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05/04/2017

Universidade Federal do Amazonas – ICB – Dep. Morfologia Disciplina: Biologia Celular – Aulas Teóricas

Sistema de Endomembranas Endereçamento de Proteínas e Tráfego Vesicular

Sistema de Endomembranas Organelas Membranosas

Núcleo RE CG Lisossomos Endossomos Mitocôndias Cloroplastos Peroxissomos

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Sistema de Endomembranas Organelas Membranosas

Precursoresdas1ªeucariontes,amembranaplasmáticarealizavatodasasfunções: bombeamentodeH+,síntesedeATP,síntesedeLipídeosesecreçãodeproteínas

Sistema de Endomembranas Comunicação através de vesículas de transporte

RE,CG,lisossomoe Endossomo (reciclagemdereceptoresdemembrana)– organeladetransição

Setasindicamviasdetráfegoparaexterioreinterior.Mitocôndriaseplastídeos,não estãoenvolvidasnestacomunicação.

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Sistema de Endomembranas Proteínas são importadas pelas organelas por 3 mecanismos

Amaioriadasproteínasdasorganelas éproduzidanocitosol etransportada paraaorganelaondeeladeveatuar

Translocadores proteícos (localizadonasmembranas)

DoREoudeumsistemade endomembranas paraoutro

Proteínasquefuncionamnocitosol não possuemsinalepermanecemondesão sintetizadas

Sistema de Endomembranas Proteínas são importadas pelas organelas por 3 mecanismos

Cadaestação,umadecisãoétomadaouretenção oucontinuaseutransporte Transportemediadoproteínasmovimentam‐se atravésdoporonuclear(mediadoresseletivos)no envelopenuclear(topologicamenteequivalentes) Transportetransmembrana proteínas transmembrana transportamproteínasespecíficas docitosol paraespaçodistinto Transportevesicular(vesículasoufragementos organelas)sãocarregadasdemoléculasdolumém

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Sistema de Endomembranas Tráfego de proteínas

Sistema de Endomembranas Sequência sinal direcionam as proteínas para os compartimentos

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Sistema de Endomembranas Tráfego de vesículas

Sistema de Endomembranas Tráfego de vesículas

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Sistema de Endomembranas

Transporte de moléculas entre o núcleo e o citosol Membranaexternaécontinuacoma membrananoRE Otrafegodemoléculasentrenúcleoecitosol ocorreatraves doscomplexosdeporo nuclear(NPCs)

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Organelas membranosas Núcleo Celular

Regulação da Expressão gênica

Informação celular

Expressão gênica

Síntese de Proteínas Regiãomaiseletrodensa:Heterocromatina(DNAcondensado+histonas=nucleossomos) Regiãomenoseletrodensa:Eucromatina(DNAlivre,expressandoproteína)

Transporte de moléculas entre o núcleo e o citosol

MoléculasdeRNAsintetizadasnonúcleosão exportadasaoCitosol (NPCs) ErecebemasProteínasativamente HidrólisedeGTP pelaGTPase Ran Encontradanocitosol enúcleo

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Transporte de moléculas entre o núcleo e o citosol

ModelobarreiradedifusãocontroladosporNPC Regiõesnão‐estruturadasdeproteínasalinham‐senoporocentralformandouma malha,quebloqueiaadifusãopassivadegrandesmoléculas.

Transporte de proteínas para o cloroplasto e mitocôndria Emboratenhamseusprópriossistemas genéticos.Produzemumapequenaporção desuasproteínasamaioriaéimportada docitosol Proteínassãoimportadasnoestado desnoveladoatraés deambasas membranasparamatrizouestroma ATPegradienteeletroquímicodeH+ dirigematranslocação

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Transporte de proteínas para o cloroplasto e mitocôndria ComplexosTOM,TIM,SAMeOXA sãoproteínasmultiméricas demembranaque catalisamtransporteatravésdasmembranas TOMtransfereproteínasatravésdamembranaexterna TIM interna SAM auxiliaodobramentonamembranaexterna OXA medeiaainserçãodaproteínademembranainterna(sintetizadasnointerior)

