quinta-feira, 11 de dezembro de 2008

Membrana Celular

MEMBRANA CELULAR

Toda membrana celular é composta por uma bicamada fosfolipídica, onde o fósforo fica no meio da bicamada, e o lipídio fica apontado para o meio externo e para o citoplasma.

A membrana plasmática ou celular separa o meio intracelular do extracelular, e é a principal responsável pelo controle de penetração e saída de substâncias da célula.
É responsável pela manutenção da cosntância do meio intracelular que é diferente do meio extracelular. Para que as células funcionem, cresçam e se multipliquem, é necessário que as substâncias adequadas sejam selecionadas e transferidas para dentro da célula, e as substâncias desnecessárias sejam impedidas de penetrar, ou então, eliminadas do citoplasma.
Graças a seus receptores específicos, a membrana tem a capacidadede reconhecer outras células e diversos tipos de moléculas, como por exemplo, hormônios.
A MP e as demais membranas celulares são constituídas principalmente de lipídeos, proteínas e hidratos de carbono, ligados aos lipídeos e proteínas.

Os lipídeos das membranas são moléculas longas com uma extremidade hidrofílica e uma cadeia hidrofóbica.
As macromoléculas que apresentam essa característica (parte hidrofílica soluvel em meio aquoso e parte hidrofóbica soluvel em lipídeos) são denominadas anfipáticas.

Molécula anfipática: são aquelas que apresentam características hidrofílicas e hidrofóbicas, sendo característica básica das estruturas celulares (moléculas fosfolipídicas das membranas).

A água não atravessa a bicamada fosfolipídica. Ela passa pelos poros facilitadores.
Os gases e alguns solventes orgânicos atravessam livremente a bicamada fosfolipídica.

A MP (membrana plasmática) é composta de fosfolipídeos e outros componentes, como o glicolipídeo e o colesterol.
O glicolipídeo (fosfolipídeo + colesterol) fica na porção extracelular.

O fosfatidil é composto de fosfato e cadeias lipídicas.

A fluidez (mobilidade) da MP dependerá do tamanho (quantidade de carbono) e sua conformação (presença de saturações) na parte lipídica.
Quanto menor o lipídio (menos carbonos ele tem), maior será sua mobilidade.
O lipídio pode se movimentar em rotação, flexão e flip-flop (inversão).

Entre os lipídeos freqüentes nas membranas celulares encontram-se os fosfoglicerídeos, esfingolipídeos e colesterol. Os fosfoglicerídeos e os esfingolipídeos contém o radical fosfato, e são chamados fosfolipídeos.
Outro constituinte anfipático importante das membranas celulares são os glicolipídeos. Os glicolipídeos mais abundantes nas células dos animais são os glicoesfingolipídeos, que são componentes de muitos receptores da superfície celular.

As membranas das células animais contém colesterol, o que não ocorre em células vegetais, que possuem outros esteróis.
Quanto maior a concentração de esteróis, menos fluida será a membrana.
Todas as membranas celulares apresentam a mesma organização básica, sendo constituídas por duas camadas lipídicas fluidas e contínuas, onde estão inseridas moléculas protéicas, constituindo um mosaico fluido.

As moléculas da camada dupla de lipídeos estão organizadas com suas cadeias apolares (hidrofóbicas) voltadas para o interior da membrana, enquanto as cabeças polares (hidrofílicas) ficam voltadas para o meio extracelular ou para o citoplasma, que são meios aquosos.

As proteínas, exceto quando fixadas ao citoesqueleto, se deslocam com facilidade no plano da membrana, o que permite concluir que a membrana é um fluido que permite a movimentação das proteínas dentro de uma matriz lipídica líquida.

Cada tipo de mebrana tem suas proteínas características, principais responsáveis pelas funções da membrana.

A MP possui grande variedade de proteínas, que podem ser divididas em dois grandes grupos: as integrais ou intrínsecas e as periféricas ou extrínsecas.
As moléculas das proteínas integrais, graças às regiões hidrofóbicas situadas na sua superfície, prendem-se aos lipídeos da membrana por interação hidrofóbica, deixando expostas ao meio aquoso apenas suas partes hidrofílicas. Algumas dessas moléculas protéicas atravessam inteiramente a bicamada lipídica, fazendo saliencia em ambas as superfíciesda membrana, sendo denominadas proteínas transmembrana.

