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Retculo Retculo endoplasmticoendoplasmtico

Profo. Arnon Dias Jurberg, PhD

Farmcia N2014-2

clulaNCLEO

eucariotos procariotos

A origem do ncleo e a formao dos retculos

invaginaes da membrana plasmtica relacionadas com a origem do ncleo e dos retculos

a compartimentalizao celular permiteespecializao funcional

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

a compartimentalizao celular cria ambientes locais, aumentando as taxas das reaes bioqumicas

o tamanho do compartimento influencia a velocidade de reaes limitadas por difuso

O retculo endoplasmtico (RE)rede interconectada de sacos ou tubos (cisternas)

achatados, delimitados por membrana

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

o lmen do RE (ou espao cisternal do RE) frequentemente ocupa >10% do volume total da clula

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Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

o RE est diretamente conectado membrana externa do envelope nuclear

o lmen do RE (ou espao cisternal do RE) frequentemente ocupa >10% do volume total da clula

a maioria das clulas possui regies escassas de RE liso

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

microssomos podem ser separados em um gradiente de sacarose devido a diferenas de densidade

microssomos lisos possuem densidade menor, enquanto microssomos rugosos possuem densidade maior

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

o RE estruturalmente e funcionalmente diverso

RE rugoso RE liso

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

ribossomos aderidos

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os ribossomos sintetizam protenas

cada aminocido adicionado selecionado a partir do pareamento complementar de base entre tRNA e mRNA

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

polirribossomo

os ribossomos podem estar associadoss membranas ou livres no citoplasma

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

polirribossomos ligam uma nica molcula de mRNA

polirribossomos no citoplasma doincio sntese de protenas

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

polirribossomos traduzem diversas molculas de protena a partir de uma nica molcula de mRNA

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

Retculo endoplasmtico rugosoa membrana do RER cravejada de ribossomos

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

Quais as funes do RE rugoso?

1) biossntese de protenas

2) biossntese de cadeias de carboidratos

3) biossntese de fosfolipdeos

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RE rugososecreta grande quantidade de protenas

clulas acinares do pncreas

clulas secretoras de muco no epitlio intestinal

LINFCITO EM REPOUSO LINFCITO B EFETOR (PLASMCITO)

1) biossntese de protenas

- protenas citoplasmticas- protenas perifricas- protenas transportadas para oncleo- protenas a serem incorporadasnos peroxissomos, mitocndrias ecloroplastos

RIBOSSOMOS LIVRES

- protenas secretadas- protenas integrais de membrana- protenas solveis no RE, complexode Golgi, lisossomos, endossomos,vesculas e vacolos

RIBOSSOMOS LIGADOS MEMBRANA

a importao de protenas para o RE um processo co-translacional

mRNA

ribossomo

translocao co-translacional

translocao ps-translacionalmitocndria, cloroplasto,

ncleo e peroxissomoretculo endoplasmtico

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

sequncias sinais direcionam a sntese de protenas para o RER

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

translocador

Partcula de reconhecimento de sinal (SRP)

partcula complexa, com 6 cadeias polipeptdicas ligadas a uma pequena molcula de RNA

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

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Partcula de reconhecimento de sinal (SRP)

direciona sequncias sinais especficasao receptor na membrana do RER

presente em todas as clulas

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

uma sequncia sinal de RE reconhecida duas vezes: 1) SRP no citoplasma, e 2) ligao ao translocador

SRP liga-se subunidade grande do ribossomo

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

o reconhecimento duplo ajuda a garantirespecificidade de entrada no lmen do RE

translocador receptor de SRP

a SRP cicla entre a membrana do RE e o citoplasma

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

as sequncias sinais do RE variam em aminocidos, mas todas possuem >8 aminocidos no-polares no seu centro

translocador receptor de SRP

cadeia polipeptdica atravessa por um poro aquoso do translocador

complexo Sec61

o poro uma estrutura dinmica, que se abre apenas transitoriamente

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

translocao atravs da membrana do RE nem sempre precisa de alongamento da cadeia polipeptdica

SecA

complexo Sec62/63/71/72

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

a translocao ps-transducional envolve protenas acessrias que alimentam a cadeia polipeptdica no poro

complexo Sec61

Como uma protena solvel translocada atravs da membrana do RE?

uma peptidase sinal cliva a cadeia polipeptdicaaps a sua translocao completa

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

uma abertura lateral permite que a sequncia sinal difunda-se pela bicamada enquanto a protena solvel liberada no lmen do RE

peptidase sinal

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Como uma protena transmembrana integrada na membrana do RE?

translocao co-translacional iniciada, mas a cadeia polipeptdica possui uma sequncia de parada de transferncia

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

A orientao da protena importa? Como a protena sabe que orientao ter?

