SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS -...

24/08/2009

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SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS

- Retículo Endoplasmático- Complexo de Golgi- Lisossomos- Peroxissomos- Glioxissomos - Plastídeos- Mitocôndrias - Vacúolos


Distribuído por todo o citoplasma;

Composto por compartimentos (cisternas, sacos e túbulos) que secomunicam entre si;

A comunicação pode ser direta ou mediada por vesículastransportadoras;


A membrana é similar a MP;

As membranas possuem glicolipídeos e glicoproteínas intrínsecas eperiféricas;

Tamanho variável;

Constitui-se de várias organelas.


LISOSSOMOS

PEROXISSOMOS

RER

REL

CG

MITOCÔNDRIAS

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE)

Estrutura & Funções


Ampla rede de bolsas achatadas, túbulos e vesículas;

Distribuição por todo citoplasma (do núcleo à MP);

É a parte mais desenvolvida do sistema de endomembranas;

Constitui-se de 2 partes, diferenciadas pela presença ouausência de ribossomos na sua superfície externa (facecitosólica ou citoplasmática);

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RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE)O RE liso ou agranular (REL) não possuiribossomos na superfície externa;

Formado por sistema tubular;

A célula muscular estriada apresenta umREL singular denominado retículosarcoplasmático, adaptado paradesencadear a contração de proteínascontráteis no citoplasma.;

O RE transicional de onde saem asvesículas para o Complexo de Golgi.

Rib

O RE rugoso ou granular(RER) possui a facecitosólica repleta deribossomos.

A afinidade dosribossomos pelo RER


Ribossomoribossomos pelo RERocorre devido a receptoresespecíficos chamadosriboforinas;

Funções Gerais do RE:síntese de proteínas elipídeos.


O destino das proteínas sintetizadas na célula é diferente edepende da localização dos ribossomos (livres no citosol ouformando o RER):


FUNÇÕES DO RE

Suporte mecânico: juntamente com o sistema de microtúbulos emicrofilamentos, o RE participa proporciona um suporte mecânicosuplementar para a estrutura coloidal do citoplasma;

T fí i i t é d t i tâ iTrocas: a enorme superfície interna é de extrema importância para queocorram trocas entre a matriz e o compartimento interno (difusão etransporte ativo);

Fluidez da membrana: sistema circulatório para distribuiçãointracelular de substâncias. Transporte de partículas, moléculas e íonsno interior da célula ou para fora desta;

FUNÇÕES DO RE

Biogênese de membranas novas: síntese de lipídeos, proteínas ecarboidratos. Necessária para suprir demandas funcionais, renovar asmembranas desgastadas pelo envelhecimento, etc.

Síntese de Lipídeos: A síntese de ácidos graxos e fosfolipídeos ocorreno REL;

Síntese de Proteínas: Função específica do RER, com maior abundâncianas células especializadas que produzem proteínas a serem secretadas(Ex.: céls. das ilhotas de Langerhans que produzem insulina eglucagon).

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FUNÇÕES DO RE

Detoxificação: enzimas do REL do fígado modificam e detoxificam(neutralizam) compostos químicos hidrofóbicos, como pesticidas ecarcinógenos

Conversão química em produtos conjugados mais solúveis em águaque podem ser excretados pelo organismo (Enzimas: citocromo P450 eNADPH redutase);

↑ doses desses compostos resultam em uma grande proliferaçãodo REL nos hepatócitos;

COMPLEXO DE GOLGI (CG)


Descoberto em 1898 por Camilo Golgi;

Localiza-se entro o RE e MP ou próximo ao núcleo;

Organela composta por sacos achatados e por vesículas do RE.

COMPLEXO DE GOLGI

Cada unidade do Golgi é chamada de dictiossomo, e cada pilhaapresenta de 4 a 6 sáculos.

O aparelho de Golgi possui duas faces distintas: uma face cis (ou face deentrada, voltada para o núcleo) e uma face trans (ou face de saída, voltadapara MP);

Estas faces estão intimamente associadas por compartimentos especiaisde uma rede interconectada de túbulos e cisternas: rede cis de Golgi(RCG) e a rede trans de Golgi (RTG).