As proteínas transmembrana podem atravessar a membrana uma única vez, ou então apresentar a molécula muito longa e dobrada, atravessando a membrana várias vezes, recebendo o nome de proteínas transmembrana de passagem múltipla.

A superfície externa da MP apresenta uma região rica em hidratos de carbono ligados à proteínas ou a lipídeos, denominada glicocálice.

Dentre as glicoproteínas que fazem parte do glicocálice, uma das mais abundantes é a fibronectina. Ela possui regiões que se combinam com moléculas do meio extracelular e da superfície de outras células. Tem a função de unir as células umas às outras e à matriz extracelular.
A glicoproteína laminina também estabelece conexão entre as células de tecidos epiteliais de revestimento e o colágeno da matriz extracelular.

O glicocálice é funcionalmente importante e sua composição não é estática; ela varia de um tipo celular para outro e, na mesma célula, varia com a região da membrana e conforme a atividade funcional da célula em determinado momento.

De modo geral, os compostos hidrofóbicos soluveis em lipídeos, como ácidos graxos, hormônios esteróides e anestésicos, atravessam facilmente a membrana. Já as substâncias hidrofílicas, insolúveis nos lipídeos, penetram nas células com mais dificuldade, dependendo do tamanho da molécula e, também, de suas características químicas. A configuração molecular poderá permitir que a substância seja transportada por intermédio de um dos mecanismos especiais desenvolvidos durante a evolução, como o trasnporte ativo e a difusão facilitada.

As proteínas são anfipáticas, permitindo sua adesão à MP.

Proteínas transmembranais: são fortemente aderidas à MP, e as atravessam.
Proteínas periféricas: são ligadas apenas a uma das extremidades da MP.
As proteínas transmembranais podem ser single pass (atravessam apenas uma vez a membrana), multi pass (atravessam a membrana várias vezes, indo e vindo).

Os canais de membrana transportam quantidades muito maiores que proteínas carreadoras.
A membrana interna dos lisossomos é forrada com glicolipídeos que evitam sua própria destruição pelos ácidos e enzimas do interior do lisossomo.

Qualquer membrana que mantenha a vida da célula ou das organelas celulares (lisossomo, mitocôndria) é uma membrana celular.
A membrana celular serve para individualizar diversas estruturas.
A membrana celular tem componentes com características anfipáticas: lipídeos, fosfolipídeos, proteínas, lipídeos neutros.
A permeabilidade seletiva se deve a bicamada fosfolipídica que esconde a parte hidrofóbica (porção lipídica) e expõe a hidrofílica (o fósforo) para o meio extracelular e para o citoplasma.
Os componentes da membrana são anfipáticos, e por isso formam a bicamada fosfolipídica (sua conformação depende da afipatia).

Memebrana biológica é aquela que dá limite às células e estruturas internas. É uma barreira seletiva, cujo transporte se dá pela ajuda de proteínas transportadoras (carreadoras) e de canais.
As proteínas carreadoras são lentas e específicas, e os canais são rápidos e inespecíficos. Ambos obedecem ao gradiente de concentração.
Os canais tem controle de abertura (elétricos, por exemplo). Os carreadores não tem controle; basta ser específico.
Para transporte contra o gradiente de concentração, há gasto de energia.

Proteínas transmembranares são fortemente ligadas à membrana.

As características que influenciam na fluidez da membrana são insaturação, colesterol, tamanho da cauda (cadeia carbônica).

A membrana celular é permeável à água através de seus poros. Colocadas numa solução hipotônica, as células aumentam de volume devido à penetração da água. Se o aumento de volume for muito acentuado, a MP pode romper-se (lise celular).
Quando colocadas em uma solução hipertônica, as células diminuem de volume devido a saída de água.

Em células vegetais imersas em solução hipertônica, a perda de água gera a separação do citoplasma da parede celular (que é rígida), fenômeno chamado de plasmólise. Em meio hipotônico, a célula vegetal aumenta de volume, mas não se rompe, devido a parede de celulose.

As proteínas transmembrana formam poros funcionais, isto é, caminhos hidrofílicos pelos quais passam muitos íons e moléculas que não conseguem atravessar a barreira lipídica.

Muitas moléculas entram nas células ou delas saem por difusão passiva, isso é, o soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior celular do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário. A força que impulsiona o soluto para dentro ou para fora da célula é a agitação térmica das moléculas do soluto. Não se gasta energia, tratando-se de um processo físico de difusão a favor de um gradiente de concentração.

