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Compartimentosintracelulares e TrfegodeprotenasNcleo RetculoEndoplasmtico AparelhodeGolgi Lisossoma Peroxissoma Mitocndria Trfegointracelulardeprotenas
Compartimentosintracelulares Organelos daclulaeucaritica
Compartimentosintracelulares e Trfegodeprotenas
Ncleo
NCLEO UltraestruturaOncleo oorganelomaisvolumosodaclulaeservedeabrigoaogenoma tornandoseassimo centrodecontrolodaclula.NoncleoocorreareplicaodoDNA,atranscrioeoprocessamento doRNA,enquantoqueafasefinaldaexpressogentica(i.e.traduo)ocorrenocitoplasma.cromatinainvlucro nuclear membrana citoplasmtica
RE nuclolo
NCLEO DNA transcrio RNA
centrossoma filamentos intermdios poro nuclear memb.externa memb.interna microtbulo
splicing
transporte doRNA ribossomas traduo protenas
Laminanuclear invlucro nuclear
CITOSOL
NCLEO Ultraestrutura Invlucronuclear
Oinvlucronuclearseparaonucleoplasma (substnciaamorfadenatureza proteicaquepreenchaamatriznuclear)docitoplasma. constitudoporduasbiomembranas (membranaexternaemembranainterna) quedelimitamumespaoperinuclear quevariacomoestadofisiolgicodaclula. membrananuclearexternaestoassociadosribossomas queoriginamuma certacontinuidade entreestamembranaeoRER,oqueservedebasepara admitirqueasmembranasdoREseoriginamapartirdamembrananuclear externa. Oinvlucronuclearno umaestruturacontnuaumavezqueh pontosde descontinuidade(porosnucleares)quecorrespondemazonasdecontacto entreasduasmembranasnucleares.
NCLEO Ultraestrutura Invlucronuclear membrana nuclearexterna invlucro nuclear membrana nuclear externa membranadoRE lmendoRE
espao perinuclear
poro nuclear
lamina nuclear
NCLEO Ultraestrutura Invlucronuclearelminanuclear Associada membrananuclearinterna,existeumaestruturafibrosadensa: lminanuclear queservedesuportemecnicoaoncleo.
LminanuclearobservadaemTEM
NCLEO Ultraestrutura OrganizaointernaOncleotemumaestruturainternaqueorganizaomaterialgenticoelocalizaasfunes nuclearesemzonasdiscretas. Soexemplosdestaorganizao:onuclolo (localdetranscriodosgenesderRNAsedesntese deribossomas),aorganizaodoscromossomas,alocalizaoemdomniosdistintosdasfunesde replicaodoDNA edeprocessamentodoprmRNA.
invlucro nuclear poro nuclear lmina nuclear heterocromatina eucromatina
NCLEO Ultraestrutura OrganizaointernaNoncleodoseucariotas,oDNAencontraseassociadoaprotenas(histonas), constituindoacromatina. Duranteainterfase,acromatina dispersaenocondensadachamandoseeucromatina. H noentantoumapartedacromatina quesemantmcondensadachamandoseheterocromatina. Estaencontraseinactivaemtermosdetranscrio.
invlucro nuclear poro nuclear lmina nuclear heterocromatina eucromatina
NCLEO Ultraestrutura Complexoporonuclear(NPC)Ocomplexoporo nuclear constitudoporcanaisde10 nm de dimetro quepermitemotransito depequenasmolculas,iesemacromolculas (protenaseRNAs)entreoncleoeocitoplasma. Osporosnuclearesnosoestruturasestticas,estandooseunmero easualocalizao directamenterelacionadoscomaactividadefisiolgicadaclula:elesabremefechamondeequando soounosonecessrios.
