COMPLEXO DE GOLGI - resumo (pdf)

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Resumo de Biocel – Complexo de Golgi e Lisossomos 
MEDVET 2019.1 
 
 COMPLEXO DE GOLGI 
- Está situado próximo ao núcleo 
- Coleção de sacos achatados, definidos por membrana (cisternas), empilhados 
como pratos. 
- Cada pilha de Golgi possui duas faces distintas: 
 Face Cis (entrada) – junto ao RE 
 Face Trans (saída) – apontada em direção a M.P 
- A cisterna mais externa de cada face está conectada a uma rede de vesículas 
e tubos membranosos interconectados (apontadas pelas setas verdes) 
 
 
- Proteínas solúveis de membrana entram na rede cis de Golgi pelas vesículas 
de transporte derivadas do RE 
- Proteínas viajam pelas cisternas em sequência por meio de vesículas de 
transporte que brotam de uma cisterna e se fusionam com a próxima 
- Proteínas saem da rede trans de Golgi em vesículas de transportes 
destinadas para a superfície celular ou para outro compartimento 
OBS: tanto a rede cis quanto a rede trans de Golgi são importantes para a 
distribuição proteica 
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- As proteínas que entram na rede cis de Golgi podem mover-se adiante pela 
pilha de Golgi ou, se elas contêm um sinal de retenção no RE, retornarem para 
o RE 
- As proteínas que saem da rede trans de Golgi são distribuídas de acordo com 
seus destinos para os lisossomos ou para a superfície celular 
 
- Recebe proteínas e lipídeos do RE, modifica-os e manda para outros destinos 
na célula. 
- Mantida em seu local relativo na célula por ligações ao citoesqueleto, 
principalmente aos microtúbulos. 
- Tem apenas um por célula 
- Acredita-se que sua origem vem de invaginações da M.P dos ancestrais 
procariotos 
- Faz parte do sistema de endomembranas 
- O interior do Complexo de Golgi se comunica extensivamente com as outras 
organelas, com exceção do núcleo, e com o exterior da célula por meio de 
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pequenas vesículas que brotam de uma das organelas e se fundem com as 
outras. 
Principal função: modificação, distribuição e empacotamento de proteínas e 
lipídeos para as suas secreções ou entregas para outra organela. 
- Muitos dos grupos oligossacarídicos (sacarose, lactose, maltose e raffinose) 
que são adicionados às proteínas no RE sofrem modificações posteriores no 
aparelho de Golgi. 
 
- Cadeias complexas de oligossacarídeos são criadas por processos bastante 
ordenados onde açúcares são adicionados e removidos por uma série de 
enzimas que atuam em uma sequência rigidamente determinada à medida que 
as proteínas passam através da pilha de Golgi. 
 
- Enzimas que atuam no início são encontradas em cisternas próximas à face 
cis, e as enzimas que atuam mais tarde são encontradas nas cisternas 
próximas à face trans. 
 
- A via constitutiva de exocitose, que consiste na corrente fixa de vesículas que 
brota da rede trans de Golgi e se fusiona com a M.P, opera continuamente e 
supre a M.P de proteínas e lipídeos recém-formados. 
 
- Essa via também carrega proteínas para a superfície celular para serem 
liberadas ao exterior (processo chamado de secreção) 
OBS: algumas dessas proteínas aderem à superfície celular e se tornam 
proteínas periféricas da M.P 
 
- A via regulada de exocitose opera apenas em células especializadas em 
secreção 
- Células secretórias especializadas produzem quantidades de um produto em 
particular, como hormônios, muco ou enzimas digestórias, os quais são 
estocados em vesículas secretórias até a sua liberação. 
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- Essas vesículas brotam da rede trans de Golgi e se acumulam perto da M.P 
- Lá elas aguardam o sinal extracelular que irá estimulá-las a se fusionar com a 
M.P e liberar seu conteúdo ao exterior celular 
 
- As proteínas destinadas às vesículas secretórias são distribuídas e 
empacotadas na rede trans de Golgi 
 
- As proteínas se agregam e são empacotadas em vesículas secretórias, que 
se destacam da rede trans de Golgi e aguardam por um sinal para se 
fusionarem com a M.P. 
 
- As proteínas secretadas pela via constitutiva, ao contrário, não se agregam e 
são carregadas automaticamente à M.P pelas vesículas de transporte da via 
constitutiva 
OBS: a agregação seletiva das proteínas tem a função de permitir que as 
proteínas de secreção sejam empacotadas em vesículas secretórias em 
concentrações muito mais altas do que a concentração de proteínas não 
agregadas no lúmen do Golgi. 
 
