Endomembranas e organelas

Modelo do Mosaico Fluido

Singer-Nicolson

1. Endossomas

2. Fagossomas e autofagossomas

3. Lisossomas

4. Núcleo

5. Retículo Endoplasmático Rugoso

6. Retículo Endoplasmático Liso

7. Aparelho de Golgi

8. Vesículas de secreção

9. Peroxissomos

10. Mitocôndrias

Endomembranas e organelas

• Endossomas

• Fagossomas e autofagossomas

• Lisossomas

• Núcleo

• Retículo Endoplasmático Rugoso

• Retículo Endoplasmático Liso

• Aparelho de Golgi

• Vesículas de secreção

• Peroxissomos

• Mitocôndrias

Endomembranas e organelas

Endomembranas e organelas

Mitocôndria

LisossomaCitosol

Retículo endoplasmático liso (REL)

Nucléolo

Cromatina Envelope nuclear

Memb. plasmática

Núcleo

Retículo endoplasmático rugoso (RER)

Ribossomos

Aparelho de Golgi

Vesículas de secreção em exocitose

PeroxissomosFilamentos intermediários

Microtúbulo

Microfilamento

Microvilosidase

Centrômero

Centríolo

Todas as organelas e partículas estão suspensas no citosol

ou citoplasma, que:

• é uma solução aquosa altamente concentrada

• possui composição complexa, formada por proteínas

(estruturais, enzimas, particulas complexas – ribossomos,

polissomos, etc), aminoácidos, RNAs, metabólitos, ions

inorgânicos, etc.

• possui consistência de gel

Endomembranas e organelas

Endomembranas e organelas

• Endossomas

• Fagossomas e autofagossomas

• Lisossomas

• Núcleo

• Retículo Endoplasmático Rugoso

• Retículo Endoplasmático Liso

• Aparelho de Golgi

• Vesículas de secreção

• Peroxissomos

• Mitocôndrias

ENDOSSOMO

• Vesícula (organela envolvida por membrana) contendo substâncias endocitadas.

• ENDOCITOSE ➫ Englobamento de quaisquer substâncias que estão do lado de fora da célula e seu transporte para dentro da célula.

• PINOCITOSE ➫ Termo antigo e pouco utilizado. Englobamento substâncias líquidas por invaginação.

• Função: – Transporte de macromoléculas não permeáveis à membrana

plasmática - nutrição.

– Reciclagem de estruturas extracelulares da membrana.

– Terminar estímulo em receptores membranares.

– Invasão ou infecção (alguns vírus)

ENDOCITOSE

FAGOSSOMO

Fagocitose de dois leucócitos velhos por um macrófago.

Fagocitose de duas bactérias por um leucócito.

bactériaspseudópodos

pseudópodos

• Vesícula (organela envolvida por membrana) contendo células fagocitadas.

• FAGOCITOSE ➫ Englobamento de células ou bactérias por outras células. Pseudópodos (lâminas de citoplasma que “envolvem” as células fagocitadas).

• Função: – Defesa imunológica.

– Resposta inflamatória.

– Reciclagem de células.

– Invasão ou infecção (algumas bactérias e protozoários)

FAGOCITOSE

AUTOFAGOSSOMO• Organelas intracelulares envolvida por membrana dupla contendo

constituintes celulares - autofagia.

• AUTOFAGIA ➫ Englobamento organelas por extensões membranares do retícuto endoplasmático.

microautofagia

macroautofagia

• Uma mitocôndria possui meia vida de 10 dias no fígado. Após 10 dias, a

mitocôndria é destruída e seus constituintes reciclados pela célula.

• Função: – Reciclagem de constituintes celulares.

– “Economia” energética na privação de nutrientes.

– Proteção contra estímulo nocivo ou estresse ambiental.

– Diferenciação celular

AUTOFAGIA

Mitocôndria

Lisossomo

Retículo endoplasmático liso

Nucléolo

Cromatina Envelope nuclear

Memb. plasmática

Núcleo

Retículo endoplasmático rugoso

Ribossomos

Aparelho de Golgi

Vesículas de secreção em exocitose

PeroxissomosFilamentos intermediários

Microtúbulo

Microfilamento

Microvilosidase

Centrômero

Centríolo

LISOSSOMOS

• Organelas de conteúdo ácido ricas em enzimas digestivas:– Mais de 40 tipos de hidrolases

• Originadas do Aparelho de Golgi

• Fundem-se aos endossomos, fagossomos e autofagossomos, formam:– Endolisossomos

– Fagolisossomos

– Autofagolisossomo

LISOSSOMOS

• Função

– Degradação do conteúdo de vesículas com as quais se funde

– Nutrição e Estoque de nutrientes

– Excreção

– Reciclagem de constituintes celulares.