Tcnicadecrifractura
NCLEO Transporteatravsdosporosnucleares
Consoanteoseutamanho,asmolculas penetramocomplexoporoatravsde2 mecanismos: 1 difusopassiva: parapequenasmolculas (menos20kDa)enas2direces. 2 transporteactivo: paramacromolculas (RNAs, protenas,ribonucleoprotenas).Nestecaso,os canaisdocomplexodoporoabremseeoseu dimetroatingeos40nm.Tratasedeum transporteselectivoeregulado:asprotenasso importadasdocitoplasmaparaoncleo,enquanto queosRNAs soselectivamenteexportadosdo ncleoparaocitoplasma.
Difusopassiva
Transporte activo
NCLEO
Nuclolo
aestruturamaisproeminentedoncleo olocaldetranscrioeprocessamentodosrRNAsedemontagemdosribossomas mudadetamanhoconsoanteaactividadedesnteseproteicadaclula Oribossoma formadoporrRNAsassociadosaprotenasribossomais Osribossomasdoseucariotascontm4tiposdeRNAs:rRNAs5S,5.8S,18Se28S. Osribossomascatalisamasnteseproteicanosprocariotaseeucariotas.
NCLEO
Nuclolo Osribossomasdosprocariotas(70S)edoseucariotas(80S)consistemnumasubunidade maiorenumasubunidademenor,ambasformadasporrRNAseprotenasribossomais. 70S 80S
50S
30S
60S
40S
Compartimentosintracelulares e TrfegodeprotenasRetculoEndoplasmtico
REL
RER
ribossomas
mitocndria
RETCULOENDOPLASMTICO Ultraestrutura efunesOretculoendoplasmtico(RE) umcomplexomembranar decisternas,canais,vesculas, vacolos,geralmenteanastomosados. OREnoseuconjunto rodeadoporumaextensssimamembranacontnuaquedelimitaum interiorcomum:olmen. AmembranadoREest emcontinuidadecomamembranaexternadoncleo. Ultraestruturalmente,distinguesedoistiposfuncionaisdeRE: RetculoEndoplasmtico Rugoso(RER)apresentaribossomasaderentes suaface citoslica e implicadonasnteseeprocessamentodasprotenas. RetculoEndoplasmtico Liso(REL)noapresentaribossomas suasuperfciee implicadonasntesedoslpidos. Noentanto,existeumacontinuidadefsicaefuncionalentreoREReREL.
RETCULOENDOPLASMTICO Ultraestrutura efunes Otipoderetculoeasuaquantidadeporclulavariamentreosdiferentestipos celularesedeacordocomaactividadedesntesedaclula. RErugoso REliso
lmen Aspectoultraestrutural doRER
RETCULOENDOPLASMTICO REesecreodeprotenas As protenas sintetizadas no RE so destinadas ao Golgi, lisossomas, membrana celulare secreo.SECREO
RER
GOLGI
VESCULAS
MEMBRANACELULAR LISOSSOMAS
Protena marcada
Vesculasde secreo Golgi
RER
RETCULOENDOPLASMTICO ModificaesdasprotenasnoREMuitasprotenassofremalteraesestruturais antesdeadquirirasuafuno.
Estasmodificaesdependemdalocalizaofinaldaprotenaactiva.
AsprotenasdestinadasaoRE,lisossomas ou secreo sofremmodificaes especficas: aquisiodaestruturatridimensional(Folding) formaodecomplexosmultimricos formaodepontesdissulfureto glicosilao
RETCULOENDOPLASMTICO Glicosilao deprotenasnoREDepoisdeincorporadasnolmendoRE, asprotenassofremaadiodeum oligossacardeo. Osoligossacardeos maiscomunsso constitudospor: 2resduosdeNacetilglucosamina (GlcNAc), 9demanose 3deglucose Estesoligossacardeos ligamse,atravsde GlcNAc,aogrupoNH2 deumresduode asparagina daprotena. (asparagina)
Nacetilgluco samina
Manose
Glucose
RETCULOENDOPLASMTICO RetculoEndoplasmtico lisoesntesedelpidos
Amaioriadoslpidos demembrana(fosfolpidos ecolesterol)sosintetizadosnoREL.
