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Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 1
Tráfego vesicular entre o Retículo Endoplasmático e o Complexo de Golgi
• Depois de correctamente processadas, as proteínas não residentes do RE são despachadas em vesículas para o complexo de Golgi: →Transporte anterógrado ou dianteiro
•As proteínas residentes do RE que são erradamente despachadas ou que necessitam de concluir o seu processamento no complexo de Golgisão reenviadas para o RE:→Transporte retrógrado ou de retorno
• O transporte retrógrado serve também para reciclar os componentes das vesículas que têm de intervir em novo transporte anterógrado.
Biologia Celular
Transporte anterógrado Retículo Endoplasmático - Complexo de Golgi
• O transporte anterógrado a partir do RE é efectuado por vesículas COPII. Neste transporte, as proteínas cargo apresentam Sinais de Saída (exportação) que são reconhecidos, directa ou indirectamente, por componentes da cobertura COPII.
Biologia Celular
Lodish et al., 2008
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 2
Transporte retrógrado Complexo de Golgi-Retículo Endoplasmático
• O transporte retrógrado para o RE é feito por vesículas COPI. Neste transporte, as proteínas cargo apresentam Sinais de
Retorno no terminal C:
Biologia Celular
Lodish et al., 2008
• Proteínas solúveis (do lúmen):
Sinal KDEL (Lys-Asp-Glu-Leu)
• Proteínas transmembranares (Tipo 1)
Sinal Dilisina (Lys-X-Lys ou Lys-Lys-X)
… ou no terminal N:
• Proteínas transmembranares (Tipo 2)
Sinal Diarginina (Arg-X-Arg ou Arg-Arg-X)
Transporte retrógrado de proteínas solúveis para o Retículo Endoplasmático
Biologia Celular
Alberts et al., 2008
O reconhecimento e ligação do sinal KDEL ao seu receptor ocorre em
ambiente acídico enquanto a dissociação ocorre em ambiente com pH neutro
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 3
Complexo de Golgi
Biologia Celular
Nív
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l
Dictiossomas
Cisternas e vesículas associadas
Cistern
Complexo de Golgi
Biologia Celular
Microfotografia TEM de um dictiossoma (à esquerda) e respectiva interpretação tridimensional (à direita)
Polaridade dictiossómica Eixo Cis-Trans
(Heterogeneidade estrutural e funcional das cisternas)
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 4
Complexo de Golgi
Biologia Celular
Alberts et al., 2008
Compartimentação do
Complexo de Golgi
Rede cis-Golgiana → Centro de chegada e selecção
Cisternas Golgianas → Cisternas cis, mediais e trans
Rede trans-Golgiana → Centro de distribuição
Complexo de Golgi
Biologia Celular
Exemplos de glicosil-transferases(principais enzimas dos dictiossomas)
� Manosidil-transferases
� Fucosil-transferases
� Sialil-transferases
� Galactosil-transferases
� N-acetilglucosaminil-transferases
O Complexo de Golgi é o principal local de síntese e processamento
de hidratos de carbonos:
- Pectina e hemicelulose da parede celular
- Glucosaminaglicanas da matriz extracelular
- Cadeias de oligossacarídeos de muitas proteínas e lípidos
… e de processamento de lípidos e proteínas:
- Glicosilação, sulfatação e fosforilação
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 5
Processamento de oligossacarídeos N-linked
Alberts et al., 2008
Biologia Celular
Complexo de Golgi
Ao transitarem nos dictiossomas, as moléculas de secreção sofrem uma série ordenada de
modificações catalisadas pelas enzimas processadoras presentes nas sucessivas cisternas
Alberts et al., 2008
Biologia Celular
Complexo de Golgi
Com
partim
enta
ção fu
ncio
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Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 6
Biologia Celular
Complexo de GolgiModelos hipotéticos do tráfego de moléculas através das cisternas golgianas
Alberts et al., 2008
- O complexo de Golgi é um componente
relativamente estático.
- As enzimas encontram-se fixas em cada
cisterna.
- Os produtos de secreção movem-se de
uma cisterna para a seguinte através de
vesículas transportadoras.
- Um fluxo vesicular retrógrado recicla as
membranas e as moléculas necessárias
para um novo transporte anterógrado.
Modelo do transporte vesicular
Biologia Celular
Complexo de Golgi
Alberts et al., 2008
- O complexo de Golgi é um componente
altamente dinâmico.
- Cada cisterna amadurece e transforma-
se na cisterna imediatamente a seguir.