Outro processo de passagem através da membrana celular é o transporte ativo. Nesse caso há consumo de energia fornecida por ATP e a substância pode ser transportada de um local de baixa concentração para outro de alta concentração.
Portanto, o soluto, na difusão ativa, é transportado contra um gradiente, que pode ser apenas químico, no caso de solutos não eletrólitos, ou então um gradiente elétrico e químico, quando o soluto é ionizado.

Numerosas substâncias, como a glicose e alguns aminoácidos, penetram nas células por difusão facilitada, sem gasto de energia. Neste caso, a difusão se processa a favor de um gradiente, porém em velocidade maior do que na difusão passiva. A velocidade da difusão facilitada não é proporcional à concentração do soluto. Elevando-se gradativamente a concentração da molécula penetrante, chega-se a um ponto de saturação, além do qual a velocidade de penetração não aumenta mais. Esta e outras propriedades mostram que, na penetração facilitada, a substância penetrante se combina com uma molécula transportadora ou permease, localizada na MP. Quando todas as moléculas transportadoras estão ocupadas, a velocidade de penetração não pode aumentar.

A célula pode utilizar a energia potencial de gradiente de íons, geralmente Na+, mas também K+ e H+, para transportar moléculas e íons através da membrana. Nas células epiteliais de revestimento do intestino delgado, a penetração de glicose se faz concomitante com a penetração de Na+. Trata-se de um co-transporte, realizado com gasto de energia fornecido pelo gradiente de concentração de Na+. Portanto, íons Na+ penetram nas células epiteliais a favor de um gradiente, fornecendo energia para impulsionar as moléculas de glicose contra um gradiente. Esse tipo de co-transporte, que movimenta íons e moléculas na mesma direção chama-se simporte.
Em outros casos de co-transporte, foi observado que o íon que fornece energia e a molécula que é transportada movem-se em direções opostas, constituindo o que se denomina antiporte. Nos anteportes, quando o íon fornecedor de energia se movimenta para o citoplasma, a molécula transportada é transferida para fora da célula, e vice-versa.
Entretanto, as células também são capazes de transferir para seu interior, em blocos, grupos de macromoléculas (proteínas, polissacarídeos, polinucleotídeos) e, até mesmo, partículas visíveis ao microscópio óptico, como bactérias e outros microorganismos. Esse transporte depende de alterações morfológicas da superfície celular, onde se formam dobras que englobam o material a ser introduzido na célula.
O transporte em quantidade para dentro da célula, também chamado de endocitose, é feito por dois processos: fagocitose e pinocitose.

Quando a transferência de macromoléculastem lugar em sentido inverso, isto é, do citoplasma para o meio extracelular, o processo é chamado exocitose.
A exocitose é dificultada porque todas as membrans celulares tem carga elétrica negativa, devido aos radicais fosfato dos fosfolipídeos, e por isso se repelem. Para sua realização, a exocitose depende das proteínas fusogênicas, que possibilitam a fusão das membranas das vesículas de exocitose com a MP.

Fagocitose: processo pelo qual a célula, graças a formação de pseudópodos, engloba no seu citoplasma, partículas sólidas (maiores que 250nm) que, por suas dimensões, são visíveis ao microscópio óptico.
A fagocitose tem lugar quando a partícula se fixa a receptores específicos da membrana celular, capazes de desencadear uma resposta da qual participa o citoesqueleto. Nos protozoários, a fagocitose é um processo de alimentação; nos animais representa um mecanismo de defesa, através do qual células especializadas, chamadas células fagocitárias englobam e destróem partículas estranhas, principalmente microorganismos invasores.
A fagocitose consiste na formação de pseudópodes, que envolvem a partícula a ser englobada. Forma-se desse modo um vacúolo, o fagossomo, que é puxado pela atividade motora do citoesqueleto para a profundidade do citoplasma. O fagossomo se funde com lisossomos, ocorrendo então a digestão do material fagocitado pelas enzimas hidrolíticas dos lisossomos.
Nos mamíferos, a fagocitose é feita principalmente por células especializadas na defesa do organismo, como os neutrófilos e macrófagos.
Todavia, vários microorganismos desenvolveram durante a evolução diversos mecanismos para escapar à morte intracelular após serem fagocitados.