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OBS: Quando uma vesícula (secretória ou de transporte) se fusiona com a 
M.P e descarrega seu conteúdo por exocitose, sua membrana se torna 
parte da M.P. Porém, ao mesmo tempo em que isso acontece, 
componente de membranas são removidos de outras regiões da 
superfície por endocitose e isso faz com que a M.P não aumente sua área 
de superfície. O processo da endocitose, ainda, retorna lipídeos e 
proteínas da M.P de volta à rede Golgi para que elas possam ser 
utilizadas novamente. 
 
 
 
 
 TRANSPORTE VESICULAR 
 
 
 
- Vesículas de membrana são responsáveis pelo processo de movimentação 
das proteínas do RE para o Golgi 
-Transporte de moléculas de um compartimento ao outro por meio de 
vesículas: 
 Primeiro ocorre a formação de vesícula, com carga específica, a partir 
do compartimento doador; 
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 Depois ocorre o transporte da vesícula pelo citosol; 
 Por fim, ocorre a fusão da membrana da vesícula com a membrana do 
compartimento alvo e consequentemente a liberação da carga; 
OBS: o processo de fusão de vesículas é fundamental para o tráfego de 
materiais pela célula 
 
 
 
- Compartimento doador (doa a membrana para produzir a vesícula) – 
brotamento – formação da vesícula – fusão da vesícula com o compartimento 
alvo 
- O transporte do RE para o aparelho de Golgi, e a partir do aparelho de Golgi 
para outros compartimentos do sistema de endomembranas, é conduzido pelo 
contínuo brotamento e pela fusão de vesículas de transporte. 
 
- O transporte vesicular entre as organelas do sistema de endomembranas é 
altamente organizado 
 
- As vesículas que brotam das membranas possuem uma capa proteica distinta 
na sua superfície citosólica e são chamadas de vesículas revestidas 
 
- Depois de brotar da sua organela de origem, a vesícula perde o seu 
revestimento, o que possibilita a interação e posteriormente a fusão entre a sua 
membrana e a membrana do seu alvo. 
 
- Essas capas que revestem as vesículas servem para duas funções: 
 Dá forma à membrana em um brotamento 
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 Ajuda a captar moléculas para o transporte a ser realizado 
 
- Vesículas mais bem estudadas: vesículas revestidas por clatrina 
 
- Essas vesículas revestidas de clatrina brotam do aparelho de Golgi, na via 
secretória (para fora), e da membrana plasmática, na via endocítica (para 
dentro). 
- As moléculas de clatrina se montam em uma rede em forma de cesta na 
superfície citosólica da membrana, e é esse processo de montagem que 
começa a dar o formato da membrana em uma vesícula. 
- Parte que está voltado ao citosol vai recrutar clatrina a partir da ligação com 
os receptores transmembrana 
- Como é possível a membrana que é fluída originar brotos na sua superfície? 
Esse processo depende de proteínas conhecidas como clatrina que são 
proteínas de revestimento ou proteínas de cobertura. Elas serão geradoras da 
força motriz que vai fazer com que os brotos surjam 
- Uma pequena proteína de ligação a GTP denominada de dinamina se 
associa como um anel ao redor do pescoço, que se forma devido a invaginação 
que ocorre para a liberação da vesícula, e juntamente com outras proteínas, 
causa a constrição do anel, destacando a vesícula da membrana (como se 
fosseuma tesoura). 
 
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- O receptor de carga se liga a adaptina que se liga à clatrina dando inicio a 
formação da vesícula até sua conformação final 
- As adaptinas são proteínas que seguram a capa de clatrina à membrana da 
vesícula e ajudam na seleção das moléculas que serão carregadas no 
transporte (servem como um adaptador) 
- Para transporte na célula, as moléculas carregam sinais de transporte 
específicos, que são reconhecidos por receptores de carga localizados na 
membrana do compartimento. 
- As adaptinas ajudam a capturar moléculas carga específicas pelo 
aprisionamento dos receptores de carga que se ligam a elas. 
- Existem tipos diferentes de adaptinas: 
 Aquelas que ligam os receptores de carga na M.P 
 Aquelas que ligam os receptores de carga do complexo e Golgi 
OBS: A diferença está nas moléculas carga derivadas a partir de cada 
uma dessas fontes 
- No final do processo, a vesícula perde a cobertura de clatrina porque se não 
ela não conseguiria interagir com o citoesqueleto que está sendo transportada 
e quando, assim, sem cobertura a vesícula fica livre para interagir com o 
citoesqueleto (microtúbulos) e poder realizar seu processo de transporte. 
- Outra classe de vesículas revestidas, chamadas de vesículas COP-
revestidas (COP – proteína de revestimento, de coat protein), está envolvida 
no transporte de moléculas entre o RE e o aparelho de Golgi, e de uma parte 
do aparelho de Golgi para outra. 
 