Ofosfolpido maisabundante afosfatidilcolina. Asntesedefosfolpidos derivadosdoglicerol fazseem3etapaspartindosede 2molculasdecidosgordos,1deglicerofosfato eoutradecabeapolar (exemplo:colina): Asenzimasdestasreacesencontramsenafacecitoslica doREeutilizamprecursores dadospelocitoplasma.
RETCULOENDOPLASMTICO RetculoEndoplasmtico lisoesntesedelpidos1 aacil transferase associaos2cidosgordosaoglicerofosfato originandoocido fosfatdico.2 esteservedesubstrato fosfatase,formandose1molculade diacilglicerol.3 estaassociasefinalmentea1molculadefosfocolina,soba acodecolinafosfotransferase,formandose1molculadefosfatidilcolina.
(cidofosfatdico)
(diacilglicerol)
(fosfatidilcolina)
RETCULOENDOPLASMTICO RetculoEndoplasmtico lisoesntesedelpidos
Translocadores de fosfolpidos (flipases) transportamlpidos de umacamadalipdica paraoutra.
Flipase
Flipase
RETCULOENDOPLASMTICO RetculoEndoplasmtico lisoesntesedelpidos TrfegointracelulardefosfolpidosProtena marcada Vesculasde secreo
Golgi
RER
RETCULOENDOPLASMTICO RetculoEndoplasmtico lisoesntesedelpidos Protenasdetrocadefosfolpidos ajudamatransportarfosfolpidos doREparaas membranasdamitocndrias eperoxissomas.
Compartimentosintracelulares e Trfegodeprotenas
ComplexodeGolgi
COMPLEXODEGOLGI Ultraestrutura efunes
OcomplexodeGolgi(oudictiossoma) constitudoporumconjuntodesculos achatados dispostosparalelamenteunsaosoutrosformandoumaespciedepilhadepratos.Nointerior delimitamumacavidade:olmen. OGolgiest intimamenteassociadoaoretculoendoplasmtico. invlucro nuclear RER vesculas doGolgi facecis deGolgi vacolos doGolgi Aspectoultraestrutural deGolgi
COMPLEXODEGOLGI Ultraestrutura efunes
Naperiferiadascisternasexistemvesculasouvacolosgolgianos,quesedifundempelo citoplasmatransportandosubstnciassintetizadas/modificadasno Golgiparaoslisossomas, membranacelular ouparaasecreo.
invlucro nuclear RER
vesculas doGolgi facecis deGolgi vacolos doGolgi Aspectoultraestrutural deGolgi
COMPLEXODEGOLGI Compartimentaomorfolgicaefuncional OGolgi umaestruturapolarizada.AsprotenasdoREentramnoGolgipelafacecis, transitamnocompartimentomediano esaempelafacetrans. facecis Vescula golgiana
Golgicis
Golgi mediano Golgi trans Vescula desecreo facetrans
COMPLEXODEGOLGI Compartimentaomorfolgicaefuncional medidaqueatravessamestescompartimentos,asprotenasvosendomodificadaspara depoisseremtransportadasparaosseusdestinosnaclula. Assim,afacecis afacedeformaodenovascisternasporfusodasvesculasdoRE. Afacetrans afacedematuraoondeascisternassedesintegramemvesculas.
