Dinâmica celular

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Dinâmica celular 2
ENDEREÇAMENTO DE PROTEÍNAS E TRÁFEGO VESICULAR 
Objetivos 
✔Compreender como as proteínas são direcionadas 
especificamente às organelas 
✔Conhecer a dinâmica do processo de distribuição de 
proteínas nos diferentes compartimentos celulares 
 ✔Entender a importância da glicosilação nas funções das 
proteínas 
✔Descrever os mecanismos e proteínas envolvidas no 
tráfego vesicular 
Compartimentos onde acontecem reações especificas 
Ribossomos: sintetizam as proteínas e podem estar livres ou 
aderidos ao RER. 
REL: síntese de lipídeos (por exemplo os da membrana ) 
Como a proteína sabe o seu destino? 
Todas as proteínas sintetizadas vão ter uma porção de 
peptídeo sinal, sinal de enderece amente. é a porção N 
terminal da proteínas que vai enderece-la pra onde ela 
precisa ir .ligado a metionina.. Se ela não tiver esse peptídeo 
sinal, vai ficar livre no citoplasma. 
 Sinal de endereçamento → porção da sequência 
de aminoácidos da proteína, tipicamente com 15 a 
60 resíduos de comprimento. 
 O destino de uma proteína sintetizada no citosol 
depende do sinal de endereçamento (sequência 
sinal)  receptores de endereçamento 
 Complementares 
Proteínas são sintetizadas no ribossomo (citosol). 
DNA >> RNA >> PROTEINA 
Sinal de endereçamento → porção da sequência de 
aminoácidos da proteína, tipicamente com 15 a 60 resíduos 
de comprimento 
O destino de uma proteína sintetizada no citosol depende do 
sinal de endereçamento (sequência sinal) - receptores de 
endereçamento complementares 
As sequências-sinal direcionam as proteínas aos destinos 
corretos. As proteínas destinadas ao RE possuem uma 
sequência-sinal N-terminal que as direciona para aquela 
organela, 
As proteínas destinadas a permanecerno citosol não 
possuem tal sequência-sinal. 
Técnicas de DNA recombinante podem ser usadas para 
alterar o destino das duas proteínas: se a sequência-sinal é 
removida de uma proteína do RE e ligada a uma proteína 
citosólica, ambas as proteínas ocuparão para o local 
inapropriado esperado. 
E se não houver sinal??? 
 A proteína permanece no citosol 
Ribossomos. 
 Livre no citoplasmas 
 Aderido no RER 
Como a célula vai saber se a proteína vai ser traduzida pelo 
livre ou do RER, vai depender do destino final? 
 RNAm e os ribossomos se ligsm para formarem as 
proteínas, o N terminal é o peptídeo sinal que é 
reconhecido pelo SRP, ao se ligar direciona para o 
RER e a partir disso o ribossomo termina a tradução 
da proteína dentro do RER. Depois de sintetizado a 
proteína o peptídeo sinal é liberado no citosol. 
EX: INSULINA, hormônio polipeptídico. Serve para lecar a 
glicose para as células promovendo a redução da glicemia 
entérica. Precisa estar na corrente sanguínea, assim precisa 
sair da celular (complexo de golgi), precisando ser sintetizada 
por ribossomos aderidos ao RER. 
1. RNAm sai do núcleo para o citosol 
2. Ribossmo se liga a esse rna e tem um sinal 
3. Receptor se liga ao ribossomo SRP 
4. Direciona o ribossomo para RER 
5. Vai para o golgi 
6. Exocitada – insulina 
Na célula todas as proteínas são traduzidas pelos ribossomos 
que estão no citoplasma ou RER, dependendo do destino 
final da proteína vamos saber pra onde vai, se for traduzida 
no lúmen depois no CG depois membrana celular sendo 
exocitada pelos ribossomo livres e são sintetizadas no RER 
pelo direcionamento do SRP, indo p onde for direcionada, já 
se não tiver o peptídio sinal ficam livres no citoplasma com 
os ribossomos produzindo essa proteína 
As proteínas que serão traduzidas no RER terão um certo 
peptídeo sinal que encaminha ela para o reticulo. 
As proteínas que serão produzidas no citsol livre terão um 
certo peptídeo sinal 
Ex: proteína de memb plasmática ou para ser secretada vai 
precisar passar pelo complexo de golgi. Mas, para isso ela 
precisa ser produzida no RER. Ou seja, proteínas que vao pra 
mem plasmática, secretedas precisa ser sintetizada no RER. 
Se precisar ir pro núcleo, peroxissomo vai ser produzida no 
citoplasma. 
É importante serem sintetizadas no rer porque la vão ser N 
glicosiladas.. Essa n-glicosilaçao determinar o estado de 
enovelamento das proteínas. As proteínas mal enoveladas no 
RER são exportadas e degradas no citosol, no proteassoma 
pois recebe um sinalizador para essa degradação. 
Trafego celular 
RER >> GOLGI >> pode ir para membrana, fora da célula, 
formar lisossomo tardio. 
Trafego celular mediado por vesículas, a partir da face do 
trans do golgi. 
Essas vesículas vao ter sinais de direcionamentos. Revestidas 
pr certas proteínas que sera reclicladas. 
 Cop1 
 Cop2 
 Clatrina 
Botulismo 
O complexo de SNARE e SNAP25 é o alvo da poderosa 
toxina Clostridium botulinum, protease que cliva ligações 
específicas nessas proteínas, impedindo a neurotransmissão 
e causando a morte do organismo. Devido à sua alta 
especificidade para essas proteínas, a toxina botulínica 
purificada tem servido como poderosa ferramenta para o 
detalhamento do mecanismo de liberação de 
neurotransmissor in vivo e in vitro. 
As organelas delimitadas por membranas importam proteínas 
por um destes três mecanismos. 
Todos esses processos requerem energia. A proteína 
permanece enovelada durante o transporte nos mecanismos 
1 e 3, mas em geral deve ser desnaturada durante o 
mecanismo 2.. 
 
