Peroxissomos: Funções e Formação

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@gabycarolsx
ORGANELAS
são compartimentos celulares separados por
uma membrana.
● ESPECIFICIDADE DE FUNÇÕES
● EVOLUÇÃO
PEROXISSOMOS -
OXIDASES
● ENZIMAS OXIDATIVAS
● CATALASES
Essa é uma imagem de um microscópio
eletrônico, que mostra lisossomos e peroxissomos
lado a lado. A diferença visível é que há uma
diferença de tamanho e de coloração, mas, é
ocasional, pois existe possibilidade de variação de
forma, tamanho e quantidades dessas organelas
em forma de vesículas nas células.
Os peroxissomos trabalham através de
enzimas chamadas oxidases.
Oxidases: são enzimas que realizam o
processo químico oxidativo. Ou seja, realizam a
principal função do peroxissomos.
Existe a presença das catalases, que são
enzimas fundamentais dentro dos peroxissomos.
Os lisossomos atuam com hidrolases, o que
se diferencia dos peroxissomos.
Peroxissomos - são organelas na forma de
vesícula com ação enzimática para degradar
moléculas. É importante para digestão e
principalmente na desintoxicação do organismo.
No corpo de um mamífero encontramos um
grande número de peroxissomos no fígado, nos
hepatócitos (células do fígado, que são
importantes no processo de desintoxicação do
organismo ), é uma função fundamental da
organela para o corpo.
FORMAÇÃO
REL - Retículo endoplasmático Liso
REG - Retículo endoplasmático granuloso/rugoso
R - Ribossomo
RNAm - RNA mensageiro
P.t.m - Proteínas de membranas
C.P.f - Peroxissomo em formação
Px - Peroxissomo
E.P - Proteína enzimática
Pol. - Polirribossomo
CITOSOL - citoplasma da célula.
A origem primordial dos peroxissomos
ocorre através dos retículos endoplasmático
liso/rugoso.
A participação do RE é importante porque
produz algumas proteínas, principalmente as
proteínas de membrana para o peroxissomo que
serão canais e poros para a captação de
macromoléculas oriundas do citoplasma
posteriormente. Isto é um fator importante na
formação dessa organela e também a presença do
REL para a transformação final dos componentes
tanto da matriz do interior do peroxissomo como
da membrana.
O REL sofre uma constrição da sua
membrana - redução da membrana que leva ao
descolamento dessa vesícula circular ( podendo
variar a forma), formando o peroxissomos. O
desprendimento tem auxílio de forças do
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componentes do citoesqueleto e proteínas
próprias associadas ao RE.
Os peroxissomos podem ter um
crescimento e se dividirem gerando o brotamento
de um novo peroxissomo.
Em relação a divisão celular, os
peroxissomos já existentes, que sofreram essa
ampliação pelo brotamento de um peroxissomo
existente ou de um REL, é a ligação desse
componente do citoesqueleto como o microtúbulos,
é importante na divisão celular porque ocorre uma
distribuição quase homogênea de número de
peroxissomos entre as duas células filhas.
Quando se destaca o peroxissomos do REL
ele ainda não está apto para funcionar, porque ele
ainda não tem as enzimas oxidativas, ele ainda
precisa receber essas enzimas oxidativas que são
produzidas no citoplasma.
Na cadeia de ribossomos = polirribossomos,
é onde acontece a produção de proteínas, que
serão as enzimas oxidativas do peroxissomos. Essa
produção é importante, durante o processo de
produção os primeiros aminoácidos ligados para
formar a molécula protéica apresentam uma
sequência sinal, essa sequência sinal é indicativo
de que essa proteína é destinada ao peroxissomo.
No peroxissomo tem as proteínas na membrana
acabam criando poros receptores e poros que
aceitam a entrada das proteínas vindas do
citoplasma que foram produzidas pelo
polirribossomos
Normalmente, essas proteínas estão na
forma inativa, é importante para que não gere
nenhum tipo de degradação ao redor do espaço
onde está ocorrendo a produção. Elas são
captadas e no interior dos peroxissomos elas
sofrem a transformação final para ficarem ativas.
