Síntese Celular

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Secreção é todo processo que envolve: 
→ Síntese (fabricação) 
→ Transporte 
→ Armazenamento de moléculas 
Ex. bile, insulina, estrógeno... 
 
Reticulo endoplasmático: 
Constituído por uma rede de membranas que 
delimitam cavidades; 
Essas cavidades podem ser chamadas também 
de cisternas, lúmen ou luz; 
Se estende a partir do envoltório nuclear e 
percorre grande parte do citoplasma, formando 
uma rede tridimensional de cavidades que se 
intercomunicam. 
 
 
Reticulo endoplasmático liso (REL) 
Não contém ribossomos 
Envolvido na síntese de lipídios 
 
Reticulo endoplasmático rugoso (RER) 
Ribossomos acoplados à face citoplasmática de 
suas membranas 
Envolvido na síntese proteica 
 
 
Ribossomos 
→ Associam-se as membranas do reticulo 
na forma de polirribossomos 
→ Ribossomos estão voltados para o citosol 
da célula 
→ Também existem polirribossomos 
dispersos no citoplasma 
 
 
 
As proteínas são aquelas destinadas a 
permanecer no próprio reticulo, ser 
transportadas para o complexo de Golgi, formar 
lisossomos, compor membrana plasmática ou 
serem secretadas da célula. 
 
Estes são responsáveis pela síntese das 
proteínas que devem permanecer no citosol ou 
serem incorporadas no núcleo, mitocôndrias, 
cloroplastos ou peroxissomos. 
 
As diferenças quanto ao local e ao tipo de 
síntese de proteínas possibilitam classificar as 
células em quatro tipos gerais: 
 
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Células que sintetizam ativamente proteínas que 
permanecem no citosol e não são segregadas 
nas cisternas do RER: 
Nessas células, as proteínas são sintetizadas em 
polirribossomos livres no citosol, não presos ao 
reticulo, que ocupam grande parte do citoplasma. 
 
 
Células que sintetizam e segregam proteínas 
nas cisternas do RER e exportam essas proteínas 
diretamente, sem acumulá-las em grânulos: 
Nessas células, a síntese proteica é realizada por 
polirribossomos aderidos à face citoplasmática da 
membrana do RER. Elas apresentam complexo 
de Golgi desenvolvido e não há grânulos de 
secreção. 
 
 
Células que sintetizam proteínas que são 
segregadas nas cisternas do RER passam para o 
complexo de Golgi e, depois, são acumuladas em 
grânulos, que geralmente permanecem nas 
células para uso posterior: 
 
É o caso dos leucócitos, eosinófilos, neutrófilos e 
monócitos, assim como dos macrófagos, que 
apresentam no citoplasma grânulos que contêm 
proteínas e enzimas com diversas funções. 
 
 
Células que sintetizam, segregam e acumulam 
proteínas em grânulos de secreção, que serão 
exportados por exocitose: 
Ex.: células secretoras exócrinas do pâncreas e 
da glândula salivar parótida, que produzem 
enzimas digestivas empacotadas em vesículas ou 
grânulos envoltos por membrana que, sob o 
estímulo apropriado, serão secretadas para 
digerir os alimentos. 
 
 
Conteúdo das cisternas varia: 
→ De acordo com o tipo de reticulo 
→ Tipo celular 
→ Estado fisiológico da célula 
 
 
 
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Contém uma solução aquosa, em que estão 
mergulhados proteínas, glicoproteínas e 
lipoproteínas. 
 as cavidades contêm imunoglobulinas 
 cadeias de protocolágeno 
: hidrolases acidas 
 contém hormônios 
esteroides 
 
O RER sintetiza e segrega as cadeias 
polipeptídicas. 
As cadeias polipeptídicas sintetizadas nos 
polirribossomos acoplados as membranas do RER 
são transferidas para o interior das cisternas 
enquanto ainda estão sendo traduzidas 
Elas são processadas e acumuladas nas cisternas, 
de onde são transportadas, no interior de 
vesículas, para seus locais de destino 
Irão compor tanto as membranas quanto o 
interior das cavidades do reticulo endoplasmático, 
do complexo de Golgi e dos lisossomos 
Também irão constituir a membrana plasmática 
e a secreção celular. 
As proteínas que devem ser sintetizadas nos 
polirribossomos ligados ao RER são marcadas 
com uma sequência chamada sequência sinal 
Partícula de reconhecimento de sinal ou PRS 
A associação da PRS à sequência sinal 
interrompe a síntese proteica no citosol, que 
será reiniciada somente quando a PRS encontrar 
seu receptor, uma proteína intrínseca 
encontrada na superfície citosolica da membrana 
do RER. 
 