 
 -TIPOS DE TRANSPORTE: 
 1. proteínas que vão do citosol ao núcleo pelos poros 
nucleares; permitem a passagem de macromoléulas 
específicas que contém o sinal de endereçamento (sinal de 
localização nuclear, consiste em uma sequência com várias 
lisinas e argininas carregadas positivamente), e também a 
difusão livre de moléculas menores; 
 -no envelope nuclear há diversos receptores de transporte 
nuclear que ligam-se ao sinal de localização nuclear nas 
proteínas, isso permite a passagem para o meio interno ao 
envelope nuclear; após a passagem o receptor retorna ao 
citosol para ser reutilizado; esse transporte requer energia 
advinda do GTP; 
-o envelope nuclear possui duas membranas concêntricas, 
sendo que a membrana nuclear interna contém proteínas 
que atuam como sítios de ligação para os cromossomos e 
fornecem sustentação para a lâmina nuclear, uma malha 
tecida de filamentos proteicos que se dispõe sobre a face 
interna dessa membrana e que fornece um suporte 
estrutural para o envelope nuclear; 
 2. proteínas que vão do citosol ao RE e mitocôndrias 
por meio de translocadores proteicos localizados nas 
membranas; a molécula proteica transportada normalmente 
deve desdobrar-se e possui uma sequência N-terminal; cada 
proteína é desenovelada à medida que é transportada da 
membrana externa para a interna, e sua sequência-sinal é 
removida após a translocação ser completada; quando a 
proteína tem que chegar a uma região + específica dentro 
da mitocôndria ou do RE, há outro sinal que é exposto 
quando o 1 sinal for removido; 
 
 
-a manutenção da mitocôndria se dá também principalmente 
pela importação de lipídeos para sua membrana, que advém 
do RE e citosol; Os fosfolipídeos são transportados 
individualmente para essas organelas por proteínas 
hidrossolúveis carreadoras de lipídeos que extraem uma 
molécula fosfolipídica de uma membrana e a entregam à 
outra. Essas proteínas asseguram que as diferentes 
membranas celulares sejam capazes de manter sua 
composição lipídica característica. 
 -o RE, muitas vezes é apenas o ponto de entrada para 
essas proteínas, que muitas vezes não estão 100% 
sintetizadas, ou seja, os ribossomos que estão sintetizando 
essas proteínas devem permanecer também presos na 
membrana do RE, formando o RER; as proteínas que 
devem permanecer no RE tem um sinal de endereçamento 
chamado de sinal de retenção no RE; 
 