- Os produtos de secreção são movidos no
interior das cisternas conjuntamente com
as enzimas processadoras.
- Um fluxo vesicular retrógrado repõe a
distribuição característica das enzimas de
cada cisterna.
Modelo da maturação cisternal
Modelos hipotéticos do tráfego de moléculas através das cisternas golgianas
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 7
Cooper & Hausman, 2009
Biologia Celular
Transporte da rede Trans-Golgiana para os Lisossomas
Lisossomas isolados do fígado de rato por centrifugação diferencial
LisossomasBiologia Celular
Organelos ricos em enzimas hidrolíticas (hidrolases) Digestão intracelular
Enzima marcadora dos lisossomas
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 8
LisossomasBiologia Celular
Microfotografias TEM de um Lisossoma Primário
(em cima) e Lisossomas Secundários (em baixo)
Características dos Lisossomas
LisossomasBiologia Celular
• As enzimas lisossómicas possuem um sinal específico
→M6P ou Man6P (manose-6-fosfato).
• Este resíduo de açúcar é adicionado exclusivamente
aos oligossacarídeos N-linked das enzimas lisossómicas
(proteínas altamente glicosiladas).
• O sinal Man6P vai evitar que as enzimas lisossómicas
sofram o processamento característico das outras
proteínas de secreção quando estas atravessam as
cisternas Golgianas.
Na rede trans golgiana, proteínas transmembranares receptoras do Man6P
reconhecem os grupos Man6P das glicoproteínas lisossómicas e ligam-se a
elas inserindo-as em vesículas de clatrina.
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 9
LisossomasBiologia Celular
Alberts et al., 2008
O sinal manose-6-fosfato (M6P) é formado na rede cis-Golgiana através
de uma reacção de duas etapas catalisada por duas enzimas:
Primeira etapa→ a enzima N-acetil glucosamina fosfotransferase catalisa a
transferência de uma N-acetil glucosamina-fosfato para uma manose terminal de
um oligossacarídeo N-linked.
LisossomasBiologia Celular
O sinal manose-6-fosfato (Man6P) é formado na rede cis-Golgiana através
de uma reacção de duas etapas catalisada por duas enzimas:
Segunda etapa→ a enzima N-acetil glucosamina fosfodiesterase cliva o resíduo
N-acetil glucosamina expondo a manose fosforilada.
Lodish et al., 2008
Após a formação do sinal Man6P, as enzimas lisossómicas são transportadas até à
rede trans-Golgiana sem sofrerem posteriores alterações.
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 10
LisossomasBiologia Celular
Transporte das enzimas lisossómicas para o Endossoma Tardio
(compartimento pré-lisossómico)
Alberts et al., 2008
Tráfego das Enzimas
Lisossómicas
Lodish et al., 2008
Biologia Celular
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 11
Endocitose mediada por receptores
Lodish et al., 2008
Biologia Celular
Lisossomas e Digestão intracelular
Lodish et al., 2008
Biologia Celular
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 12
(Azevedo, 2005)
Biologia Celular
Lisossomas e Digestão intracelular
LISOSSOMAS
� Lisossomas primários
� Lisossomas secundários
- vacúolos autofágicos ou citolisossomas
- vacúolos digestivos ou heterolisossomas
- corpos residuais
Biologia Celular
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 13
Alberts et al., 2008
Biologia Celular
SECREÇÃO CONSTITUTIVA E SECREÇÃO REGULADA
A via da secreção regulada existe em células secretoras especializadas (p. ex. do pâncreas) e
destina-se a exportar grandes quantidades de produtos de secreção quando a célula recebe
um estímulo adequado (Ciclo Secretor Descontínuo)
A via da secreção constitutiva existe em todas as células eucarióticas e destina-se a integrar
moléculas na membrana plasmática, ou na matriz extracelular ou parede celular, à medida
que estas vão sendo fabricadas (Ciclo Secretor Contínuo)
Alberts et al., 2008
Biologia Celular
SECREÇÃO CONSTITUTIVA E SECREÇÃO REGULADA
Prof. Augusto Dinis
BIOLOGIA CELULAR 14
Formação das vesículas secretoras (grânulos de zimogénio)
Biologia Celular
SECREÇÃO REGULADA
Alberts et al., 2008
Microfotografia TEM da exocitose de grânulos de zimogénio
(à esquerda) e respectiva interpretação esquemática (à direita)
De Robertis & De Robertis, 1996
Biologia Celular
EXOCITOSE