Biologia Celular - Sistema Endomembranar II

Biologia Celular - Sistema Endomembranar - Parte II

• O sistema endomembranar compreende organelos celulares interconectados.
• As vesículas de transporte são essenciais para o transporte de macromoléculas entre os compartimentos do Golgi.
• No Golgi trans, as macromoléculas são modificadas sequencialmente, e empacotadas em vesículas de transporte para o seu destino final.
• Estas vesículas transportam as macromoléculas de acordo com motivos de endereçamento específicos.

Vesículas de Transporte

• As vesículas de transporte desempenham um papel central no transporte de moléculas entre os diferentes compartimentos.
• O processo de formação e fusão de vesículas é crítico para o endereçamento correto e a manutenção da composição dos compartimentos celulares.
• Este processo é altamente regulado.
• A superfície citoplasmática da membrana das vesículas de transporte é revestida por proteínas específicas.
• Estas proteínas formam o esqueleto estrutural, medeiam a deformação da membrana e direcionam formação da vesícula.
• Participam na seleção dos componentes a serem transportados para a vesícula e permitem o transporte, acoplamento e fusão no compartimento de destino.

Tipos de Vesículas de Transporte

• Vesículas revestidas por COPII: transportam macromoléculas do retículo endoplasmático (RE) para o Golgi, e do ERGIC para o Golgi. O transporte é anterógrado (do RE para o Golgi).
• Vesículas revestidas por COPI: transportam macromoléculas do compartimento intermediário RE-Golgi (ERGIC), ou cisternas do Golgi, ou seja, o transporte é retrógrado (do Golgi para o RE).
• Vesículas revestidas por clatrina: responsáveis pelo transporte bidirecional entre a rede trans-Golgi, endossomas, lisossomas e membrana plasmática (movimento bidirecional).

Formação de Vesículas

• A formação de vesículas é regulada por proteínas G - proteínas Arf/Sar.
• As proteínas adaptadoras reconhecem e ligam a recetores específicos associados a proteínas de carga, regulando a formação da vesícula por recrutamento e acoplamento de proteínas de revestimento.
• A clatrina é uma proteína envolvida na formação de vesículas, com estrutura tridimensional em forma de triskelion.
• A clatrina posiciona-se em uma área circunscrita da membrana citosólica, formando uma rede poliédrica de hexágonos e pentágonos.

Fusão de Vesículas

• A fusão de vesículas envolve o reconhecimento específico e ancoragem entre a membrana da vesícula e a membrana de destino.
• É assegurado por marcadores moleculares na superfície da vesícula.
• As proteínas Rab e os fatores de ancoragem (tethering factors) são cruciais para a ancoragem inicial.
• A formação de complexos entre proteínas SNARE (soluble NSF attachment receptor) catalisa a fusão das membranas.
• A fusão seletiva garante o fluxo direcionado no sistema endomembranar.

Secreção de Vesículas

• A secreção pode ser contínua (constitutiva) ou regulada.
• A secreção contínua é um processo não regulado, envolvendo o transporte contínuo de macromoléculas ao mesmo tempo que são sintetizadas.
• Exemplos incluem proteínas do colágeno.
• A secreção regulada é um processo dependente de um sinal, onde vesículas especializadas contêm proteínas e/ou outras substâncias até que um sinal desencadeie a fusão com a membrana e liberação do conteúdo. Exemplos incluem as células endócrinas, enzimas digestivas, e neurotransmissores.

Secreção Contínua

• Envolve transporte direto da rede trans-Golgi para a membrana plasmática.
• Endossomas de reciclagem funcionam como mecanismo para reciclagem de proteínas endocitadas.
• Há transporte seletivo para lisossomas, através do transporte de proteínas ricas em manose-6-fosfato que ligam a recetores transmembranares na rede trans-Golgi e direcionam o empacotamento em vesículas de transporte destinadas aos lisossomas.

Lisossomas

• Lisossomas são organelos celulares que atuam como sistemas digestivos, digerindo componentes celulares danificados ou não funcionais.
• Possuem um ambiente ácido interno, o que permite o funcionamento de enzimas específicas (hidrolases ácidas).
• A biogénese lisossomal envolve a interação de outros organelos, como os endossomas.
• Os endossomas são compartimentos vesiculares delimitados por membrana que possuem formas e dimensões variáveis.
• As vesículas de transporte contêm enzimas para iniciar a digestão.
• Os lisossomas incluem uma variedade de mecanismos para obter e processar o material a ser digerido, incluindo endocitose, fagocitose, e autofagia.

Autofagia

• Mecanismo de degradação de componentes da célula própria.
• Lisossomas estão envolvidos na digestão de componentes da célula, como organelos disfuncionais.
• Encarceramento do componente a degradar numa vesícula derivada da membrana do retículo endoplasmático.
• Degradação dos componentes no fagolisossoma.
• Fluxo dos metabolitos.
• Tipos de autofagia incluem macroautofagia (em massa), seletiva (mitofagia, lipofagia).

Endocitose Mediada por Receptor

• Processo de importação de macromoléculas do meio envolvente para o interior da célula através de vesículas de endocitose.
• Envolve receptores específicos na membrana plasmática.
• A endocitose mediada por receptores é importante na captação de colesterol, e na degradação de transportadores das membranas.

Fagocitose

• Processo de captura e digestão de partículas grandes, como bactérias.
• Envolve a formação de um fagossoma.
• Envolve expansões da membrana plasmática em forma de pseudópodes.
• Algumas substâncias fagocitadas não são completamente digeridas, e podem permanecer na célula.

Microautofagia Endossomal

• Invaginação da membrana lisossomal, internalizando parte do citoplasma.
• Acontece através de reconhecimento da molécula a degradar, por chaperonas e incorporação no lisossoma através de transportadores específicos.