 
-devemos analisar os 2 tipos de proteínas que são 
transferida do citosol para o RE: 
 1.proteínas hidrossolúveis que passam pela membrana doRE e entram para o lúmen são destinadas a secreção ou 
para o lúmen de uma organela; 
 2.proteínas transmembrana que são parcialmente 
translocadas e ficam embebidas no RE, ficam em membranas 
do RE, de organelas ou até mesmo da membrana 
plasmática; essa translocação ocorre normalmente como 
uma proteína solúvel, porém chega outro sinal hidrofóbico 
que impede a passagem completa da proteína para dentro 
do lúmen; podem haver também proteínas de passagem 
dupla; 
 
 
 3. proteínas que se movem do RE para outras organelas 
por vesículas de transporte; as quais se tornam cheias de 
uma carga de proteínas do espaço interior, ou lúmen, de um 
compartimento, à medida que se desprendem das suas 
membranas. As vesículas subsequentemente descarregam a 
sua carga em um segundo compartimento ao fusionar-se 
com a membrana deste; 
-o destino geralmente é o aparelho de Golgi; as rotas de 
transporte mediadas pelas vesículas se estendem para fora 
do RE em direção à membrana plasmática e para dentro da 
membrana plasmática para os lisossomos, fornecendo, 
portanto, rotas de comunicação entre o interior da célula 
com suas vizinhanças. À medida que proteínas e lipídeos são 
transportados para fora por essas rotas, muitos deles sofrem 
vários tipos de modificações químicas, como a adição de 
cadeias laterais de carboidratos e a formação de pontes 
dissulfídicas que estabilizam a estrutura proteica; 
-o transporte vesicular entre compartimentos envoltos por 
membranas do sistema de endomembranas é altamente 
organizado; Para realizar sua função corretamente, 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; 
-vesículas que brotam da membrana possuem uma capa 
proteica distinta na sua superfície, sendo chamadas de 
vesículas revestidas, essa capa proteica serve para proteção 
da vesícula e para promover interações durante o 
transporte a ser realizado; 
-as vesículas revestidas pela proteína clatrina são + 
estudadas, elas brotam do aparelho de Golgi, na via 
secretória (para fora) e da membrana plasmática, na via 
endocítica (para dentro); as proteínas de revestimento 
conhecidas como adaptinas, são responsáveis por manter a 
clatrina ligada à vesícula e selecionam as moléculas que 
serão carregadas no transporte; 
-as adaptinas ajudam a capturar moléculas carga específicas 
pelo aprisionamento dos receptores de carga que se ligam a 
elas. Dessa forma, um conjunto selecionado de moléculas 
carga, ligadas aos seus receptores específicos, é incorporado 
ao lúmen de cada vesícula revestida de clatrina recém-
formada; 
-outra classe de vesículas revestidas, chamadas de vesículas 
COP-revestidas, está envolvida no transporte de moléculas 
entre o RE e o aparelho de Golgi, e de uma parte do 
aparelho de Golgi para outra 
-Na maioria dos casos, a vesícula é ativamente transportada 
por proteínas motoras que se movem ao longo das fibras do 
citoesqueleto; as proteínas Rab e SNAREs auxiliam 
diretamente no transporte de vesículas para suas 
membranas-alvo. Uma proteína de aprisionamento 
filamentosa sobre uma membrana se liga à proteína Rab na 
superfície de uma vesícula. Essa interação permite à vesícula 
ancorar na sua membrana-alvo. A v-SNARE sobre a vesícula 
então se liga a uma t-SNARE (permite a fusão das 
bicamadas, eliminando qualquer partícula de H20 presente) 
complementar sobre a membrana-alvo. Enquanto as 
proteínas Rab e as de aprisionamento fornecem o 
reconhecimento inicial entre uma vesícula e a sua 
membrana-alvo, o pareamento de SNAREs complementares 
também ajuda a assegurar que as vesículas de transporte 
alcancem suas membranas-alvo apropriadas; 
 
 
 