COMPLEXO DE GOLGI

A face cis ou de entrada recebe vesículas transportadoras provenientesdo RE;

As moléculas que deixam a face trans ou de saída, também através devesículas transportadoras, são transferidas à MP ou aos Endossomos;

COMPLEXO DE GOLGI

Armazenamento, empacotamentoe secreção de substâncias;

Síntese de substâncias(polissacarídeos, glicolipídeos eesfingolipídeos);

FUNÇÕES GERAIS DO COMPLEXO DE GOLGI

Formação do acrossomo (vesículacom enzimas que digeremmembranas do óvulo) dos sptz;

Formação da lamela média (paredeque separa 2 células vegetais recém-formadas) ;

Formação dos lisossomos;

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Glicosilação de Proteínas:

-Proteínas que vão para o sistema de endomembranas incorporamoligossacarídeos às suas moléculas, isto é, são convertidas emglicoproteínas;

A li t í ã l ifi d li d N ( i )


- As glicoproteínas são classificadas como ligadas ao N (asparagina) ouligadas ao O (serina ou treonina), dependendo do sítio de ligação dacadeia lateral do carboidrato;

- A maioria das glicoproteínas ou são destinadas à secreção ou àincorporação na MP.

- Estas proteínas são direcionadas ao RER (antes do término datradução) onde se inicia o processo de glicosilação (idem);

Etapas da Glicosilação ligada ao N (asparagina):

Local: início de RER e término no Complexo de Golgi;

- No RER:


1) Ligação de um oligossacarídeo com 14 resíduos de açúcares (2 N-acetiglicosaminas, 3 glicoses e 9 manoses) ao fosfato do dolicol(transportador lipídico);

2) Transferência do oligossacarídeo ao resíduo de asparagina;

3) Remoção de 3 resíduos de glicose (por 2 glicosidases diferentes) e1 manose (manosidase).

FUNÇÕES GERAIS DO COMPLEXO DE GOLGI FUNÇÕES GERAIS DO COMPLEXO DE GOLGI

As cadeias são levadas até o Complexo de Golgi, através de vesículastransportadoras onde continuam a ser processadas:

- No Complexo de Golgi:


1) Processamento dos oligossacarídeos N-ligados através de umasérie de reações de remoção e adição de açúcares;


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O processamento dos oligossacarídeos N-ligados de proteínaslisossomiais é diferente:

1) Fosforilação da manose: adição de grupos fosfatos na posição 6dos resíduos de manose;


→ Fosfatos de N-acetilglicosamina são transferidos para os resíduos demanose;

→ Remoção dos grupos N-acetilglicosamina deixando manose-6-fosfato;

Importante para o direcionamento intracelular correto dasproteínas lisossomiais.


Etapas da Glicosilação ligada ao O (serina ou treonina): adição demonossacarídeos por glicosiltransferases específicas;

Local: Complexo de Golgi;


1) N-acetilgalactosamina é ligada a uma proteína de membrana doComplexo de Golgi;

2) Etapas de adição de monossacarídeos diferentes;

3) Adição de ácido siálico à cadeia.

LISOSSOMOS


Organelas citoplasmáticas que têm como função a digestão intracelular:

1) degradação de partículas sólidas provenientes do meio extracelular(fagocitose);

2) assim como a reciclagem de outras organelas e componentescelulares envelhecidos (autofagia).

São bolsas formados por membrana + enzimas hidrolases ácidasd l d l

LISOSSOMOS

originadas no Complexo de Golgi;

As enzimas (50 diferentes: proteases, nucleases,glicosidases, lipases, fosfolipases, fosfatases, esulfatases) são capazes de hidrolisar todos ostipos de polímeros biológicos;

Estas hidrolases possuem atividade ótima em pH 5,0 o qual é mantidocom eficiência no interior do lisossomo.

A membrana do lisossomo mantém as enzimas digestivas isoladas docitosol por carboidratos que ficam associados à face interna damembrana;

LISOSSOMOS

Mesmo em caso de vazamento, essasenzimas terão sua ação inibida pelo pHcitoplasmático 7,2 causando danoreduzido à célula.

A membrana do lisossomo possuitambém bombas de H+, que, através dahidrólise de ATP, bombeiam íons H+

para o lúmen, mantendo assim o pHácido;

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FORMAÇÃO DOS LISOSSOMOS FORMAÇÃO DOS LISOSSOMOS

LISOSSOMOS

PEROXISSOMOS


PEROXISSOMOS

São organelas pequenas delimitadas por membranas e que contêmenzimas envolvidas em reações metabólicas;

São encontrados em todas as células eucarióticas e são especializadosno processamento das reações oxidativas;

Céls humanas n=~500;

Não possuem genoma próprio.