Porém, eles têm capacidade de pegarem moléculas
muito grande, isso é importante para o processo
de ação na captação de moléculas no citoplasma
que são tóxicas, então existe os poros que sãu
usados para captação de proteína são amplos para
captarem as moléculas com até estrutura
terciária, enfim, moléculas ativas que precisam
ser degradadas pela ação dos peroxissomos.
Quando as enzimas entram, são captadas e
terminam sua transformação dentro do
peroxissomo. Quando termina este processo é que
o peroxissomo está formado.
REAÇÕES QUE OCORREM DENTRO
DO PEROXISSOMO
Os peroxissomos tem 2 tipos de enzimas as
oxidases e as catalases.
Oxidases - são as enzimas que trabalham
mos processos oxidativos, por exemplo, de
oxirredução, que usam o O2 para reagir com
substâncias que querem degradar, “RH2”. as
oxidases atuam fazendo a fusão, usando o O2
fazendo fundir com a molécula “RH2”, Para
separar o radical e água. mas comumente pode
formar o peróxido de Hidrogênio.
RH2 + O2 → R + H2O
RH2 + O2 → R + H2O2 (peróxido de Hidrogênio)
O H2O2 liberado é tóxico para a célula, ele
não pode ser liberado assim, pois causaria uma
degradação das organelas caso fosse para o
citoplasma provocando doença ou falha celular
levando a morte celular.
O H2O2 precisa ser transformado, precisa
passar por um processo catalítico, esse processo é
comandado pelas catalases.
As catalases são fundamentais para atuar
dentro dos peroxissomos transformando esses
H2O2. Portanto, elas são considerados como
peroxidases, fazem a transformação do H2O2 em
água e oxigênio H2O + O2
H2O2 → O2 + H2O
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Essa transformação final é útil para evitar
a toxicidade do H2O2 para o citoplasma da célula.
Em relação as oxidases, são vários tipos.
atuam na quebra de moléculas para gerar a
desintoxicação do corpo.
Quando comparado a quantidade de
peroxissomos no fígado e no cérebro, então no
fígado tem muitos peroxissomos enquanto nos
neurônios quase não é encontrado.
A maioria das enzimas dos peroxissomos
durante a sua ação degradando molécula produzem
H2O2. Somente algumas produzem direto a água.
Então, se faz necessária a presença das catalases,
quase 40% dentro dos peroxissomos são as
catalases, que agem degradando o H2O2, que
normalmente agem sobre duas moléculas de
H2O2, para liberar moléculas de O2 e H2O como
ponte final para ser expulso da célula sem nenhum
nível de toxicidade. a célula aproveita o O2 e
H2O.
FUNÇÕES
● METABOLISMO DE ÁCIDO ÚRICO
● METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS DA
PAREDE CELULAR DE BACTÉRIAS
● DESINTOXICAÇÃO (OXIDAÇÃO DO
ETANOL)
● BETA-OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS =
ACETIL-CoA
● SÍNTESE DE ÁCIDOS BILIARES E
COLESTEROL
Além da ação de desintoxicação que é feito
pelo peroxissomos, por exemplo, do etanol ou
metanol que ele consegue fazer a desoxidação das
moléculas no processo de desintoxicação.
Existem outras funções que podem
realizar, como em muitos animais temos uma ação
importante dos peroxissomos que é o metabolismo
do ácido úrico, que participa da quebra/da
degradação de ácido úrico e isso é feito por conta
de uma ação enzimática da urato-oxidase.
A urato oxidase é uma enzima do
peroxissomo que faz a transformação do ácido
úrico em alantoína que é excretada por muitos
mamíferos e répteis.
Esse processo que envolve também enzimas
de mitocôndrias e tal vai gerar diversos
componentes como alantoato, ureia, amônia,
diversos outros componentes a partir de
sequências degradativas com participação de
outras enzimas em outros locais .
No ser humano, em alguns primatas, em
aves, em alguns tipos de répteis essa enzima
urato-oxidase dos peroxissomos não existem, é
ausente, a o ácido úrico é o que vai ser excretado
ser sofrer degradação, então essa degradação não
ocorre em todos os grupos animais.