facecis Golgicis Vescula golgiana
Golgi mediano Golgi trans Vescula desecreo facetrans
COMPLEXODEGOLGI FunesdocomplexodeGolgi Glicosilao deprotenasedelpidos (formaode glicoprotenas eglicolpidos) Secreocelular Formaodoslisossomas Sntesedaporoglucdica dosproteoglicanos Participaonometabolismodoslpidos Sulfatao devriasbiomolculas Biognese erecuperaodemembranas Regulaodoteorhdricodaclula(porformaodevesculasqueacumulam guaeaexpelemparaoexteriordaclula). Nasclulasvegetais:sntesedoscomponentesdamatrizdaparedecelular
COMPLEXODEGOLGI Glicosilao deprotenasnolmendeGolgiAglicosilao deprotenasiniciadanoRERcontinuanolmendeGolgi.Aglicosilao destas protenas diferenteconsoanteoseudestinofinalnaclula: 1.Seforemparaamembranacitoplasmtica ouparaasecreo,asglicoprotenas sotransformadas emoligossacardeos complexos. 2.Seforemparaoslisossomas,asglicoprotenas adquiremapenasogrupofosfato.Oterminal manose 6fosfatoqueseformanestasprotenas extremamenteimportanteparaoseudestinopara oslisossomas.
1
2
Oligossacardeo tipocomplexo
COMPLEXODEGOLGI TransportedeprotenasapartirdocomplexodeGolgiAsprotenassotransportadasdaregiotrans deGolgi,dentrodevesculasparaoseudesIno final: 1.Naausnciadesinaisespecficosinternos,asprotenassotransportadasparaasuperfciecelular(membrana celularoumatrizextracelular)atravsdasecreoconstitutiva. Exemplos:formaodeglicoclice,produodeanticorpospelosplasmcitos 2.Outrasprotenassodestinadasaoslisossomasou secreoregulada. Exemplos:produodehormonaspelasclulasendcrinasoudeneurotransmissores pelosneurnios Misturadeprotenas Triagem Lisossomas
Receptorde manose 6fosfato Secreo constitutiva Fluxoparao Espaoextracelular
Secreoregulada
Compartimentosintracelulares e Trfegodeprotenas
Lisossoma
LISOSSOMA Ultraestrutura efuno
Oslisossomassodefinidoscomovesculas delimitadasporumamembrana,eimplicados noprocessodedigestointracelular. Oslisossomascontmvriasenzimashidrolticas (hidrolases cidas)quesoactivasemmeiocido (pH~5)enoapHneutrodocitosol. Estasenzimassocapazesdehirolisar protenas, DNA,RNA,polissacardeos elpidos. OpHdamatrizlisossomal mantidocidopela bombadeprotesqueutilizaaenergiadoATP parabombearosH+docitosol paradentro.
LISOSSOMA Ultraestrutura efunoUltraestruturalmente,oslisossomassoorganelosheterogneos,podendoapresentaruma diversidademorfolgicaquereflecteasvariaesnaquan;a enaturezadomaterialingerido. possveldistinguir3tiposdelisossomas: 1.Lisossomas primrios:deaspectohomogneo,solisossomasrecemformados contendoas hidrolases masaindasemmaterialingerido 2.Lisossomas secundrios:heterogneos,comhidrolases ematerialemdegradao 3.Lisossomas secundrioscomcorposresiduais:acumulammaterialincompletamentedegradado
Lisossomas emMET
Lisossomas demacrfago
LISOSSOMA Biognese
Aformaodoslisossomasimplicaaviade secreo eaviadeendocitose: 1.Omaterialextracelular interiorizadopor vesculasendocticas queseformamapartirda membranaefundemcomosendossomas precoces. 2.Amaturaodosendossomas precocesem endossomas tardios passapeladiminuiodo pH interno(3a6),oquepermiteaaquisio dashidrolases cidaslisossomais apartirda redetrans deGolgieasubsequentematurao dosendossomas tardiosemlisossomas secundrios.
