Organelas e dinâmica celular

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Organelas e dinâmica celular 
Objetivos 
 
 Compreender a importância e implicação da 
compartimentalização celular; 
 Identificar as organelas e suas funções; 
 Compreender o processo de síntese proteica. 
 
 
Principais Compartimentos Intracelulares 
Célula Eucariótica Animal 
Bicamada fosfolipídica – membrana celular. Garante uma 
permeabilidade seletiva para células, por meio das 
proteínas (canal, receptoras). Mantem o funcionamento 
da celular controlando essa entrada e saída. 
 
Processos compartimentalizados. Ex: cada organela possui 
sua membrana e dentro desse compartimento ocorrem 
certos tipos de reações isoladas. 
 
Proteínas fibrosas: insolúveis, estruturas, rigidez. 
 
Compartimentalização das Células 
 
Sistema de membranas intracelulares: encontradas nas 
organelas 
 
Ex: liberação de acetilcolina pelo neurônio so chega pois é 
transportada a partir de vesícula, essas vesículas são 
membranosas, ela não fica dipersa. Insulina 
 
 Aumento na área de membranas para abrigar reações 
bioquímicas (metabolismo de lipídeos, fosforilação 
oxidativa); ex: mitocôndria, onde ocorre a fosforilaziçáo 
oxidativa 
 Compartimentos fechados, separados do citosol, 
promovendo espaços aquosos especializados (reações 
bioquímicas separadas, Ex: lisossomo = pH ácido). 
 
Obs: citosol ph=7, por isso o lisossomo tem que ser isolado 
devido seu ph ser acido e não funcionaria se estivesse livre 
no citosol 
 
 Sistema complexo de distribuição entre os diferentes 
compartimentos: 
 
 Membranas impermeáveis à moléculas hidrofílicas; 
 Necessidade de cada organela conter proteínas de 
transporte de membrana para importar e exportar 
metabólitos específicos.Ex: mitocôndria, produáço de 
ATP, que tem que chegar no citosol, essa organela 
possui memb internas e externa. O atp chega por meio 
de proteínas transportadoras 
 
Célula Eucariótica Animal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Enterocitos, vilosidade e microvilosidades, aumentam a 
área superficial. Devido a alta demanda de absorção de 
nutrientes 
 Complexo golgi: modificação pos traducional, formação 
de vesículas. Modificação e empacotamento de 
proteínas. formam-se vesículas para secreção de 
proteinas, enzimas que fazem modificação em proteínas 
 Rer: síntese de proteína 
 Reticulo endoplasmático liso: síntese de lipídios 
(principalmente é no citosol) e armazena ions cálcio 
 Peroxissomo: desintoxicação, decomposição do h2o2. 
Quebram as cadeias de corbonos dos ac graxos.. 
Contem enzimas que degradam ácidos graxos e 
materiasi exógenos. 
 Lisossomo: servem para degradação de proteínas 
extracelulares, contem enzimas que degradam 
biomoléculas. 
 Centriolos: são formados por microtubulos e guiam o 
DNA durante a divisão celular, participando na formação 
do fuso mitótico e garantindo que o conteúdo se divida 
igualmente entre as cel filhas 
 Membrana celular: glicolipideos e glicoproteínas, voltados 
para face extracelular e conseguem captar os sinais. 
 Mitocondria: memb interna onde esta localizada o 
complexo proteico que garante o transporte de elétrons 
na síntese de atp, possui uma área superficial maior e 
garantindo o maior número de proteína. 
 
 Núcleo: maior parte das enzimas sintetizadas na 
mitocôndria vem do dna. Poros, por onde é 
transportado o RNA mensageiro. armazena DNA 
 
Endossomo vai fundir no lisossomos. LDL, chega no lisossomo 
 
 Do DNA a proteína 
Hexocinase, enzima que fosforila a glicose 
 
 
 Codigo genético 
 
 Dna: dupla fita antiparalela 
 Transcrição e replicação ocorrem no núcleo. 
 Transcrição e tradução ocorrem a todo tempo na 
célula, já a replicação (duplicação) so ocorre quando 
a célula vai se dividir 
 Neurônio so não ocorre duplicação 
 5` para 3 ` 
Código genético degenerado = protege de mutações 
deletérias, por que um aminoácido pode ser formadao por 
mais de um códon 
 
Códon de iniciação : AUG 
 indica que a sequência de aminoácidos da proteína 
começa a ser codificada ali. 
 codifica o aminoácido Metionina (Met) de forma que 
todas as proteínas começam com o aminoácido Met. 
Códon de finaizaçao : UAA, UGA, UAG 
 que indicam à célula que a sequência de aminoácidos 
destinada àquela proteína acaba ali. 
 