 
O ribossomo está livre no citoplasma, se liga a 
um RNAm e faz a síntese em proteína. Se a 
proteína for uma proteína que não deve ser 
sintetizada no citoplasma, no início da cadeia 
polipeptídica, o PRS reconhece e se liga, 
interrompendo a síntese no citoplasma. PRS se 
liga ao receptor da PRS no reticulo 
endoplasmático rugoso. Não ocorre ligação de 
PRS em proteínas que estão sendo traduzidas 
no citoplasma. 
Se a proteína for destinada a compor 
membranas, ela não é liberada no interior da 
cisterna. Ela é transportada como parte 
integrante da membrana de vesículas que 
brotam do RER e se dirigem para as membranas 
alvo. A síntese ocorre na bicamada lipídica. 
Se a proteína que é sintetizada no RER deve 
compor membrana plasmática da célula, ela é 
transportada através de vesícula para o golgi e 
para a membrana plasmática da célula. 
 
 
As proteínas sintetizadas e processadas no 
reticulo endoplasmático são exportadas em 
vesículas de transporte que brotam das 
membranas do reticulo e se fundem com as 
membranas do complexo de Golgi. 
As vesículas brotam de uma região especializada 
do RER que não apresenta polirribossomos 
acoplados as membranas 
Reticulo endoplasmático transicional.: local de 
transição das proteínas do RER para o golgi. 
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Ribossomos sintetizando cadeias polipeptídicas 
Vesícula carregando a proteína até o golgi 
O golgi manda a proteína para suas diferentes 
cisternas, que transformam as proteínas 
Proteínas modificadas chegam na rede trans, 
com a secreção que a célula precisa secretar. Se 
acontece um direcionamento errôneo das 
proteínas, o transporte retrogrado é ativado. 
 
 
 
 
 
 
O REL participa da síntese de lipídios da célula 
Nas membranas ocorre a síntese de 
praticamente todos os lipídios que compõem as 
membranas celulares, colesterol também. 
Alguns dos lipídios das membranas são 
inicialmente produzidos no REL e suas moléculas 
são completadas no complexo de Golgi 
As enzimas que sintetizam fosfolipídios são 
intrínsecas à membrana do reticulo liso, com 
seus sítios ativos formando saliência na face 
citoplasmática da membrana. 
 
 
A maioria dos fosfolipídios são sintetizados na 
face citosólica da membrana do reticulo, a partir 
de uma molécula de glicerol e de duas moléculas 
de ácidos graxos ligadas à coenzima A (CoA). 
 
Exportação de lipídeos do REL 
Do reticulo liso, os lipídios são distribuídos para as 
diversas membranas celulares por três 
mecanismos principais: 
→ São incorporados à membrana do 
próprio reticulo e se difundem pela 
bicamada 
→ Integram as membranas de vesículas que 
brotam do reticulo e se fundem com 
outros compartimentos 
→ São transportados por proteínas 
especificas. 
 
 
 
 
 
 
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A desintoxicação no organismo é realizada pelo 
REL 
Participa dos processos de desintoxicação do 
organismo 
O REL, absorve substâncias tóxicas, modificando-
as ou destruindo-as, de modo a não causarem 
danos ao organismo; 
Desse processo participam o Citocromo P450 e 
a sua redutase, contribuindo para a conversão de 
substâncias tóxicas como herbicidas, 
conservantes, corantes, medicamentos e outras 
substâncias; 
Esse processo ocorre no fígado, na pele, nos rins 
e nos pulmões. 
 