VIAS SECRETORAS 
-proteínas recém-sintetizadas, lipídeos e carboidratos são 
distribuídos do RE, via aparelho de Golgi, para a superfície 
celular pelas vesículas de transporte que se fundem à 
membrana plasmática em um processo chamado de 
exocitose, durante todo esse processo a molécula é 
modificada quimicamente; 
-muitas proteínas quando entram no lúmen ou na membrana 
do RE são convertidas em glicoproteínas por meio das 
ligações covalentes de cadeias laterais curtas de 
oligossacarídeos, esse processo só é possível porque no RE 
há enzimas responsáveis por essa GLICOSILAÇÃO; essa 
reação é importante pois o oligossacarídeo protege a 
proteína da degradação, prendendo ela no RE até o fim do 
seu enovelamento correto, também pode servir como um 
sinal de endereçamento e transporte; esses processos são 
concomitantes à tradução; 
-o oligossacarídeo é originalmente preso a um lipídeo 
especializado, chamado de dolicol, na membrana do RE; 
então é transferido para o grupo amino (NH2) de uma 
cadeia lateral de asparagina da proteína, imediatamente após 
a imersão da asparagina-alvo no lúmen do RE durante a 
translocação proteica. A adição ocorre em uma única etapa 
enzimática catalisada por uma enzima ligada à membrana 
(uma oligossacarídeo-proteína-transferase) que possui o seu 
sítio ativo exposto na face luminal da membrana do RE, o 
que explica por que as proteínas citosólicas não são 
glicosiladas dessa maneira; 
- No processo O-glicosilação, a ligação é feita entre o grupo 
hidroxila da serina ou treonina e o carboidrato; 
 -as proteínas que tiveram erro durante seu enovelamento e 
formação são mantidas no RE, pela ligação com as proteínas 
chaperonas moleculares que lá residem(ATP dependentes); 
essas chaperonas permitirão o enovelamento correto e 
quando isso acontecer a proteína será liberada do RE; Dessa 
forma, o RE controla a qualidade das proteínas que exporta 
para o aparelho de Golgi; 
-há também as chaperoninas, que formam câmaras de 
enovelamento dentro das quais todas as proteínas 
desnaturadas, ou parte delas, podem ser sequestradas, 
fornecendo-lhes tempo e ambiente adequados para que o 
processo de enovelamento ocorra apropriadamente; 
-cada pilha de Golgi 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. A cisterna mais externa de cada face 
está conectada a uma rede de vesículas e tubos 
membranosos interconectados. As proteínas solúveis e 
membrana entram na rede cis de Golgi pelas vesículas de 
transporte derivadas do RE. 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 ENDOCÍTICAS 
-pinocitose: ingestão de líquido e moléculas por pequenas 
vesículas; há presença das clatrinas nesse processo, ou seja, 
após o englobamento da partícula, a clatrina a reveste e 
forma o endossomo(meio ácido), esse 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.; 
-a endocitose mediada por receptores fornece uma rota 
específica dentro de células animais; as macromoléculas se 
ligam a receptores complementares na superfície celular e 
entram na célula como complexos de receptor-
macromolécula em vesículas revestidas de clatrina; 
metabólitos essenciais como :LDL, vitamina B12 e ferro, 
utilizam esse mecanismo para entrar nas células; 
-os endossomos podem entregar seu conteúdo aos 
lisossomos, ou podem seguir outras rotas dentro da célula; 
 
 
-fagocitose: ingestão de partículas grandes, como 
microrganismos e fragmentos celulares, por meio dos 
fagossomos; essas células fagocitárias, como os macrófagos, 
por exemplo, realizam a defesa do organismo contra 
agentes invasores; primeiro deve haver o contato do invasor 
com a membrana da célula fagocitáriae consequente 
ativação de diversos receptores celulares, que reconhecem 
anticorpos, após isso a célula emite pseudópodes, que são 
projeções que engolfam a bactéria, formando então um 
fagossomo; esse fagossomo se fusiona com o lisossomo que 
se encarrega de liberar enzimas hidrolíticas (pH 5) para 
digestão; 
-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; 
-autofagia é usada para a degradação de partes obsoletas da 
própria célula;