COOH

a carga dos aminocidos importa

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

NH2

COOH

Como uma protena transmembrana de passagem mltipla integrada na membrana do RE?

sequncia sinal interna atua como sinal de incio de transferncia e um sinal de parada de transferncia promove a sada do translocador

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

grficos de hidrofobicidade identificamregies transmembranas

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

combinaes de sinais de incio de transferncia e parada de transferncia determinam a topologia das protenas

2) biossntese de cadeias de carboidrados

adio covalente de acares s protenas

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

cadeia lateral de asparagina

dolicol mantm o precursor oligossacardeo na membrana

oligossacaril transferase

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

precursor oligossacardeo pr-formado transferido para protenas no RE por oligossacaril transferase

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o oligossacardeo montado gradualmente

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

a sntese tem incio no lado citoplasmtico ea molcula flipada para o lmen do RE

os oligossacardeos marcam os estado de dobramento das protenas

diversas protenas precisam de glicosilao N-ligada para seu dobramento adequado no RE

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

calnexina liga-se s protenas incompletamente dobradas contendo uma glicose terminal em oligossacardeos N-ligados

calnexina

glicosidase

glicosil transferase

protenas mal dobradas so exportadas para o citoplasma e degradadas

proteassomo

RETROTRANSLOCAO OU DESLOCAMENTO

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

oligossacardeos N-ligados funcionam como temporizadores.

protenas que dobram-se corretamente e saem do RE antes da ao de manosidase escapam a degradao

Protenas mal dobradas no RE ativam uma resposta de protenas desdobradas

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

um aumento da transcrio de genescodantes para chaperonas do RE

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

a adeso de GPI ancora a protena ao RE

glicosilfosfatidilinositol (GPI)

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

Tripanossomos usam protenas ancoradas a GPI como mecanismo de evaso imunolgica

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Retculo endoplasmtico lisoa membrana do REL no possui ribossomos associados

Quais as funes do RE liso?

1) biossntese de cidos graxos e hormnios esterides (p.ex. estrognio e testosterona)

2) detoxificao heptica de compostos orgnicos, como barbitricos e alcolcomo barbitricos e alcol

3) sequestro de ons de clcio

clulas de Leydig produzem testosterona

1) biossntese de cidos graxos

fosfatidilcolina produzida a partir de glicerol-3-fosfato, citidina-difosfocolina e cidos graxos

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

a sntese de fosfolipdeos ocorreexclusivamente no lado citoplasmtico

novas molculas de lipdeos so adicionadas apenas nametade citoplasmtica da bicamada

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

o RE tambm produz colesterol e ceramidas

scramblase flipase

FIBRA MUSCULAR ESQUELTICA

3) sequestro de ons de clcio e a contrao muscular

retculo sarcoplasmtico

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Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

o canal de liberao de Ca2+ na membrana do retculo sarcoplasmticoabre-se pela ativao de canais de Ca2+ dependentes de voltagem

a contrao muscular depende de miosina II e filamentos de actina

Alberts et al. (2008) In: Molecular Biology of the Cell. 5 ed.

a ligao de Ca2+ troponina libera o bloqueio de tropomiosina da interao entre actina e a cabea de miosina

complexo troponina

tropomiosina

tropomiosina bloqueia a ligao de miosina

a presena de Ca2+ expe o local de ligao da miosina

o espermatozide ativa o ocito

fosfolipase C

*fora de escala

modificado de Alberts et al. (2008) Molecular Biology of the Cell. 5 ed. Wang & Kaufman (2014) In: Nat Rev Cancer

Wang & Kaufman (2014) In: Nat Rev Cancer

RE rugoso vs. RE liso

ribossomos na superfcieexterna

no associado a ribossomos

local de sntese de

envolvido noprotenas destinadas a

secreometabolismo de lipdeos