O REL armazena, libera e capta íons Ca2+ 
O reticulo endoplasmático liso é o principal 
reservatório de Ca2+ do citoplasma de células 
musculares e não musculares 
A concentração desse íon no citosol é muito 
baixa, sendo aumentada em resposta ao 
estímulo fornecido por sinais químicos. 
Quando células recebem estímulo, a membrana 
do REL abre canais de cálcio, permitindo a saída 
dos íons de cálcio, ocorrendo a contração da 
célula – movimentação da actina sobre a miosinaJunto com proteínas do citoesqueleto, os 
retículos endoplasmáticos auxiliam na 
sustentação das células. Estando localizados 
próximo ao núcleo das células. 
Vias de degradação de proteínas 
 
Proteossomo (complexo enzimático): ubiquitinas 
identificam as proteínas que precisam ser 
degradadas 
 
Estudo mitocondrial: ultraestrutura e função 
das mitocôndrias 
 
Membrana externa formada por bicamada 
lipídica 
Membranas internas formam as invaginações 
(cristas mitocondriais) 
Entre as membranas (interna e externa) tem o 
espaço intermembranoso 
DNA mitocondrial no meio interno 
Corpúsculos elementares: síntese de ATP, 
localizados na membrana mitocondrial interna 
Região interna (matriz mitocondrial) com 
ribossomos 
 
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Membrana mitocondrial externa 
Bicamada lipídica – Fosfolipídios e pequenas 
quantidades de outros lipídios 
É uma membrana “lisa” e muito permeável – 
porinas (proteínas canais) 
Rica em colesterol. 
 
Membrana mitocondrial interna 
Bicamada lipídica – Fosfolipídios e outros lipídios 
Pobre em colesterol e rica em cardiolipina: 
→ Fosfolipídio 
→ Contribui para dificultar a passagem de 
partículas com carga elétrica através da 
membrana mitocondrial interna, o que é 
importante para a produção de ATP. 
Apresenta invaginações formando as cristas, que 
aumentam a superfície dessa membrana. 
Proteínas 
Se encontram os corpúsculos elementares 
Complexo proteico com atividade de ATP-
sintase. 
 
Espaço Intermembranoso 
Encontra-se entre as duas membranas (interna 
e externa) 
Acumula prótons transportados da matriz 
Enzimas e proteínas. 
 
As moléculas de fosfolipídios são transferidas 
para as mitocôndrias por proteínas 
transportadoras especiais, que carregam os 
lipídios de uma membrana do reticulo 
endoplasmático liso para a membrana 
mitocondrial com menor concentração lipídica. 
Se o lipídeo precisa passar para face externa da 
membrana mitocondrial, flipasse faz a troca ou 
movimento de flip-flop. 
 
 
 
Matriz mitocondrial 
Substância finamente granulosa e elétron-densa 
Contém grânulos elétron-densos com cálcio 
Filamentos de DNA, difíceis de visualizar no 
microscópio eletrônico 
Ribossomos 
 
É circular e não apresenta histonas 
Não se enovela e não forma cromossomos 
É muito pequeno, tem somente 37 genes: 
→ 2 genes para rRNA 
→ 22 para tRNA 
→ 13 genes que codificam mRNA para a 
síntese de proteínas. 
Não tem alto grau de enovelamento 
Em quase todos os tipos de célula, a soma dos 
DNA de todas as mitocôndrias não representa 
mais do que 1% do DNA nuclear 
Origem materna. 
 
 
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As proteínas codificadas pelo DNA mitocondrial, 
são as proteínas que estão localizadas na 
membrana mitocondrial interna e estão 
envolvidas na síntese de ATP 
As outras proteínas são codificadas pelo DNA 
nuclear. 
 
A maior parte das proteínas mitocondriais são 
sintetizadas no citosol, em polirribossomos livres, 
e então transferidas para as mitocôndrias 
As proteínas destinadas às mitocôndrias têm um 
pequeno segmento da molécula que é um sinal 
de endereçamento para essa organela. 
 
 
 
As proteínas que precisam entrar na 
mitocôndria, são reconhecidas por receptor na 
membrana da mitocôndria (apenas proteínas 
mitocondriais são reconhecidas) 
A incorporação de proteínas às membranas e 
aos compartimentos mitocondriais é resultado de 
um complexo processo 
 
 
 
 
 
Após reconhecimento do receptor, proteínas 
TOM (externa) e TIM (interna) formam canal de 
passagem. O sinal é clivado após entrada da 
proteína. Proteínas hsp70 puxam a proteína para 
dentro da célula, gastando energia. 
 