Transporte de proteínas para o cloroplasto e mitocôndria Chaperonas (famíliaHsp 70) Mantémasproteínasdesnoveladas Somenteasproteínasquecontémasequência‐sinalespecíficasãotranslocada

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Transporte de proteínas

Oxidaçãodemoléculastóxicas. Diferentedemitocôndriase cloroplastosnãocontémDNA, portanto,todasuaproteínaé codificadanonúcleodacélula

Transporte de proteínas Comoperoxissomo proliferamenovospodemsurgir

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Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

REéfabricademembranasdacélula

Maiorsíntesedeproteínasocorrena superfíciecitosólica doRE

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Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

Proteínasdestinadasàsecreção,CG,lisossomos,endossomo emembrana plasmáticapassamdocitosol aoRE. NolúmendoRE,asproteínasseenovelam,ligaçõesdissulfetos sãoformadase oligossacarídeossãoadicionados.

Asproteínastransmembrana destinada aoREououtrasmembranassão transportadaspelamembranadoRE

Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

QuandoháligaçãodeumasequênciasinaldoRE,otranslocador abreseuporo, permitindoatransferênciacomoumaalça. Apóscompletadootransportedaproteína,oporofecha.Sequência‐sinal hidrofóbicaédegradada

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Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

Proteínatransmembrana integradaamembranadoRE

Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

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Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

Proteínatransmembrana integradaamembranadoRE

Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

Aglicosilação indicaograudeenovelamentoproteico, assimestasdeixamoREsóquandoestãoenoveladas adequadamente.(50%)Glicoproteínas

Proteínasenoveladasinadequadamentesãoexportadas doREedegradadasnocitosol

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Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

Porqueocorreaglicosilação? Glicosilação N‐ligada Síntesedemacromoléculas(DNA,RNAouproteínas)sãocopiadosapartirde ummoldeemsérierepetidaemetapasidênticascommesmaenzimaou conjuntodeenzimas. Oscarboidratosrequeremumaenzimaparacadaetapa. Etiquetadeendereçamento Promoveodobramento Medeiaaligaçãoachaperonas

Sinalizaçãodeproteínadesnovelada

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Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

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Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

Sintetizadoapartirdeglicerol‐3‐fosfato,citidina‐difosfocolina (CDP)eAGentregues aoREporproteínasligadasaAG

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Sistema de Endomembranas Retículo endoplasmático liso e rugoso

Membrana Nuclear Retículo Endoplasmático Rugoso Retículo Endoplasmático Liso Síntese de proteínas Síntese de fosfolipídios Vesísulas‐ Complexo de Golgi

LiberaerecapturaCa2+citosólico emrespostasa sinaisextracelulares(BombadeCa2+)

Sistema de Endomembranas

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Transporte vesicular Exocitose: membrana da vesícula torna-se parte da membrana plasmática Endocitose: fragmento da membrana plasmática é internalizado , formando uma vesícula de transporte (conteúdo vem do espaço extracelular)

Transporte vesicular Vesículas brotam de um compartimento e se fundem a outro

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Transporte vesicular Mapa das vias biossintéticas-secretora e endocítica

Verde:viasendocítica (vesículasderivadasdaM.P.eentreguesparaendossomos Vermelho:biossintética‐secretora(REM.P.ou(viaendossomo)lisossomo Azul:viasderecuperaçãoparaofluxodecomponentesselecionados Todososcompartimentossecomunicamatravésdevesículas

Transporte vesicular Diferentes proteínas de revestimentos dão forma às vesículas que medeiam as etapas das vias biossintéticas-secretora e endocítica

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Transporte vesicular Proteínas Rab guiam o transporte para a Vesícula

Asvesículasdetransportesãoaltamenteseletivasparareconheceramembrana‐ alvocorretacomaqualirãosefundir. Rab direcionaaolocalespecíficoeasproteínasSNARE (solubleN‐ethylmaleimide‐ sensitivefactorattachmentproteinreceptor)medeiamafusão