Outra função é o metabolismo de
aminoácidos da parede celular de bactérias, é
importante na produção de fármacos, alguns
antimicrobianos e antibióticos usam essa função
para estar combatendo as bactérias dependentes
dessa ação.
Os peroxissomos participam da
beta-oxidação de ácidos graxos, “metabolismos
de lipídios”. ele temessa ação de quebra dos
ácidos graxos.
Acontece por conta de uma enzima que
possui, acil-CoA oxidases - atua somente em
ácidos graxos de cadeias longas, ela não atua em
ácidos graxos pequena/médio.
A síntese de ácidos biliares e colesterol
importante no fígado ajudando na produção de
bile e colesterol.
A questão da oxidação metabólica é
importante para proteger o organismo contra a
ação de radicais livres.
LISOSSOMOS -
HIDROLASES ÁCIDAS
Essas organelas tem forma vesicular, surge
de um brotamento. É importante no processo de
digestão intracelular, realizam a digestão de
partículas grandes e pequenas que venham do meio
externa para dentro da célula/organela, irão
digerir organelas da própria célula.
Partículas grandes que chegam nas células
podem ser células inteiras como bactérias, que
podem ser fagocitadas pela célula e os lisossomos
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vão reagir fusionando as membranas e degradando
esses microorganismos que são fagocitados.
Lisossomos possuem formas e tamanhos
variáveis, geralmente são esféricos,
principalmente os lisossomos jovens. Quando
estão atuando na digestão, como por exemplo se
fundem com uma vesícula contendo uma bactéria,
apresentam formas variáveis.
Quando estão atuando no processo de
degradação tem compostos residuais do que foi
degradado no seu interior. Algumas dessas partes
degradadas, conseguem ser expulsas, outras não,
e se acumulam no interior do lisossomo ao longo
do tempo, indicando um processos de
envelhecimento da célula.
A membrana interna dos lisossomos e
diferente das outras organelas, ela se assemelha a
membrana externa da própria célula, por que
existem carboidratos aderidos aos componentes
da membrana, tem glicolipídios e glicoproteínas na
parte interna membrana.
Os lisossomos possuem enzimas que são
capazes de degradar a sua própria membrana
destruindo o lisossomos. O revestimento de
carboidratos na membrana interior serve como
uma proteção para não serem degradados pela sua
própria enzima.
Ao lado dos lisossomos estão as hidrolases
ácidas. Hidrolases gostam de atuar em ambientes
ácidos, então caso vá para o citoplasma pode
perder a ação.
Quando uma molécula entra no lisossomo,
quando é pega por pinocitose ( líquidos e pequenas
partículas são capturadas), essas pequenas
partículas podem ser digeridas/quebradas.
AB - partículas
H2O - é adicionado pelas hidrolases
Tem as partículas ( AB), as hidrolases
adicionam H2O e com o uso da H2O elas quebram
e separam essa molécula atuante.
Fator importante das hidrolases ácidas -
enzimas presentes nos lisossomos.
Existe uma variedade de hidrolases, por
exemplo:
Nucleases - hidrolases que atuam sobre os
ácidos nucleicos atuam degradando dna ou rna.
Fosfatase- atuam degradando radicais
fosfatos.
Fosfolipases- atuam sobre fosfolipídeos.
variações de proteases - atuam sobre as
proteínas.
Enfim, existem vários tipos de hidrolases.
FORMAÇÃO
COMPLEXO DE GOLGI - PRÉ LISOSSOMO- LISOSSOMO PRIMÁRIO
P.L - Pré lisossomo
R.Cl - Envoltório de clatrina
B.p - Bombas de prótons (proteínas de
membranas)
R.m - Receptores de membrana (proteínas de
membranas)
Hs - Hidrolases ácidas (enzimas )
M-6P - Manose-6-Fosfato
L.p - Lisossomo primário
H+ - Próton de Hidrogênio
Os lisossomos brotam do complexo de
golgi.
Na figura os pentágonos são as hidrolases
ácidas.
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As Proteínas podem ser produzidas através
dos polirribossomos no citoplasmas ou são feitas
com junção de ribossomos no REG.