Pinocitose: é o englobamento de gotículas de líquido (moléculas menores que 250nm). Ocorre a invaginação de uma área localizada da membrana plasmática, formando-se pequenas vesículas que são puxadas pelo citoesqueleto e penetram no citoplasma. Na pinocitose não seletiva, as vesículas englobam todos os solutos que estiverem presentes no fluído extracelular. Mas na maioria das células, a pinocitose é seletiva, realizada em duas etapas. Na primeira, a substância a ser incorporada adere a receptores da superfície celular; na segunda, a membrana se afunda e o material a ela aderido passa para uma vesícula. Esta se destaca da superfície celular e penetra no citoplasma.

O material que é captado pela membrana celular é introduzido no citoplasma por meio das vesículas de pinocitose, passa para o interior dos endossomos, graças à fusão da membrana das vesículas de pinocitose com a membrana do compartimento endossomal.
A enorme quantidade de membrana retirada da superfície celular pelos processos de fagocitose e pinocitose é compensada pela devolução de membrana pelas vesículas de secreção, e também pelo retorno da membrana das vesículas de pinocitose depois que elas liberam suas cargas nos endossomos.

As substâncias que penetram na célula por pinocitose ou fagocitose, bem como componentes celulares desgastados pelo uso, podem sofrer ações de enzimas digestivas contidas nos lisossomos.
Lisossomos são corpúsculos esféricos, envolvidos por uma unidade de membrana, contém enzimas hidrolíticas com atividade máxima em pH ácido e, por isso, genericamente denominadas hidrolases ácidas.

Endocitose mediada por Receptor:
Muitas células se especializam na pinocitose de vários tipos de macromoléculas. A forma mais eficiente de capturar essas substâncias depende da presença de proteínas receptoras (receptores de carga) na MP. Os receptores de carga são proteínas transmembrana que se associam à macromoléculas específicas (ligantes) no meio estracelular e ao revestimento de clatrina no meio intracelular.
A reunião de trisquélions de clatrina abaixo dos receptores de carga puxa a membrana plasmática, formando uma depressão revestida por clatrina, a qual se torna uma vesícula de pinocitose, envolvendo o ligante, como se fosse uma gotícula de fluido prestes a se separar da superfície.
Para liberar essa vesícula de pinocitose, várias moléculas de dinamina, uma GTPase, envolvem a região de conexão da vesícula com a MP, estreitando-a até provocar a liberação da vesícula de sua região de membrana original para dentro do citoplasma. Este método de endocitose permite a célula a concentração do ligante dentro da vesícula de pinocitose.
Uma típica vesícula de pinocitose pode ter muito mais do que mil receptores de carga de vários tipos, porque eles podem se ligar a diferentes macromoléculas. Cada receptor de carga é ligado a sua própria adaptina, a proteína que apresenta um sítio de ligação para o domínio citoplasmático do receptor, assim como também um sítio de ligação para o trisquélion de clatrina.

Autofagia: degradação de porções do citoplasma pela atividade das enzimas lisossômicas. Vacúolos autofágicos ou autofagossomo (que contém organelas alteradas) se fundem ao lisossomo.

Microvilo ou microvilosidade é uma expansão do citoplasma recoberta por membrana e contendo numerososfeixes de microfilamentos de actina responsáveis pela manutenção da forma dos microvilos.
No intestino, sua função é aumentar a superfície de absorção das células, isto é, aumentar a área da membrana a fim de facilitar o transporte dos nutrientes da luz intestinal para dentro das células. São paralelos uns aos outros, formando uma camada muito regular, a borda estriada.
No rim, os microvilos são encontrados na superfície livre da camada única de células cúbicas que revestem os túbulos contorcidos proximais.

Estereocílios são prolongamento imóveis que aumentam a superfície de algumas células epiteliais (exemplo: células do epidídimo).