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- Um receptor de carga transmembrana vai recrutar as proteínas adaptadoras 
sec24 e sec23 ,que depende de GTP para funcionar (star1 GTP) e vai recrutar 
essa cobertura de COP que começará a formar uma estrutura de esfera 
- Sec12 são proteínas que vão formar o complexo de recrutamento da 
cobertura de COP II 
- Para o complexo de COP se desmontar, uma das proteínas precisa hidrolisar 
o complexo de proteínas GDP/GTP 
- COP tem uma estrutura menos densa que a estrutura de clatrina 
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- COP II faz o tráfego de vesículas do RE para o aparelho de Golgi 
- COP I é responsável pelos processos de tráfego entre as cisternas do 
aparelho de Golgi e em alguns momentos, do Golgi direto para membrana nas 
vias de secreção. 
- Clatrina atua principalmente na endocitose e no brotamento de vesículas do 
apareho de Golgi em direção aos endossomos e lisossomos, e também é 
importante no processo de reciclagem do material da via secretória para o 
aparelho de golgi. 
- O processo de cobertura de vesícula também é importante na recuperação de 
proteínas que acidentalmente acabam indo para o compartimento errado 
 
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- Sinal de recuperação para o RE é chamado de sinal KDEL 
- Esse sinal vai ser responsável por trazer proteínas que tenham avançado 
acidentalmente pela via cis de Golgi para o RE 
- As proteínas solúveis que acabam ficando no lúmen da vesícula 
acidentalmente não podem estar ali, então esses receptores que estão 
presentes nas membranas do aparelho de Golgi vão ser responsáveis pela 
captura dessas proteínas que serão capturadas e vão ser transportadas de 
volta para o RE utilizando a cobertura de COP I 
- KDEL é um sinal da proteína que vai ser reconhecido por receptores 
específicos para ele 
- A interação do KDEL com os receptores irá começar a recrutar cobertura de 
COP I do meio extracelular 
- Após o desprendimento de uma vesícula de transporte da membrana, a 
mesma precisa encontrar o seu caminho a fim de entregar o conteúdo 
carregado para o seu local de destino. 
- Uma vez que a vesícula de transporte tenha atingido seu alvo, ela tem de 
reconhecer e se ancorar na organela alvo e fundir sua membrana a membrana-
alvo para descarregar a sua carga. 
- Como o aparelho de Golgi vai determinar que um conjunto de vesículas se 
direcionem para o lisossomo ou se direcione para a membrana? Como uma 
vesícula que trafega sabe qual membrana alvo ela deve se fusionar? 
- Cada tipo de vesícula de transporte expõe na sua superfície celular 
marcadores moleculares, (identificam a vesícula de acordo com a sua origem e 
conteúdo), que devem ser reconhecidos por receptores complementares 
localizados na membrana-alvo, incluindo a membrana plasmática. 
- Esse processo de identificação depende de uma família de proteínas 
denominada proteínas Rab, que servem como marcadores moleculares para 
identificar cada tipo de membrana. 
- As proteínas Rab (pequena proteína G que só funciona com GTP) na 
superfície da vesícula são reconhecidas pelas proteínas de aprisionamento na 
superfície citosólica da membrana-alvo. 
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- Rab GDP é encontrada solúvel no citosol e quando ela é ativada (fica no 
estado GTP) ela expõe sua calda apolar se inserindo na membrana da vesícula 
- As vesícula s terão varias Rab espalhadas na sua superfície 
- Esse sistema codificador de Rab e proteínas de aprisionamento ajuda a 
assegurar que as vesículas de transporte se fusionem apenas com a 
membrana correta. 
- Um reconhecimento adicional é fornecido por uma família de proteínas 
transmembrana relacionadas, chamadas de SNAREs. 
- Quando a proteína de aprisionamento captura a vesícula interagindo com a 
Rab, as SNAREs sobre a vesícula (chamadas de v-SNAREs) interagem com 
SNAREs complementares sobre a membrana-alvo (chamadas de t-SNARES), 
ancorando a vesícula no seu local devido. 
- Após isso, a vesícula de transporte precisa fusionar-se com a membrana para 
entregar a sua carga. 
- A fusão permite a entrega do conteúdo da vesícula no interior da organela e 
adiciona a membrana da vesícula à membrana da organela. 
 