 
 
Proteína entra na conformação primaria. Só 
assume outras conformações após estar 
totalmente imersa na matriz mitocondrial 
 
Quanto mais energia a célula precisa, mais longas 
e tubulares as mitocôndrias podem se tornar 
 
 
 
 
Respiração celular 
Utiliza-se de oxigênio e glicose e os converte em 
energia – ATP, que devolve para a célula 
A energia produzida é química e é usada em 
reações bioquímicas que gastam energia 
Também produz calor. 
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Ciclo do ácido cítrico produz desidrogenases, 
elétrons e íons, que entram na cadeia 
transportadora de elétrons (cadeia de enzimas e 
citocromos), na cadeia são produzidos 36 
moléculas de ATP. 
 
Íons de hidrogênios retornam para matriz 
mitocondrial, cedendo energia para síntese do 
ATP, fosfato inorgânico + ADP: molécula de ATP 
 
 
 
A geração quimiosmótica de energia começa 
quando os carreadores ativados NADH e FADH2 
doam seus elétrons de alta energia para a cadeia 
transportadora de elétrons na membrana 
mitocondrial interna, tornando-se oxidados a 
NAD+ e FAD 
Os elétrons são rapidamente passados ao longo 
da cadeia até o oxigênio molecular (O2) para 
formar água (H2O) 
O movimento gradual desses elétrons de alta 
energia ao longo dos componentes da cadeia 
transportadora de elétrons libera energia que 
pode, então, ser utilizada para bombear prótons 
através da membrana interna 
O gradiente de prótons resultante é então usado 
para promover a síntese de ATP. 
 
 
 
Membrana mitocondrial interna – Cardiolipina 
Cardiolipina impede que os íons passem 
livremente entre a bicamada lipídica 
Formada por conjuntos e existem inúmeras 
cópias ao longo da bicamada lipídica 
Cada conjunto é composto por quatro 
complexos proteicos relativamente grandes, 
denominados: 
→ NADH desidrogenase (I); 
→ Succinato-desidrogenase (II); 
→ b-c1 (III); 
→ Citocromo-oxidase (IV); 
 
Entre os complexos proteicos são encontrados 
dois pequenos transportadores de elétrons: 
→ Ubiquinona 
→ Citocromo c. 
 
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Essa proteína permite que os prótons, 
acumulados no espaço intermembranoso, fluam 
livremente de volta para a matriz, sem passar 
pelos corpúsculos elementares 
Não ocorre síntese de ATP e a energia derivada 
do fluxo de prótons é dissipada sob a forma de 
calor 
 
 
 
Teoria endossimbiótica da origem das 
mitocôndrias 
Margulis, 1981 
 
 
Célula eucarionte ancestral englobou uma 
bactéria: formando a mitocôndria 
A endossimbiose ofereceu vantagens tanto para 
a bactéria aeróbia, que recebeu proteção e 
nutrientes, como para a célula hospedeira 
anaeróbia, que ganhou um sistema mais eficiente 
de aproveitamento de energia pela fosforilação 
oxidava, evoluindo para uma célula eucarionte 
aeróbia. 
Cloroplastos das células vegetais, com DNA 
circular 
 
 
 
As mitocôndrias são organelas altamente 
dinâmicas 
 
 
 
Processos constantes 
Fissão: uma mitocôndria maior consegue se 
dividir em mais, mitocôndrias menores fazem 
fusão, originando novas mitocôndrias 
Mitofagia (autofagia seletiva de mitocôndrias) 
Apoptose 
Deslocamento mitocôndrias dentro das células: 
filamentos citoesqueleto 
 
 
Mitocôndrias se dividem em duas 
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Proteínas especificas fusionam mitocôndrias 
 
 
Mitofagia 
Mitocôndrias danificadas/alteradas 
Autofagia seletiva de mitocôndrias 
 
 
 
 
A mitocôndria é de origem materna, na 
fertilização mitocôndrias paternas entram no 
ovócito, identificadas com ubiquitinas, sistema da 
célula reconhece e degrada, formando 
autofagossoma em torno das mitocôndrias, 
lisossoma se fusiona, ocorrendo a degradação. 
Se ocorrer uma falha no processo e as 
mitocôndrias paternas não foram degradadas: 
da origem a 
muitas doenças mitocondriais 
 
 
 
Apoptose: 
Citocromo C (proteína) que sai para o ambiente 
extracelular, ativando cascatas de sinalização para 
apoptose 
 
 
: doenças humanas causadas por 
mutações nos processos de fusão e fissão das 
mitocôndrias. Falhas no mecanismo de mitofagia