo Endoplasmático Rugoso: 
 Síntese de proteínas intracelulares 
 
 Mitocôndria: 
 Geração de ATP; 
 Oxidação de ácidos graxos; 
 Síntese de corpos cetônicos; 
 Ciclo da ureia. 
 
 Lisossomos: 
 Degradação de moléculas que são 
fagocitadas, endocitadas ou que ainda 
estão no processo de autofagia (pode 
acontecer quando se degrada uma só 
organela molécula, já é autofagia) se 
essa autofagia foi ativada por um 
processo apoptótico, será degradada 
toda a célula, mas mesmo ao 
degradar uma só organela, já é 
considerado uma autofagia; 
 Autofagia; 
 Centro de reciclagem. 
 
 
 Núcleo: 
 Armazena o DNA; 
 Ocorre o processo de transcrição 
genica para gerar RNA. 
 
 Complexo de Golgi 
 Forma vesículas para exocitose; 
 Direcionamento de moléculas; 
 Processo pós traducional (após a 
síntese de proteínas), primeiro foi 
sintetizada a proteína, os ribossomos 
leram o RNA mensageiro, usaram a 
cadeia de aminoácido e depois desse 
processo que é chamado de tradução 
vão acontecer eventos pós 
traducionais. Exemplo da insulina: 
são 3 cadeias A, B e C que formam a 
insulina o processo pós traducional 
dela é clivar a cadeia C que liga as 
duas, faz-se pontes de sulfeto entre as 
cadeias A e B e liga o zinco, tudo isso 
são processos pós traducionais que 
acontecem ou no complexo de Golgi 
ou ainda depois do complexo de 
Golgi, dentro da vesícula. 
 
 Peroxissomos 
 Produz peroxido de hidrogênio em 
grande quantidade, ele neutraliza 
esse peroxido de H, então ele tem 
uma ação antioxidante; 
 Oxidam ácidos graxos de cadeias 
longas; 
 Tem características muito parecidas 
com as mitocôndrias; 
 Oxidam AGCML; 
 Alto consumo de oxigênio.