As hidrolases tem origem no REG, e vão
para o complexo de golgi (CG).
No CG ocorre a fusão dessas enzimas com
uma molécula de manose-6-fosfato. Há uma
produção de M6P através de uma enzima
n-acetilglicosamina fosfotransferase e a adição
de ao carbono 6 gera um resíduo de Manose
associado.
A M-6-P é fundamental para que as
enzimas possam se prendem às proteínas de
membrana para que depois o lisossomo possa de
destacar, se soltar do CG.
As hidrolases precisam se ligar a M-6-P
para se ligar a proteína de membrana e formar o
lisossomo se soltando do CG.
O CG apresenta uma rede trans e cis, e
isso acontece na rede trans do CG.
As bombas de prótons tem ação importante
para quando o lisossomos se destaca do CG, não
estão atuando, mas já estão prontas.
Essa parte amarela “R.Cl”, uma projeção
globulosa, são proteínas de membrana que formar
uma capa, protegendo os lisossomos de acção de
destruição de outros lisossomos por exemplo.
protegendo também para que fique apto a
funcionar para que todas as transformações
ocorra a tempo. Essa proteína se chama clatrina,
um envoltório de clatrina que está abraçando a
face trans do CG na hora de se destacar liberando
um pré lisossomo(não é ativo)
Para ativar um lisossomos é preciso 3
coisas fundamentais:
1- Criar um ambiente ácido - são criados
pelas bombas de prótons (transporte ativo
primário que utiliza atp), fazem com que H+
penetram no lisossomos, existem também canais
de cloreto na membrana. E o cloreto e o
hidrogênio formam o ácido clorídrico - HCL, então
o pH da matriz do lisossomo se torna ácido.
2- Ruptura da capa de clatrina - esse
envoltório se desfaz para que o lisossomo atue,
realizando a endocitose, as proteínas clatrinas
sofrem desnaturação.
3-deixar as hidrolases livres para
poderem atuar - por ações enzimáticas -
fosfatases ácidas, existente dentro dos
lisossomos ocorre a separação das hidrolases dos
receptores, acontece a quebra da M6P soltando
as hidrólises ácidas dos receptores, eles serão
expulsos para o citoplasma e retornam ao CG.
Quando o lisossomo age se torna um
lisossomos adulto/tardio.
Quando os lisossomos atuam quebrando/
degradando fazendo a digestão intracelular,
muitas das partículas formadas pela quebra ele
consegue expulsar, liberar, mas alguma não então
ocorre o acúmulo de partículas. Quando passa por
esse acúmulo passa se chamar corpos residuais
que indica o processo de envelhecimento da célula.
Vias que o lisossomo pode atuar:
● Fagocitose - quando membrana da
célula engloba grande partículas,
grandes moléculas, ou até células
inteiras como o exemplo da imagem
que é uma bactéria, leva o nome de
fagossomo .
● Retículo endoplasmático envolve
uma organela por exemplo a
mitocôndria e gera um
autofagossomo, processo de
autofagia e depois é digerida pelo
lisossomo.
● Endocitose - quando a membrana
engloba pequenas partículas, forma
um endossomo. ( e também
pinocitose, que é a entrada de
pequenas partículas e liquido)
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Os lisossomos podem atuar em: fagossomo,
endossomo e autofagossomo e moléculas do
citoplasma que podem entrando.
As enzimas lisossomais costumam ser
trocadas algumas vezes, por exemplo fosfatases
ácidas podem ser expelidas quando ocorre um
processo de degradação ampla de conteúdo, essas
fosfatases ácidas costumam ser reintroduzidas -
ao ser colocada no citoplasma são capturadas
pelos lisossomos.
As outras enzimas que podem extravasar
do lisossomos ou do CG quando está formando os
lisossomos, as enzimas podem ser recuperadas por
receptores de membrana os mesmos que fazem a
fusão com M6P, quando são lançadas ao citoplasma
por erro, são recapturadas por receptores que
também se soltam da membrana , são levadas ao
CG.