PEROXISSOMOS

São morfologicamente semelhantes aoslisossomos mas diferem quanto a origem:q gauto-replicação - proteínas sintetizadas emribossomos livres no citoplasma;

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FUNÇÕES DOS PEROXISSOMOS

Possuem, dentre as ~50 enzimas diferentes, a catalase quedecompõem o peróxido de hidrogênio, que é tóxico, convertendo-o emH2O ou utilizando para oxidar outros compostos;

Degradação de substratos através de reações oxidativas (ác. úrico,aminoácido, purinas);

Nas células animais, a oxidação dos ácidos graxos, para geração deenergia metabólica, ocorre nos peroxissomos e nas mitocôndrias. Nascélulas vegetais, somente nos peroxissomos;

Síntese de lipídeos (colesterol), aminoácido lisina e de ácidos biliares(fígado).


Síntese de plasmalógenos – família de fosfolipídeos componentes demembrana de tecidos específicos (cerebral e cardíaco) ;

Nos vegetais os peroxissomos desempenham 2 funções principais:

1ª)

- Nas sementes atuam na conversão de ácidos graxos em carboidrato(energia para crescimento da planta em germinação).

- Reações metabólicas conhecidas como ciclo do glioxilato;

- Estes peroxissomos são denominados de glioxissomos;

2ª)

- Os peroxissomos das folhas estão envolvidos na fotorrespiração;


PLASTÍDEOS


PLASTÍDEOS

São organelas típicas das células vegetais;

Cromoplastos = contêm pigmentos;

Leucoplastos = armazenam material de reserva (incolores);

-Ex.: Amiloplastos = produzem e acumulam grãos de amido

Elaioplastos = armazenam lipídeos

Os cloroplastos sedesenvolvem, nas célulasfotossintéticas das folhas, apartir de proplastídeos;

S l t

ORIGEM DO CLOROPLASTO

Se a planta permanecer noescuro, o desenvolvimento docloroplasto é interrompido noestágio de etioplasto;

Em presença de luz, odesenvolvimento continua atécloroplasto.

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Estrutura:

- São plastídeos que possuem 3 componentes estruturais: envoltório, tilacóides e estroma;

- Envoltórios: 2 membranas com pigmentos amarelos (interna eexterna) = intercâmbio molecular com o citosol

CLOROPLASTO

- Estroma: região preenchida com material viscoso (proteínas, DNA e RNA);

- Tilacóides: vesículas achatadas, mergulhadas no estroma;

Granum= pilha de tilacóides

CLOROPLASTO

Membrana Externa

Membrana Interna

Estroma

Tilacóide(pilha = granum)

CLOROPLASTO GENOMA DOS CLOROPLASTOS

DNA dos cloroplastos (cpDNA):

- Entre as plantas, varia em tamanho de 80 a 600 kb (Média 150kb);

- Molécula circular, altamente helicoidizada, não associada àproteínas histonas;

Possui genes que codificam proteínas RNAr e RNAt;- Possui genes que codificam proteínas, RNAr e RNAt;

Organização do genoma do cloroplasto de Briófita

Síntese de lipídeos, ácidos graxos e os componentes lipídicos desuas próprias membranas;

l d ã d d ã d ( O ) ô ( )

FUNÇÕES DO CLOROPLASTO

Local da reação de redução de nitrito (NO2-) em amônia (NH3),

importante para incorporação do nitrogênio em compostos orgânicos;

Fotossíntese: conversão de energia luminosa em energia química,onde ocorre a produção de carboidratos a partir de CO2 e H2O empresença de clorofila.

FOTOSSÍNTESE

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MITOCÔNDRIAS


A membrana interna é impermeável(íons e pequenas moléculas) e apresentadobras (cristas) que se estendem para ointerior (matriz) – principais

MITOCÔNDRIAS

São organelas alongadas que apresentam um sistema duplo demembranas (interna e externa) separadas por um espaçointermembranar;

interior (matriz) principaiscompartimentos funcionais;

A membrana externa é altamentepermeável às moléculas pequenasdevido às porinas (canais multipasso);

Função: respiração celular

MITOCÔNDRIAS GENOMA MITOCONDRIAL

Genoma mitocondrial humano (mtDNA):

- Uma molécula circular contém 16.569pb que codificam 2RNAr, 22 RNAt e 13 proteínas;

Matriz: contém numerosas moléculas

- mtDNA;

- RNAs;

- Complexo enzimático;

- Grânulos e Ribossomos.

MITOCÔNDRIAS

Membrana interna: as cristas aumentam a superfície membranosa econtêm:

- As moléculas da cadeia respiratória (enzimas e coenzimas);

- Canais iônicos e permeases (permeabilidade seletiva);

- Fosfolipídeos duplos.

