Alan Noro Kuhn
Tatiane
Tatiele
ENDEREÇAMENTO DE PROTEÍNAS
Trabalho de Biologia Celular
Do curso de Biomedicina do IESA.
Ele tem como objetivo
explicar o transporte de proteínas
que ocorre no interior das células
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Endereçamento de Proteínas, Trabalhos de Biologia Celular
Trabalho de Biologia Celular sobre endereçamento de proteinas. Como Elas "sabem" para onde ir após serem sintetizadas? O que às leva até o local apropriado? Este trabalho, de minha autoria, apresenta a resposta para esta e outras perguntas.
Tipologia: Trabalhos
2010
1 / 12
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Alan Noro Kuhn Tatiane Tatiele
ENDEREÇAMENTO DE PROTEÍNAS
Trabalho de Biologia Celular Do curso de Biomedicina do IESA. Ele tem como objetivo explicar o transporte de proteínas que ocorre no interior das células
Juliana Foletto Frerdo Roncato
Introdução
O transporte de proteínas é feito de maneiras distintas nos diferentes tipos de organelas da célula. Neste trabalho serão estudados estes meios de transporte:
1 As Proteínas São Importadas para as Organelas por Três Mecanismos dis�ntos............ 5
2 Como as proteínas são encaminhadas para os compar�mentos corretos após sua sinte�zação?................................................................................................................................ 5
3 ........................................................................................................................................
4 É através dos poros nucleares que as proteínas entram no núcleo................................ 6
5 As proteínas necessitam ser desdobradas para entrar em mitocôndrias e cloroplastos..
6 As proteínas entram no Re�culo Endoplasmá�co ao mesmo tempo em que são sinte�zadas.......... 7
7 Proteínas solúveis são liberadas no lúmen do RE........................................................... 9
8 Os sinais de Início e Finalização determinam o arranjo de uma proteína transmembrana na bicamada lipídica......................................................................................................................... 9
9 ........................................................................................................................................
10 Transporte Vesicular....................................................................................................... 10
As Proteínas São Importadas para as Organelas por Três Mecanismos distintos
Todas as proteínas da Célula são iniciadas nos ribossomos, no citosol, com exceção de algumas proteínas de Mitocôndrias e Cloroplastos, que são sintetizados por ribossomos dentro das próprias organelas, mesmo assim, a maior parte das proteínas destas organelas é sintetizada no citosol e em seguida transportada paro o interior da organela.
A sequência de aminoácidos é quem define o destino da molécula proteica. Esta sequência pode conter um sinal de distribuição , que direciona a proteína para a organela requerida. Caso não exista o sinal, a proteína fica no próprio citosol.
Para os diferentes tipos de organelas, existem diferentes tipos de transporte, mas em todos existe dispêndio de energia. As proteínas que se movem do citoplasma para o núcleo, por exemplo, são transportadas pelos poros nucleares que transpassam a membrana nuclear. Já as proteínas que se movem para o Reticulo Endoplasmático, Mitocôndrias, Cloroplastos ou Peroxissomos, são transportados pelas membranas das próprias organelas por transportadores proteicos. As proteínas que se movem do RE para outros lugares, ou através dos sistemas de endomembrana, são transportadas através de vesículas de transporte.
Como as proteínas são encaminhadas para os compartimentos corretos após sua sintetização?
Após sua sintetização no citosol, as proteínas são encaminhadas para as organelas desejadas graças a uma sequência de aminoácidos. Esta sequência tem frequentemente de 15 a 60 aminoácidos de comprimento. Após a decisão de distribuição ter sido executada, a sequência de aminoácidos é geralmente removida da proteína.
para o núcleo através um processo que utiliza energia fornecida pela hidrólise do GTP.
No centro do poro nuclear existe uma estrutura que funciona como uma espécie de comporta, que controla a entrada e saída das proteínas. Esta estrutura abre somente o necessário para que o complexo proteico cruze a membrana nuclear. Após o transporte, os receptores de importação nuclear retornam ao citoplasma para serem reutilizados. O que distingue este mecanismo de transporte em relação aos outros é o fato da proteína ser transportada com sua conformação nativa.
As proteínas necessitam ser desdobradas para entrar em mitocôndrias e cloroplastos.
As mitocôndrias e os cloroplastos possuem duas camadas de membrana, e ambas são especializadas na síntese de ATP. Apesar de estas organelas terem genomas próprios e sintetizarem parte das próprias proteínas, a maioria de suas proteínas são codificadas por genes do núcleo e são importadas a partir do citoplasma. Proteínas endereçadas às mitocôndrias e cloroplastos geralmente tem o código-sinal na região aminoterinal.
O transporte através das duas membranas é feito simultaneamente em sítios especializados, onde ambas as membranas estão em contato mútuo. A proteína vai sendo desdobrada à medida que o transporte acontece. No final do transporte a sequência-sinal é desagregada da proteína. As proteínas chaperonas, que se localizam no interior das organelas, ajudam a puxar as proteínas através das duas camadas e após o transporte, reconstituir a sua forma original.
As proteínas entram no Retículo Endoplasmático ao mesmo tempo em que são sintetizadas.
Diferente das outras organelas, o RE serve como ponto de entrada de proteínas destinadas a outras, inclusive para o próprio RE. Após entrarem no retículo ou em sua membrana, proteínas individuais não mais retornarão ao citosol durante seu transporte. Estas proteínas serão carregadas para as organelas por vesículas de transporte e, em alguns casos, de uma organela para a membrana celular ou para o exterior da célula.