– Destruição de células e microorganismos fagocitadas (defesa)

LISOSSOMOS

LISOSSOMOS

Fagocitose

Endocitose

Autofagia

Endossomotardio

Lisossomo

Bactéria Fagossomo

Endossomo precoce

RE Mitocôndria

Memb.Plasmática

• Os lisossomos são centrais de encontro de vesículas cujo conteúdo deve ser degradado.

LISOSSOMOS

• Enzimas lisossomais e seus substratos

• Esféricos e de tamanho variável.

• Formados por uma bicamada lipídica.

• Identificação = fosfatase ácida.

Face interna revestimento de carboidratos proteção contra a ação do conteúdo lisossomal.

LISOSSOMOS

Estrutura

Lisossomo pH 5,0

Autofagossomo pH 5,5

Endossomo pH 6,5.

Proteínas marcadas com substâncias fluorescentes

e fagocitadas.

LISOSSOMOS Visualização histoquímica dos lisossomos. Precipitado de fosfato de chumbo para localizar a fostatase ácida.

• Endossomas

• Fagossomas e autofagossomas

• Lisossomas

• Núcleo

• Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)

• Retículo Endoplasmático Liso (REL)

• Aparelho de Golgi

• Vesículas de secreção

• Peroxissomos

• Mitocôndrias

Endomembranas e organelas

Sistema de Endomembranas

O Sistema de Endomembranas

Vesículas de secreção

Aparelho de Golgi

Retículo Endoplasmático Liso (REL)

Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)

RER-REL-Golgi

• RER: rede de membranas intracelulares de formato achatado e bem organizado, com ribossomos aderidos.

• REL: rede de membranas de formato tubular e desorganizado. Ausência de ribossomos. O REL e RER podem se interconectar. RER e REL são a mesma organela, porém de organização funcional distinta

• Golgi: pilha de sáculos (cisternas) achatadas e superpostas, com uma face côncava (trans) e outra convexa (cis). Ambas as regiões apresentam inúmeras vesículas nas proximidades, que chegam (cis) ou que saem (trans).

• RER e Golgi: trabalham em conjunto.

Mitocôndria

Nucléolo

Cromatina Envelope nuclear

Memb. plasmática

Núcleo

RER

Ribossomos

Aparelho de Golgi

Vesículas de secreção em exocitose

PeroxissomosFilamentos intermediários

Microtúbulo

Microfilamento

Microvilosidase

Centrômero

Centríolo

Lisossomo

CitosolREL

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER) e LISO (REL)

RER• Ribossomos

• Cisternas (20-30 nm)

• Proteínas

REL• Sem ribossomos• Túbulos (30-60

nm)• Lipídeos

RER REL

RER REL

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER) e LISO (REL)

Função• Síntese protéica

• Endereçamento de algumas proteínas

• Secreção celular

Função• Síntese lipídica

• Síntese de hormônios

• Detoxificação

• Especializações (retículo sarcoplasmático)

Curiosidade “experimental”

• Função: – Síntese de proteínas que serão secretadas

– Síntese de proteínas de membrana

– Armazenamento de íons cálcio

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)

mRNA que codifica proteína citosólica é traduzido em polirribossomos

mRNA que codifica proteína que será secretada é traduzido

em ribossomos do RER

Hipótese do Sinal:

Os mRNAs das proteínas que serão secretadas possuem sequência para síntese do peptídeo sinal ⇒ direciona a

proteína à membrana do RER

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)

Como é discriminado o mRNA que será traduzido no RER?

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)

Como é discriminado o mRNA que será traduzido no RER?

• RNAm apresenta uma sequência sinal que se traduz em um peptídeo sinal (hidrofóbico) no citosol.

• Uma proteína que reconhece o peptídeo sinal (SRP – signal recognition particle) citosólica reconhece e se liga no peptídeo sinal e a síntese protéica pára.

• O sistema (RNAm/ribossomo) migra para as membranas do RER e conecta-se ao receptor para SRP.

• O canal de translocação se aproxima e a sub-unidade maior do ribossomo liga-se neste canal, que fica continuo com o canal ribossomal.

• A SRP se solta, a síntese protéica reinicia e o peptídeo nascente penetra no lúmen do RER.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)

Como é discriminado o mRNA que será traduzido no RER?

• E as proteínas integrais de membranas?

• E quando possuem possuem múltiplos sítios de ancoramento nas membranas?

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)

A montagem e a conformação final das proteínas de membranas é feita com a ajuda de chaperonas

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)

Calreticulina (CRT) e calnexina (CNX) - membros de uma família de chaperonas do RE cuja atividade depende da presença de íons cálcio, auxiliam o dobramento e montagem das maioria das glicoproteínas N-ligadas que passam através do RE.

Muitas proteínas sintetizadas no RER são glicosiladas pela adição de um oligossacarídeo ao aminoácido Asn (N-ligado).