 
 
- O ancoramento requer somente que as duas membranas se aproximem o 
suficiente para que haja a interação entre as proteínas das duas bicamadas 
lipídicas 
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- As proteínas SNARE têm um papel central no processo de fusão: após o 
pareamento, v-SNAREs e t-SNAREs se enredam umas nas outras, agindo 
como uma manivela que puxa as duas membranas para bem próximo uma da 
outra. 
OBS: Para essa aproximação a superfície hidrofílica da membrana precisa 
ser hidrolisada e por ser um processo desfavorável energeticamente, há 
gasto de ATP. 
 
 
 
- Nesse processo a v-SNARE é perdida e se mantem a t-SNARE para uma 
próxima fusão de vesículas 
 
 
- O complexo NSF é responsável por desfazer o emaranhamento do complexo 
v-SNARE com o t-SNARE gastando um ATP 
- O v-SNARE vai ser degradado e retirado da membrana e o t-SNARE 
continuará pronto para um próximo ciclo 
 VIA ENDOCÍTICA 
- É a captura de macromoléculas, partículas e outras células. 
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- O material ingerido brota para dentro da célula formando uma vesícula 
endocítica intracelular 
- O material ingerido é entregue aos lisossomos, onde é digerido. 
- Os metabólitos gerados pela digestão são transferidos diretamente para fora 
do lisossomo no citosol, e podem ser usados pela célula. 
- Existem dois tipos de endocitose: 
 Pinocitose: envolve a ingestão de líquidos e de moléculas por 
pequenas vesículas. 
 Fagocitose: envolve a ingestão de partículas grandes como 
microrganismos e fragmentos celulares por meio de grandes vesículas 
chamadas de fagossomos. 
- Em protozoários, a fagocitose funciona como uma forma de alimentação, 
onde a céula ingere grandes partículas, capturando-as em fagossomos que se 
fusionam com os lisossomos, onde as partículas nutrientes são digeridas. 
- Além disso, a fagocitose é importante no combate a agentes invasores no 
nosso organismo, defendendo-nos contra infecções. 
- Os pseudópodes são projeçõesda membrana plasmática que engolfam a 
bactéria ou qualquer outro agente invasor e se fusionam nas pontas para 
formas um fagossomo 
- Células fagocitárias também possuem um papel importante na limpeza de 
células mortas ou defeituosas e restos celulares 
 
 
 
- Etapas da fagocitose: 
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• Reconhecimento 
• Englobamento 
• Internalização 
• Formação do fagossomo 
 
 
 
 
 
- A pinocitose é principalmente conduzida por fossas e vesículas cobertas por 
clatrina 
- Após as vesículas cobertas por clatrina destacarem-se da membrana, essas 
rapidamente perdem sua capa e se fusionam com um endossomo. 
- O líquido do meio extracelular internalizado na formação da vesícula é 
entregue ao endossomo 
- A pinocitose por vesículas revestidas de clatrina também fornece uma via 
eficiente para captar macromoléculas específicas do líquido extracelular 
- As macromoléculas se ligam a receptores complementares na superfície 
celular e entram na célula como complexos de receptor-macromolécula em 
vesículas revestidas de clatrina num processo chamado de endocitose 
mediada por receptor 
- Esse processo fornece um mecanismo de concentração seletiva que aumenta 
a eficiência de internalização de determinadas macromoléculas comparado 
com o processo comum de pinocitose 
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- Um importante exemplo desse tipo de pinocitose mediado por receptor é a 
habilidade das células animais de captar o colesterol de que elas necessitam 
para produzir membranas novas. 
 