LISOSSOMATransportedashidrolases cidasparaolisossoma epapeldoreceptordamanose 6fosfatoAsenzimaslisossomais soglicoprotenas cujosoligossacardeos possuemresduosdemanose6fosfato quesoreconhecidospeloreceptordeM6Fnaredetrans deGolgi.EstasenzimassosintetizadasnoRERe passamparaocomplexodeGolgi,ondeosresduosdemanose sofremfosforilao,nafacecis doGolgi. Apartirdaredetrans doGolgi,ocomplexoreceptorM6F transportadodentrodevesculasrevestidaspor clatrina at aosendossomas tardios.Nestecompartimento,devidoaopHcido,ashidrolases dissociamsedo receptor. Posteriormente,osreceptoresregressamaoGolgiparareutilizao.Ashidrolases sofremdesfosforilao no lmendosendossomas tardiosque, medidaqueadquiremmaisenzimas,setransformamemlisossomas secundrios. precursordehidrolase lisossomal doRE adiode fosfato manose 6fosfato (M6F) transportemediado porreceptor ligaoao receptordeM6F Remoode fosfato
Franjade clatrina
vesculasde transporte
dissociao pHcido
Reciclagemdos receptores cis deGolgi aparelhodeGolgi trans deGolgi
hidrolase lisossomal activa endossoma tardio
LISOSSOMA Digestointracelular
Almdadegradaodasmolculasinteriorizadasporendocitose,oslisossomasdigeremmaterial dasviasdefagocitoseedeautofagia: 1. Fagocitose:incorporaoedigestodegrandespartculasouclulas(bactrias,clulas envelhecidas,etc.)provenientesdoexteriordaclula,originandoumheterolisossoma.As clulashumanasespecializadasnestafunosoosmacrfagoseosneutrfilos. 2. Autofagia:digestointracelulardeorganeloseestruturasdaprpriaclula.Nestecasoo organelo(p.e.mitocndria) rodeadoporumamembranaderivadadoretculo endoplasmticoeavescularesultante(autofagossoma)fundesecomolisossoma (autolisossoma).Ocontedodoautolisossoma ,ento,digeridopelasenzimaslisossomais.
LISOSSOMA Digestointracelular As3viasdedigestointracelularpeloslisossomas
bactria FAGOCITOSE
fagossoma Membrana citoplasmtica
Endosoma precoce ENDOCITOSE Endolisossoma tardio lisossoma
autofagossoma AUTOFAGIA
Compartimentosintracelulares e Trfegodeprotenas
Peroxissoma
PEROXISSOMA Ultraestrutura
Osperoxissomasso estruturasesfricasouovais (dimetro0,51,5m)rodeadas deumamembrana,queengloba umamatrizperoxissomal electronodensa,ondeporvezes seobserva(dependentedo planodocorte)onucleide com aspectocristalino(cristalide) ouamorfo. Aspectoultraestrutural de peroxissomasdofgadoderato.
PEROXISSOMA Funes Osperoxissomascontmvriasenzimas: 1.Oxidases:intervmemprocessosoxidativos utilizandoooxignio pararemoverohidrogniodedeterminadossubstratos: RH2+O2 R+H2O2
2.Catalase:desdobraoH2O2(perxidodehidrognio)emguae oxignio,oH2O2seriatxicoparaaclulaseacumulado: 2H2O2 2H2O+O2 R +2H2O
RH2+H2O2
Nasclulasanimais,osperoxissomassoparticularmenteactivosnofgado erins ondeasreacesoxidativas permitemaeliminaodesubstnciastxicas. Exemplo: atravsdosperoxissomasqueolcoolqueingerimos facilmenteexcretado sobaformadeacetaldedo. CH3CH2OH+H202 CH3CHO+2H20
PEROXISSOMA Funes
Oxidaodoscidosgordos,acompanhadadeproduodeH2O2apartirdeO2, oH2O2 posteriormentedegradadopelacatalase Degradadopelacatalase Oxidaodeaminocidosedocidorico Biossntese decolesterol,cidosbiliares,plasmalognios Nasplantas:cicloglioxlico (sntesedecarbohidratos apartirdoscidosgordos) efotorespirao
PEROXISSOMA Biognese dosperoxissomasprotenasespecficas deimportaode protenas
Osperoxissomassoestruturassemi autnomas.EmboranotenhamDNAnem ribossomas,derivamdeperoxissomaspr existentes,porumprocessosemelhanteaodas mitocndriaseplastdeos. Asprotenasdosperoxissomassosintetizadas nocitosol eimportadasparaosperoxissomas prexistentes.Estaimportaodeprotenas resultanocrescimentodosperoxissomaspr existentesquesedividememnovos peroxissomas. Asprotenasdestinadasaosperoxissomas possuemumpeptdeo sinal(PTS1ouPTS2)que seligaaseureceptornamembranadoorganelo, permitindoasuatranslocao paraamatriz peroxissomal.