A montagem e a conformação final das proteínas de membranas é feita com a ajuda de chaperonas

Algumas proteínas são ancoradas à membrana pela ligação covalente a um ancorador glicosilfosfatidilinositol (âncora GPI) por mecanismo que envolve a retirada da região C-terminal da proteína.

• E as proteínas periféricas de membranas?

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)

RER REL

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL)

• Função: – Síntese da maioria dos lipídios de membrana (fosfolipídios e

colesterol) - também ocorre síntese nos peroxissomo.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL)

O fosfolipídio mais abundante é a fosfatidilcolina, também conhecida como LECITINA.

Translocadores de fosfolipídeos (Flipases ou scramblase) transportam lipídeos de uma bicamada lipídica para outra.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL)

Proteínas de troca de fosfolipídios ajudam a transportar fosfolipídios do

REL para as membranas das mitocôndrias e peroxissomos.

Mitocôndria

Nucléolo

Cromatina Envelope nuclear

Memb. plasmática

Núcleo

Retículo endoplasmático rugoso

Ribossomos

Vesículas de secreção em exocitose

PeroxissomosFilamentos intermediários

Microtúbulo

Microfilamento

Microvilosidase

Centrômero

Centríolo

APARELHO DE GOLGI

Retículo endoplasmático liso

Lisossomo

Aparelho de Golgi

Citosol

APARELHO DE GOLGIFunção:

- Modificação de proteínas que são sintetizadas no RER (estação de separação e distribuição dos produtos do RER)

- glicosilações (é um dos principais sítios de síntese de carboidratos)- empacotamento

- Grande parte dos carboidratos produzidos no golgi são conectados a muitas ptns e lipídeos que chegam do RER e REL como cadeias laterais de oligossacarídeos.

- Pectina e Hemicelulose da parede celular de células vegetais - Glicosaminoglicanas da matriz extracelular das células animais

• Muitas proteínas são modificadas pela adição de oligossacarídeos em grupos OH de cadeias laterais de serina e treonina: Esses oligossacarídeos são denominadaos de O-ligados;

• Os carboidratos da membrana celular estão voltados para o lado de

dentro das vesículas, que são equivalentes ao lado de

fora da célula.

APARELHO DE GOLGI

• Golgi: pilha de sáculos (cisternas) achatadas e superpostas, com uma face convexa ou de entrada de vesículas (cis) e outra côncava ou de saída de vesículas (trans). Ambas estão conectadas a compartimentos especiais (Cis-Golgi-Network e Trans-Golgi-Network), que são compostos por uma rede de estruturas tubulares em forma de cisterna

• RER e Golgi: trabalham em conjunto.

APARELHO DE GOLGI

APARELHO DE GOLGI

Ptnas passam por compartimentos onde são

modificadas;

Os compartimentos estão todos em constante comunicação;

• O transporte de vesículas do RER para o Golgi se dá a partir de regiões quase totalmente livres de ribossomos em vesículas de transição.

O tráfego entre RER e o Golgi é bidirecional e tem duas funções principais:

APARELHO DE GOLGI

- Manter quantidades estáveis de membranas em cada compartimento

- Recuperar proteínas do compartimento doador que são necessárias para o seu normal funcionamento

Proteínas residentes do RER são seletivamernte recolocadas ou redirecionadas para o RER a partir do Cis-Golgi-Network. KDEL (Lisina, ácido aspártico, ácido Gluâmico e Leucina) é o sinal de retenção no RE.

APARELHO DE GOLGI

• A saída do RER pode ser considerada como ponto de controle de qualidade de proteínas. Se a conformação de uma proteína ou montagem das sub-unidades protéicas não for completada no RER, a proteína é degradada.

• O Golgi é abundante em células que são especializadas em secreção.

Exemplo: as células caliciformes (globet) do intestino, que produzem grande quantidade de muco rico em polissacarídeo na luz do intestino. Nessas células, grandes vesículas são encontradas na parte do Trans-Golgi-Network.

APARELHO DE GOLGI

Núcleo

Aparelho de Golgi

Vesículas secretoras de muco

Secreção de muco pela face apical

• Constitutiva:- Quando as vesículas do Golgi são secretadas diretamente, sem

armazenamento no citosol, de forma constitutiva. - Ex. Células produtoras de matriz.

• Regulada:- Quando as vesículas do Golgi são armazenadas no citosol perto do

ápice da célula (podem fundir-se umas com as outras formando grânulos maiores até haver um sinal (nervoso ou hormonal) para secreção.

- Ex. Glândulas

APARELHO DE GOLGI

Secreções Constitutiva e regulada

EXOCITOSE

• Saída de material pela célula através da fusão de vesículas intracelulares à membrana plasmática.

– vacúolos excretores (material não digerido e resíduos do metabolismo)

– vesículas de secreção (materiais produzidos pelas células, principalmente glandulares).