 
 
- O colesterol é extremamente insolúvel e é transportado na corrente 
sanguínea ligado à proteína na forma de lipoproteínas de baixa densidade 
(LDL) 
- O LDL se liga a receptores localizados na superfície celular 
- Os complexos de receptor-LDL são ingeridos por endocitose mediada por 
receptor e entregue a endossomos 
- Por o endossomo apresentar um ambiente interior ácido, o LDL se dissocia do 
seu receptor que são devolvidos em vesículas de transporte à membran 
plasmática para serem reutilizados, e o LDL é entregue aos lisossomos. 
- Nos lisossomos o LDL é quebrado por enzimas hidrolíticas 
- O colesterol é liberado e escapa para dentro do citosol ficando disponível para 
nova síntese de membranas 
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- Os receptores de LDL na superfície celular são continuamente internalizados 
e reciclados, quer eles sejam ocupados por LDL ou não. 
- Essa via para captura de colesterol é rompida em indivíduos que herdaram 
um gene codificante da proteína receptora de colesterol defeituoso. 
- Nesses casos os receptores não estão presentes ou estão, mas não são 
funcionais. 
- Em ambos os casos, como as células são deficientes em captar LDL, o 
colesterol se acumula no sangue e predispõe os indivíduos a desenvolverem 
aterosclerose. 
- A endocitose mediada por receptor é também usada para captar muitos 
outros metabólitos essenciais, como a vitamina B12 e o ferro, que as células 
não podem adquirir pelo processo de transporte pela membrana. 
- Desastrosamente, a endocitose mediada por receptor pode também ser 
explorada por vírus: o vírus influenza e o vírus do HIV, que causa a AIDS, 
entram na célula dessa maneira. 
- O compartimento endossômico se revela um complexo conjunto de tubos de 
membrana e de grandes vesículas conectados. 
- Dois conjuntos de endossomos podem ser distinguidos: 
• Endossomos iniciais 
- Pouco abaixo da membrana plasmática; 
• Endossomos tardios 
- Perto do núcleo 
OBS: endossomos iniciais amadurecem gradualmente em endossomos 
tardios à medida que se fusionam uns com os outros ou com 
endossomos tardios preexistentes 
 
- O interior do compartimento endossômico é mantido ácido por uma bomba de 
H+ (prótons) dirigida por ATP na membrana endossômica que bombeia H+ do 
citosol para dentro do lúmen endossômico. 
- O ambiente ácido do endossomo desempenha uma parte crucial no processo 
de distribuição, levando muitos receptores a liberar sua carga ligada. 
- Os rumos tomados pelos receptores, uma vez que tenham entrado em um 
endossomo, diferem de acordo com o tipo de receptor: 
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• A maioria é devolvida ao mesmo domínio da membrana plasmática de 
onde vieram como é o caso do receptor do LDL; 
• Alguns se movem ao lisossomo, onde são degradados, 
• Alguns prosseguem para um domínio diferente da membrana 
plasmática, transferindo suas moléculas carga ligadas de um espaço 
extracelular para outro em um processo chamado de transcitose 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- As moléculas que se dissociam dos seus receptores no endossomo estão 
destinadas à destruição nos lisossomos, junto com a maior parte do conteúdo 
do lúmen do endossomo. 
- A digestão de proteínas carga e outras macromoléculas inicia no endossomo 
tardio e continua à medida que o endossomo gradualmente sofre maturação 
em lisossomo 
- Os lisossomos são sacos membranosos de enzimas hidrolíticas que 
conduzem a digestão intracelular controlada de materiais extracelulares e 
organelas esgotadas 
- Eles contêm cerca de 40 tipos de enzimas hidrolíticas, incluindo aquelas que 
degradam proteínas, ácidos nucleicos, oligossacarídeos e fosfolipídeos. 
 
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- A membrana do lisossomo normalmente mantém essas enzimas destrutivas 
fora do citosol, que possui um pH mais básico, mas a dependência de um pH 
ácido dessas enzimas protege o conteúdo do citosol contra danos, ainda que 
algum vazamento ocorra. 
- A membrana lisossômica contém transportadores que permitem que os 
produtos finais da digestão de macromoléculas, como aminoácidos, açúcares e 
nucleotídeos, sejam transportados ao citosol onde eles podem ser excretados 
ou utilizados pela célula. 
- Os lisossomos mantém seu interior ácido assim como os endossomos 
mantém 
- 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. 
- Enzimas digestórias especializadas e proteínas de membrana do lisossomo 
são sintetizadas no RE e transportadas pelo aparelho de Golgi para a rede 
trans de Golgi. 
- A etiquetagem das enzimas em manose 6-fosfato permite que elas sejam 
distribuídas e empacotadas em vesículas de transporte, as quais se destacam 
e entregam seu conteúdo aos lisossomos por endossomos tardios. 
- A via da autofagia é usada para degradação de partes obsoletas da própria 
célula 
- Esse processo se inicia com o cerco da organela por uma membrana dupla, 
criando um autofagossomo que se fusiona com lisossomos.