3 RNA encolvidos na truducao, são codigficados pelo rna 
nuclear. 
 
 
 
 
RNAt 
 
Levam os aminoácidos para o RNAm durante o processo de 
síntese protéica. As moléculas de RNAt apresentam, em uma 
determinada região, uma trinca de nucleotídeos que se 
destaca, denominada anticódon; 
 É através do anticódon que o RNAt reconhece o local do 
RNAm onde deve ser colocado o aminoácido por ele 
transportado. Cada RNAt carrega em aminoácido específico, 
de acordo com o anticódon que possui. 
 
Algumas regiões dele são pareadas e outras que não são 
 
Anticódon= seq que complementa o códon, esta no rna 
transportador 
Na outra extremidade é o sitio de ligação do aminoácido 
referente ao anticódon 
 
Gene codifica um produto funcional 
 
 Rnar 
 São componentes dos ribossomos, organela onde 
ocorre a síntese protéica; 
 Os ribossomos são formados por RNAr e proteínas. 
 
 Síntese proteica 
Quando o RNAm chega ao citoplasma ele se associa ao 
ribossomo. Após essa associação os RNAt levam os 
aminoácidos, que serão ligados, formando assim a proteína. 
 Quando o RNAm chega ao citoplasma, ele se associa 
ao ribossomo. 
 Nessa organela existem 2 sítios onde entram os 
RNAt com aminoácidos específicos. -2 sitios, um de 
entrada e o de saída 
 somente os RNAt que têm sequência do anti-códon 
complementar à sequência do códon entram no 
ribossomo. 
 Uma enzima presente na subunidade maior do 
ribossomo realiza a ligação peptídica entre os 
aminoácidos. 
 O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a 
outro aminoácido. 
 O ribossomo agora se desloca uma distância de 1 
códon. 
 o espaço vazio é preenchido por um outro RNAt 
com sequência do anti-códon complementar à 
sequência do códon. 
 Uma enzima presente na subunidade maior do 
ribossomo realiza a ligação peptídica entre os 
aminoácidos. 
 O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a 
outro aminoácido. 
 e assim o ribossomo vai se deslocando ao longo do 
RNAm e os aminoácidos são ligados. 
 Quando o ribossomo passa por um códon de 
terminação nenhum RNAt entra no ribossomo, 
porque na célula não existem RNAt com sequências 
complementares aos códons de terminação. 
UGA = Códon de terminação - Fator de liberação: não 
codifica nenhum aa 
 Então o ribossomo se solta do RNAm, a proteína 
recém formada é liberada e o RNAm é degradado. 
AUG = aa Metionina Códon de iniciação 
Na tabelo dos códigos genticos são os códons! 
Caso o rnaM noao seja degradado vai se rproduzido mais 
proteína 
 Glicosilação de proteínas 
 
CARBOIDRATOS ASSOCIADOS A PROTEÍNAS 
 No processo da N-glicosilação a proteína tem os 
carboidratos ligados a proteína através do nitrogênio 
da amida de resíduos de asparagina; 
 No processo O-glicosilação, a ligação é feita entre o 
grupo hidroxila da serina ou treonina e o carboidrato; 
 Esses processos são concomitantes a tradução, isto 
é, ocorrem enquanto a proteína está sendo 
sintetizada e, assim, pode afetar o enovelamento da 
proteína. 
Nenhum outro aminoácido pode sofrer glicosilcao aem da 
asparagina...seria e treonina 
Seria ou treonina - "O" glicosilado Asparagina - "N" glicosilado 
A partir do o da cadeia lateral 
Adição enzimática de redes de carboidratos em amnoacidos 
específicos. 
As proteínas diferenm também quanto 
Modificaao cotraducional, controlado por enzimas 
 
 N-Glicosilação - modificação da proteína no RE 
 A maioria das proteínas sintetizadas no RE rugoso é 
N-glicosilada dentro do RE (glicoproteína); 
 Metade das proteínas eucarióticas é glicosilada; 
 N-glicosilação: 
 Ligação de oligossacarídeo ao grupo –NH2 da 
cadeia lateral da Asn (asparagina) 
 Oligossacarídeo precursor ligado ao Dolicol; 
 Oligossacarídeo precursor é transferido em bloco 
paraa Asn; 
 Oligossacaril-transferase (lúmen RE) 
 Síntese do oligossacarídeo precursor ligado a lipídeo na 
membrana do RE rugoso 
Dolicol, é uma estrutura longa muito hidrofóbico e por isso se 
integra totalmente a membrana, uma extremidade fica voltada 
para o lumem do reticulo e a outra para o citosol. O inicio da 
formação do oligossacrideo acontece na parte voltada para o 
citosol onde tem mais monossacarídeos disponíveis. 
Gasta energia, quebra de ligação fosfato. 
Esse dolicol vai ter associado a fosfato, ligou manose e 
voltado para ocitol tem dolicou com 2 fosfato, 2 residuos de 
glicosamina e 5 manoses (PRECURSOR). Dlicol gira na 
membrana e fica no lumem do reticulo e leva glicose 
 Gliscosilaçao = reticulo 
 Mem do ret = base para montagem do 
oligossacarídeo 
 Inicio= citosol 
 Termino = lumem do reticulo 
 Lumem do reticulo, onde tem as enzimas para 
ocorrer a N-glicozilaçao 
 