Espaço intermembranar: semelhante ao citossol.

A reprodução das mitocôndrias ocorre por fissão binária, ondeacontece um aumento de tamanho da organela preexistente para afissão.

Para que haja o aumento da área da mitocôndria, novos fosfolipídiossão agregados a membrana externa enviados pelo RE através deproteínas de troca de fosfolipídios ou proteínas de transferência de

REPRODUÇÃO DAS MITOCÔNDRIAS

fosfolipídios.

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As mitocôndrias evoluíram de bactériasendocitadas há mais de um bilhão deanos.

Células eucariontes anaeróbicasestabeleceram relação simbiótica combactérias aeróbicas, utilizando seusistema de fosforilação oxidativa

ORIGEM DAS MITOCÔNDRIAS

sistema de fosforilação oxidativa.

Essas bactérias teriam penetrado porfagocitose, escapando dos mecanismosintracelulares de destruição deorganismos estranhos.

Assim, a membrana do fagossomo teriatornado a membrana externa damitocôndria e a membrana da bactériatornou-se a membrana interna.

1a. etapa:

- Substratos: carboidratos e lipídeos, principalmente a glicose e osácidos graxos, são as principais substâncias quebradas para arespiração celular.

- A glicose é quebrada no citosol em um processo chamado glicólise,na qual são formadas 2 moléculas de ácido pirúvico liberando uma

RESPIRAÇÃO CELULAR

na qual são formadas 2 moléculas de ácido pirúvico, liberando umacerta quantidade de energia (4 moléculas de ATP), produzindo 2moléculas de NADH2 e consumindo oxigênio.

C6H12O6 ⇒ 2 C3H4O3

(Glicose) (Ácido pirúvico)

2a. etapa:

- O ácido pirúvico entra na mitocôndria, e é convertido em acetil-coenzima A por um sistema multienzimático da matriz mitocondrialchamado de piruvato desidrogenase, que então é metabolizada pelociclo do ácido cítrico (ciclo de krebs).

- Nesta etapa, uma quantidade de energia é liberada, tendo uma


p , q g ,pequena parte utilizada para converter três NAD+ em três NADH.

- No ciclo de Krebs, a acetil CoA sofre uma série de modificações queacaba produzindo ácido oxaloacético, que então recomeça o ciclo.

- Essas reações liberam duas moléculas de CO2 e produzem trêsmoléculas de NADH e uma molécula de FADH2.



3a. etapa:

- Elétrons de alta energia percorrema cadeia respiratória, que écomposta por complexosenzimáticos, onde os elétrons


enzimáticos, onde os elétronssedem energia e produz entre 30 a36 mols de ATP por mol de glicoseconsumida.

- Este processo é chamadofosforilação oxidativa, e ocorre namembrana interna da mitocôndria.

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vacúolo

Os vacúolos são estruturas de armazenamento,que podem ser classificados em 3 categorias:

1) Digestivos: relacionados à digestão intracelular(fagossomos, pinossomos, lisossomos);

2) Contráteis ou Pulsáteis: ocorrem apenas emprotistas de água doce participando do controle

VACÚOLOS

protistas de água doce, participando do controleosmótico desses organismos.

3) Suco alimentar: são exclusivos das células vegetais. São delimitadospor uma membrana lipoprotéica denominada Tonoplasto.Desempenham basicamente 2 importantes funções:

a) Preenchimento de espaço (aumento de tamanho da célula vegetal);

b) Armazenamento (água, íons, carboidratos, aminoácidos e proteínas) .

VACÚOLOS

O QUE HÁ AINDA NO CITOPLASMA?

- Ribossomos- Depósitos citosólicos

São orgânulos citoplasmáticos formados por RNAr e Proteínas;

Ribossomos são os locais de síntese de proteína;

Eles não são limitados por membranas e portanto ocorrem tanto emprocariontes quanto em eucariontes.

RIBOSSOMOS RIBOSSOMOS

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São acúmulos citoplasmáticos, geralmente temporários desubstâncias diversas não envoltas por membrana;

Tipos:

Polissacarídeos glicogênio (reser a energética)

DEPÓSITOS CITOSÓLICOS

- Polissacarídeos: glicogênio (reserva energética);

- Gotículas lipídicas (idem);

- Pigmentos: melanina (encontrada nas células da epiderme) –responsáveis pela cor, mimetismo, acasalamento e proteção dos seresvivos;

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