Processo de crinofagia - atacam as
vesículas de secreção que está a muito tempo sem
receber sinal de liberação. O lisossomo destrói
esse conteúdo que são grânulos de secreção sem a
necessidade de acontecer o autofagossomo.
Células secretoras, como as células do
pâncreas que produzem suco pancreático, essas
secreções ficam armazenadas em vesículas
chamadas vesículas de secreção ficam esperando
uma sinal de liberação e então ocorre um estímulo
e a secreção é liberada. Quando as vesículas de
secreção não receberam sinal por um bom tempo
os lisossomos atacam. Combatem as vesículas que
esperam muito tempo pelo sinal de liberação.
Em algumas situações específicas as
hidrolases ao invés de atuar dentro da célula pode
criar uma via extracelular,como por exemplo, nas
células ósseas, os osteoclastos,são células que
degradam o osso, acabam quebrando/ degradando
osso para abrir cavidade, passagens, canais.
Osteoclastos usam as enzimas lisossomais-
as hidrolases, para a digestão de material fora da
célula. Secretam as enzimas, criando um ambiente
ácido para atuarem no meio exterior da célula
criando o papel de degradação.
Os espermatozoides têm uma extremidade
uma região acrossomal que acumula enzimas
hidrolases chamadas hialuronidases.
As hialuronidases são importantes para
quando os espermatozóides irão se aproximar do
gameta feminino e ter que destruir as “barreiras”
que o gameta feminino possui.
Vias de ações de peroxissomos e
lisossomos.
Lisossomos atuam nas 3 opções
Lisossomo que acumula material de
degradação indicando o envelhecimento da célula é
comum um células do miocárdio no coração e em
neuronios do cerebro, e esses acúmulos recebem o
nome de grânulos lipofuscina.
MITOCONDRIAS -
BIOGêNESE
A Maioria das proteínas mitocondriais, são
as proteínas produzidas no citoplasma e
encaminhadas para a mitocôndria. A maioria das
proteínas mitocondriais são enzimas, esse
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processo envolve o polirribossomo que sintetizam
as proteínas.
O começo da síntese agrupam alguns
aminoácidos que são a sequência sinal. essa
sequência sinal para mitocôndria, existem algumas
sequências possíveis não apenas uma. Apenas as
proteínas com sequência sinal conseguem entrar
na mitocôndria. são reconhecidas pelos
receptores.
As proteínas não podem entrar entrar na
mitocôndria quando estão dobradas ( na forma
final) elas precisam estar alongadas ( estrutura
primária/secundária) isso acontece devido a outra
proteína nos citoplasmas chamada chaperona nos
citoplasmas.
No citoplasma as chaperonas se ligam as
informações e não deixa as proteínas se
dobrarem, permitindo que a proteina entre na
mitocôndria. Essas proteínas quando são
direcionadas a matriz mitocondrial podem se
dobrar, para se dobrarem precisam da chaperona
(para dobrar), quando se dobram se tornam ativa.
A maioria das proteínas as mitocôndrias
não produz apesar de ter seu próprio material
genético, elas precisam desse processo para obter
a maioria das suas enzimas.
energia
Estruturas das internas das cristas
mitocondriais (na ponta das setas brancas), como
se fosse umas bolinhas e elas tem uma astes
inserindo nas cristas, essas estruturas são os
corpúsculos elementares - nesse local pela
presença da enzima ATP sintases/ sintetase que
ocorre a produção de energia na molécula de atp
que vai ser o fator principal da função da
mitocôndria.
Funções :
● RESPIRAÇÃO CELULAR (produção de
energia)
● SÍNTESE DE HORMÔNIOS
ESTERÓIDES
● DESENCADEIA A APOPTOSE
● PRODUÇÃO DE CALOR
Produção de calor - acontece
principalmente em alguns tecidos adiposos, como
em recém nascidos / animais que hibernam,
acontece um desvio da energia que seria usada
para produção de atp, essa energia acaba sendo
estimulada a ser expulsa da célula. então, ocorre
uma transformação da membrana mitocondrial
favorecendo a liberação da energia que estava
armazenada entre as membranas interna e
externa, ao invés da energia ser destinada a
produzir atp ela é destinada a ser expulsa da
mitocôndria e isso gera calor na célula, nos
tecidos, chama-se termogenia, a proteína que faz
esse estímulo do desvio do calor é a termogenina.