Transporte vesicular Transporte a partir do RE através do CG

RevestimentoCOPI medeiamobrotamentodevesículasqueretornamparaREa partirdessesagrupamentos. Orevestimentodesmontam‐seapósasvesículasteremformado

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Transporte vesicular CG série de compartimentos ordenados

Transporte vesicular Processamento de oligossacarídeos nos compartimentos

NANA:ácido Nacetilneuramínico

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Sistema de Endomembranas Organela membranosa formada por cisternas

Complexo de Golgi Organela membranosa formada por cisternas

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Complexo de Golgi Transferência de material entre organelas

Tráfego Vesicular Exocitose Apical- lúmen Baso-lateral voltado lâmina- basal Glicoproteinas Proteoglicanos (monatdos no Golgi)

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Complexo de Golgi Grande participação em células com caráter secretório

Célulacaliciforme– síntesedeGAGs

Complexo de Golgi Grande participação em células com caráter secretório

Secreçãoemfluxocontínuo Célulacaliciforme

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Complexo de Golgi Transferência de material entre organelas

Modificações póstraducionais adicionais

As diferentes cisternas apresentam diferentes atividades enzimáticas

Complexo de Golgi Diferenciação de glicoproteínas

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Complexo de Golgi Formação do Fragmoplasto em células vegetais

Formaçãodofragmoplasto

Complexo de Golgi Mitose em célula vegetal

Microtúbulos Microtúbulos em VesículasdoGolgisão corticais feixesaoredordo transportadasaolongo dosMicrotúbulos circundamacélula núcleo

Fragmoplasto:substituianel contráctil.Membranasdas vesículasformamam.p.

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Complexo de Golgi Citocinese em uma célula vegetal em telófase

Complexo de Golgi O fragmoplasto orienta a citocinese nas plantas superiores

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Complexo de Golgi Formação do acrossomo em espermatozóides

Complexo de Golgi Revisão das principais funções do Golgi

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Sistema de Endomembranas Complexo de Golgi

Retículo Endoplasmático Rugoso Retículo Endoplasmático Liso Síntese de proteínas e glicosilação Síntese de fosfolipídios

Glicosilação,processamento pós‐traducional, reciclagem dereceptores,etc..

Membrana Nuclear

Complexo de Golgi

Complexo de Golgi Secreção regulada

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Complexo de Golgi Secreção regulada

Secreçãoregulada– recepçãodeestímulo (célulaacinosa dopâncreas)

Complexo de Golgi Secreção regulada

Empacotamentoe condensação (Grânulosdesecreção)

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Complexo de Golgi Formação de lisossomos Digestão Lisossomo envolvendo mitocôndria

Vacúolode comida Fagocitose

Lisossomo

Complexode Golgi Transportede vesícula

comida Retículo endoplasmátic orugoso

Outras organelas membranosas Transporte a partir da rede trans do CG  Lisossomos

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Outras organelas membranosas 3 vias para degradação no lisossomo

Outras organelas membranosas 3 vias para degradação no lisossomo

Fagocitoseformaespecialdeendocitose,ingestãopormeiodegrandesvesículas endocíticas ‐fagossomo Fagócitosprofissionais: Macrófagoeneutrófilo

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Endocitose de LDL mediada por receptores

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Maturação dos endossomos iniciais para os tardios

Corposmultivesiculares convertem‐ segradualmenteemendossomos tardiospelafusãoentresi.

Ostardiosnãosãomaiscapazesde enviarvesículasàmembrana plasmática

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Transcitose transfere moléculas através da camada de célula epitelial EmconatocomMECqueépermeadaporvasos

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Endossomos recicladores

Vesículas secretoras brotam a partir da rede trans de Golgi 68

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Transporte a partir da rede trans do CG para exterior- exocitose TodasascélulastemestaviaqueOperacontinuadamente

Liberamseus conteúdos– respostaasinais 69

Cél especializadasecretaprodutosdenecessidadeurgente(hormônioseenzimasdigestivas)

Complexo de Golgi Relação intrínseca com lisossomos e endossomos

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Sistema de Endomembranas

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