 
É como se fosse a basa onde vai começar o formçáo 
oligossacarídeo que vai ser adicioanado na glicolisaçao. 
n- glicosilaçáo ocorre no reticulo endoplasmático e a o-
glicosiliaçáo ocorre no complexo de golgi para glicosilar 
precisa de oligossacarídeos e para formar oligossacrideos 
precisa de monossacarídeos 
 
 
 
 
 Enovelamento Protéico e Chaperonas 
 A estrutura primária de uma proteína determina a 
sua estrutura tridimensional, à qual determina a sua 
função. Em resumo, a função deriva da estrutura; a 
estrutura deriva da sequência; 
 Como a função proteica deriva da estrutura 
proteica, proteínas recém-sintetizadas devem se 
enovelar corretamente para funcionar de modo 
apropriado; 
 A estrutura planar da ligação peptídica limita o 
número de conformações que um polipeptídeo 
pode adotar; 
 A sequência de aminoácidos de uma proteína 
determina o seu enovelamento em uma 
conformação tridimensional específica, o estado 
nativo; 
 As proteínas irão perder o enovelamento, ou 
desnaturar, quando submetidas a condições que 
rompam as interações não covalentes que 
estabilizam suas estruturas tridimensionais. 
 O enovelamento de proteínas in vivo ocorre com o 
auxílio de chaperonas ATP-dependentes; 
 As chaperonas influenciam as proteínas de várias 
formas, impedindo o mal-enovelamento e a 
agregação, facilitando o enrolamento apropriado e 
mantendo uma estrutura estável necessária para a 
atividade subsequente da proteína; 
 Existem duas classes genéricas de chaperonas: 
(1) chaperonas moleculares, que ligam a segmentos curtos de 
um substrato proteico; 
(2) 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; 
 Algumas doenças neurodegenerativas são causadas 
por agregados de proteínas enovelados de maneira 
estável em conformação alternativa. 
Interações que determinam a estrutura da proteína 1957 - A 
sequência de aminoácidos determina a estrutura enovelada. 
→ As chaperonas são denominadas proteínas de choque 
térmico (hsp, heat shock proteins), pois são sintetizadas em 
quantidades significativamente aumentadas após uma breve 
exposição das células a uma temperatura elevada (p. ex., 
42°C para células que normalmente vivem a 37°C). 
Proteassomo 
 
 
 Aminoácidos, cadeia lateral, ligações e conformação 
protéica 
 
 Chaperonas 
As chaperonas consistem em uma família de muitas proteínas 
diferentes com função semelhante: usam energia da hidrólise 
de ATP para desenovelar proteínas, possibilitando novo 
enovelamento, dessa vez na forma correta ou no lugar 
correto. 
Etapas do dobramento protéico 
 
Chaperonas - atuam precocemente sobre muitas proteínas 
(muitas vezes antes que a proteína deixe o ribossomo) 
(atuam em peptídeos nascentes). ainda não enovelados 
 Essas proteínas agem precocemente, reconhecendo 
uma pequena região de aminoácidos hidrofóbicos na 
superfície de uma proteína. Auxiliadas por um grupo 
de proteínas hsp40 menores (não ilustradas), as 
moléculas hsp70 ligadas ao ATP ligam-se à proteína-
alvo e hidrolisam ATP em ADP, sofrendo uma 
alteração conformacional que faz as moléculas hsp70 
se prenderem ainda mais fortemente ao seu alvo. A 
seguir, ocorre dissociação da hsp40, e a rápida 
religação de ATP induz a dissociação da proteína 
hsp70 por meio da liberação de ADP. 
Chaperoninas - formam uma grande estrutura em forma de 
barril que age após a proteína ter sido totalmente sintetizada. 
Esse tipo de chaperona forma uma “câmara de isolamento” 
para o processo de dobramento (atuam em peptídeos já 
enovelados e na renaturação de proteínas desnaturadas). 
 Uma proteína mal enovelada é inicialmente capturada 
por interações hidrofóbicas com a superfície exposta 
da abertura. A ligação inicial muitas vezes ajuda a 
desnaturar uma proteína mal enovelada. A 
subsequente ligação de ATP e de um quepe libera a 
proteína do substrato em um espaço fechado onde 
ela tem uma nova oportunidade de enovelamento. 
Após cerca de 10 segundos ocorre hidrólise de ATP, 
enfraquecendo a ligação do quepe. A subsequente 
ligação de moléculas de ATP adicionais ejeta o 
quepe, e a proteína é liberada.