Processo de apoptose - processo de morte
celular programada, acontece rupturas da
membrana da mitocôndria começando a extravasar
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material, e isso desencadeia um processo de
destruição celular.
Síntese de hormônio esteróides - ex:
testosterona. Ocorre uma participação dupla, o
colesterol é produzido no RE e é lançado no
citoplasma então é levado até as mitocôndrias e lá
por questão da ação enzimática ele é
transformado em pregnenolona, essa outra
substância retorna ao RE e por ação de outras
enzimas é transformado em testosterona. Na
membrana interna das mitocôndrias as enzimas
transformam o colesterol em pregnenolona.
Outras ações associadas a participação de
mitocôndrias como também participação da
destruição do desvio de ácidos graxos para
terminar a sua degradação, de cadeia curta/
média.
● Membrana Externa - enzimas da
degradação de lipídios (geram ácidos
graxos, que podem servir como fonte de
produção de energia. pode formar mais atp
que a glicose), seletivamente permeável
● Espaço Intermembranoso – enzimas (atp
sintetase - formam o atp) e acúmulo de
prótons (são ligados de fosfato para gerar
a energia da molécula)
● Membrana Interna – é rica em proteínas -
Cadeia transportadora de elétrons,
impermeável.
● Crista mitocondrial – maior produção
● Corpúsculos elementares – ATP-sintetase
● Matriz mitocondrial – Enzimas – piruvato
(ex: fornecido pela quebra da glicose ) –
ciclo do ácido cítrico
● Ribossomos mitocondriais
● DNA mitocondrial
Partes da mitocôndria
Membrana externa - tem uma proporção
equivalentes entre proteínas e lipídios e possui
vários componentes reguladores apesar de seus
poros permitirem a entrada de macromoléculas
como as proteínas.
Membrana interna - é mais impermeável
apresentam várias reentrâncias que são as cristas
mitocondriais, quanto mais cristas maior a
produção de energia é feita pela mitocôndria.
Espaço intermembranoso - espaço entre a
membrana interna e a membrana externa.
Matriz - dentro da membrana interna tem
a matriz, onde está o DNA, o ribossomo,
proteínas, enzimas onde ocorre o processo do
ciclo de krebs.
Respiração celular - é consumido O2 e
liberado CO2 e H2O.
Faixa cinza - citoplasma - membrana
mitocondrial externa
Faixa azul - ocorre na matriz
Faixa roxa - espaço entre membrana
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O uso de substratos como a glicose
podendo ser usado os ácidos graxos e até
aminoácidos. Sendo o mais usado a glicose. Na
glicólise ocorre uma quebra anaeróbica - sem uso
do oxigênio, para produzir o piruvato.
O piruvato depois é transformado pelo
complexo desidrogenase piruvato formando o
acetil-CoA.
o Acetil-CoA entra no ciclo de krebs e faz
ele girar, acontecendo a liberação de elétrons,
prótons e CO2 (é expulso da mitocôndria e da
célula).
Os elétrons são destinados a formação de
NADH e FADH2. Essas estruturas entram na
cadeia transportadora de elétrons. Essa cadeia
está presa na membrana mitocondrial interna por
uma série de enzimas que vão gerar uma
disponibilização dos elétrons para o espaço
intermembranoso e isso será útil para atrair os
prótons e serem usados para a produção de
energia na ligação com o fosfato ao adp, com a
ação da enzima atp sintetase ( na faixa lilás).
A cadeia de transportadores de elétrons
cria o ambiente para atração dos prótons.
Os complexos são as proteínas de
membranas.
As proteínas geram a passagem de elétrons
para o espaço intramembranosos gerando um
ambiente para atração dos prótons, os prótons
serão usados na energia nos corpúsculos
elementares pela ação da enzima atp sintetase.
no final esse processo libera água e essa liberação
de água acaba sendo expulsa para o citoplasma,
depois da célula através das membranas.