As proteínas que são transferidas do citosol para o RE são as proteínas hidrossolúveis, que são completamente transportadas pela membrana do RE e liberadas no seu lúmen, e as proteínas transmembrânicas prospectivas, que são parcialmente translocadas pela membrana do RE e se tornam embebidas pela mesma. As primeiras são destinadas à secreção ou para o lúmen de uma organela. Já a segunda, tem como destino residir tanto na membrana do RE quanto na de outras organelas, ou na membrana celular. Estas proteínas que são inicialmente direcionadas ao RE, possuem uma sequência-sinal de RE, com oito aminoácidos hidrofóbicos.
Diferente das outras organelas e do núcleo, a maior parte das proteínas que iniciam sua rota na membrana do retículo, não tem sua cadeia polipeptídica totalmente sintetizada. Como a sua sintetização não foi concluída, os ribossomos que estão fazendo esta síntese ficam presos à membrana do RE, criando regiões chamadas de Retículo Endoplasmático Rugoso. Este nome é dado devido a sua aparência granulosa quando visualizado em um microscópio eletrônico.
Existem duas populações de ribossomos, os ribossomos ligados à membrana , que estão presos à face citosólica da membrana do RE e produzindo proteínas que serão encaminhadas ao RE, e os ribossomos livres , que não estão presos a nenhuma membrana, e sintetizam todas as demais proteínas codificadas pelo DNA nuclear. Ambos são estrutural e funcionalmente idênticos, o que os difere é a proteína que estão sintetizando em um dado momento.
Quando acontece de um ribossomo estar sintetizando uma proteína do Re, a sequência-sinal direciona o ribossomo à membrana do RE. À medida que uma molécula de RNA é traduzida, vários ribossomos se ligam a ela, formando um polirribossomo. Se a molécula de RNA for um RNAm codificante de uma proteína
No caso mais simples, a sequência-sinal aminoterminal da proteína transmembrana inicia a translocação da mesma forma que a proteína solúvel. Porem uma sequência de aminoácidos hidrofóbicos, chamada de sequência de finalização de transferência , interrompe a translocação da proteína. Em segunda sequência é liberada lateralmente na bicamada lipídica a partir do canal de translocação e forma um segmento α-helicoidal de distribuição da membrana, que ancora a proteína na membrana. Simultaneamente, a sequência-sinal aminoterminal também é liberada do canal na bicamada e clivada fora. O resultado é a terminação amínica na face luminal da bicamada lipídica, e a terminação carboxílica na face citosólica. Uma vez inserida na membrana, a proteína transmembrana não modifica sua orientação.
Em algumas proteínas transmembrana, em vez do aminoterminal, existe uma sequência interna que é utilizada para iniciar a transferência da proteína chamada de sequência de inicia de transferência. Esta nunca é removida do polipeptideo. Isso acontece em algumas proteínas transmembrana cuja cadeia polipeptídica passa varias vezes pela bicamada lipídica. Acredita-se que nestes casos as sequência- sinal hidrofóbicas trabalham aos pares. Enquanto uma sequência de início de transferência serve para iniciar a translocação, as duas sequências α-helicoidais hidrofóbicas são liberadas na bicamada.
Em proteínas de multipassagem, aonde várias α-hélices hidrofóbicas distribuem-se pela bicamada, outros pares de sequências de início e finalização entram em ação. Ao tempo que uma sequência inicia a translocação da cadeia polipeptídica para o interior da membrana, uma outra termina a translocação e determina a liberação do polipeptídeo, e assim por diante para as sequências subsequentes. Assim, as proteínas de multipassagem são costuradas na bicamada lipídica à medida que são sintetizadas por um mecanismo semelhante aos trabalhos de uma maquina de costura.
Transporte Vesicular
A entrada no RE, normalmente só a primeira etapa de uma rota para outro destino, o qual é, pelo menos inicialmente, o aparelho de Golgi. O transporte do RE para o aparelho de Golgi, e a partir do aparelho para outros compartimentos do sistema de endomembranas, é conduzido pelo contínuo brotamento e fusão de vesículas de transporte. Estas rotas de transporte medidas pelas vesículas se estendem para fora do RE em direção da membrana plasmática e para dentro da membrana plasmática para os lisossomos, fornecendo assim, rotas de comunicação entre o interior da célula com suas vizinhanças. À medida que proteínas e lipídeos são transportados por estas rotas, muitos deles sofrem vários tipos de modificações químicas.
O trafego vesicular entre compartimentos definidos por membranas do sistema de endomembranas é altamente organizado. Uma rota secretória principal, para fora, parte da biossíntese de proteínas sobre a membrana do RE, pelo aparelho de Golgi, até a superfície celular. No ao aparelho de Golgi, uma rota lateral conduz o transporte através dos endossomos até os lisossomos. Uma rota endocítica principal,, para dentro, responsável pela ingestão e degradação de moléculas extracelulares, define o caminho a partir da membrana plasmática, através dos endossomos, para os lisossomos.
Para realizar sua função corretamente, cada vesícula de transporte que brota de um compartimento deve levar consigo somente as proteínas apropriadas para o seu destino e se fusionar com a membrana-alvo apropriada. Enquanto participa deste constante fluxo de componentes de membrana, cada organela deve manter sua identidade distinta, o que significa manter uma composição diferente em proteínas e lipídeos. Todos estes eventos de reconhecimento dependem de proteínas associadas com as membranas das vesículas de transporte.