peroxissoma
crescimentoporimportaode protenasespecficasdocitosol
fisso
novosperoxissomas
Compartimentosintracelulares e Trfegodeprotenas
Mitocndria
MITOCNDRIA Ultraestrutura efuno Emmdiatem12mdecomprimentoe 0,51mdelargura rodeadapor2membranas,umainterna eoutraexterna separadaspeloespao intermembranar. Amembranainternaprojectavriospregos oucristas paraointeriordamitocndria ou matrizmitocondrial.Namatriz,encontrase DNA,ribossomasepequenosgrnulos. Depontodevistafuncional,amembrana interna eamatriz sooscompartimentos maisimportantesdamitocndria.
MITOCNDRIA Ultraestrutura efunoMATRIZMITOCONDRIAL,contm: enzimasdaoxidaodopiruvato ecidosgordos enzimasdociclodocidoctrico vriascpiasdeDNAmitocondrial ribossomas,tRNAs,enzimasdaexpressogentica MEMBRANAINTERNA: ricaemfosfolpido cardiolipina formavriaspregas(cristas)queaumentam areadasuperfcie contmprotenascom3tiposdefunes: 1.Protenasquerealizamasreacesdeoxidaona cadeiarespiratria; 2.ATPsintetase quesintetizaoATPnamatriz 3.Protenasdetransporteespecficodemetabolitos paradentroouparaforadamatriz impermevel maioriadospequenosies MEMBRANAEXTERNA,contm: umcanalproteico(PORINA)permevelsmolculasde pesomolecularinferiora10000daltons enzimasdemetabolismomitocondrialdelpidos
MITOCNDRIA Ultraestrutura efuno
a principalfontedeenergia sobaformadeATP dasclulaseucariticas atravsdoprocessodefosforilao oxidativa. Importaamaioriadassuasprotenasdocitosol. PossuioseuprprioDNA quecodificaparatRNAs,rRNAseprotenas mitocondriais. Asuabiognese dependedeprotenascodificadasporseugenoma ede protenascodificadaspelogenomanuclear.
MITOCNDRIA Biognese
medidaquecrescemeaumentamdetamanho,asmitocndriasdividemsepor fisso demodosemelhante divisodasbactrias. Asmitocndriasnososintetizadasdenovo;osseusconstituintesdeorigem citoslica soacrescentadosduranteoprocessodecrescimentoediviso.
ReplicaodeDNA
TRFEGOINTRACELULARDEPROTENASOsribossomaslivres nocitoplasma sintetizamprotenas destinadasa: ncleo, mitocndria, cloroplastos e peroxissomas. Osribossomas associados membranadoRE sintetizamprotenas destinadasa: lisossomas, membrana citoplasmtica e secreo.Cytosol
Trfegointracelulardeprotenas Peptdeo Sinal O destino final das protenas produzidas no citosol ou pelo RER determinado porumasequnciapresentenestasprotenaschamadapeptdeo sinal. peptdeo sinal NH2 Outrasprotenassofremmodificaesquedeterminamoseudestino. Porexemplo:manose 6fosfatonasprotenasdestinadasaoslisossomas. COOH
Trfegointracelulardeprotenas
Peptdeo Sinal