As glicoproteínas da membrana responsáveis pela aderência entre as células são denominadas CAMs. As CAMs são receptores da superfície especializados em reconhecer outras células e a elas aderir, para constituir os tecidos e órgãos.
Todas as CAMs são glicoproteínas integrais transmembrana, isto é, com uma extremidade da molécula exposta na superfície celular e outra extremidade no lado citoplasmático. São estruturas cuja função principal é unir fortemente as células umas às outras ou à matriz extracelular (desmossomos e junções aderentes); estrutura que promove a vedação entre as células (zônula oclusiva); estrutura que estabelece comunicação entre uma célula e outra (nexos, junção comunicante ou "gap junction").
Cada desmossomo tem a forma de uma placa arredondada e é constituído pelas membranas de duas células vizinhas. Na face citoplasmática de cada membrana há a placa do desmossomo. Nela se inserem filamentos intermediários que se aprofundam no interior da célula. Desse modo, o desmossomo são locais onde o citoesqueleto se prende a membrana celular. A capacidade do desmossomo para prender células vizinhas depende da presença de caderinas, proteínas transmembrana que exibem adesividade na presença de íons de Ca++.
Por isso, o desmossomo só tem poder de fixar as células quando há concentração de Ca++ no espaço extracelular normal. Baixas concentrações de Ca++ causam a separação das células.
As células dos epitélios apóiam na lâmina basal através de estruturas parecidas com os desmossomos, porém denominadas hemidesmossomos, por não possuirem a metade correspondente à outra célula epitelial.
Junção aderente: em certos epitélios de revestimento, circunda a parte apical da célula, como um cinto contínuo, sendo particularmente desenvolvida no epitélio colunar simples com borda estriada da mucosa intestinal.
Lônula oclusiva: é uma faixa contínua em torno da porção apical de certas células epiteliais, que veda, total ou parcialmente, o trânsito de íons e moléculas or entre as células. Outra função é permitir a existência de potenciais elétricos diferentes, consequência de diferenças na concentração iônica entre as duas faces da camada epitelial.
Complexo juncional: composto pela zônula oclusiva, zônula aderente e pela fileira de desmossomos. É uma estrutura de adesão e vedação.
Trama terminal: é a condensação de filamentos contendo actina, miosina e outras proteínas.
Junção comunicante ("gap junction"): trata-se de uma estrutura cuja função principal é estabelecer comunicação entre as células, permitindo que grupos celulares funcionem de modo coordenado e harmônico, formando um conjunto funcional. Os poros das junções comunicantes não permitem a passagem de macromoléculas como proteínas e ácidos nucléicos.

Citoesqueleto

CITOESQUELETO

Citoesqueleto é uma rede intrincada de filamentos protéicos que se estende por todo o citoplasma, auxiliando na sustentação do volume citolpasmático das células animais. O Citoesqueleto tem característica plástica, adaptável.

Importância evolutiva:
1 Alimentação (fagocitose)
2 Sustentação
3 Organização intracelular
4 Forma das células
5 Transporte intracelular (dentro das células: organelas e vesículas)
6 Comunicação
7 Divisão celular (Fuso mitótico)
8 Adesão Celular
9 Movimento (Migração, Músculo, Cílio e Flagelo)

Citoesqueleto é constituído de Proteína dando plasticidade à célula. o esqueleto da célula pode ser completamente modificado, além de ele ter movimentos, ele é quem define a posição do núcleo, organelas etc. É uma rede intrincada de filamentos protéicos.
Alimentação: Fagocitose ou Pinocitose ou Exocitose só são possíveis devido ao citoesqueleto. (Por isso bactéria não faz esses tipos de alimentação). Só se consegue captar alimentos se tiver citoesqueleto. A existência do citoesqueleto foi um marco da evolução, pois passou a ter organização celular,...comunicação celular, adesão, movimentos estão ligados à participação do citoesqueleto.

Principais componentes do citoesqueleto
Microtúbulos (dinúnas e cinesinas)
Filamentos de Actina (Microfilamentos)
Filamentos intermediários (mais estáveis)

Citoesqueleto auxilia na divisão celular, por isso, em quimioterapia há o bloqueio dos citoesqueletos (e tb caem os cabelos que são constituídos de queratina)

Microtúbulos (Estrutura) => são maiores; subunidades globulares monômeros de tubulina: alfa e beta que qdo ativas, vão girando em torno de um eixo. A colchicina destrói os microtúbulos e o taxol impede a formação do fuso mitótico.
Filamentos intermediários =>subunidades proteínas fibrosas
Filamentos de Actina (Microfilamentos) => são menores; subunidades globulares monômeros de actina
têm esse nome por uma relação de tamanho em ordem decrescente.
São constituídos de pequenas unidades protéicas

Microtúbulos
Actina serve para ancorar desmossomos, hemidesmossomos, trabalham pela junção entre as células.
Centrossomo: região onde surgem os microtúbulos.
Cada centríolo tem 27 microtúbulos.
A polimerização dos dímeros de tubulina para formar microtúbulos é regulada por concentração de íons de Ca++ (dá rapidez em polimerização de curta duração) e por MAPs (proteínas associadas aos microtúbulos que participam principalmente das polimerizações mais duráveis).

Muitos testes de diagnósticos de câncer se dão pela análise dos filamentos.
Actina tem característica de mobilidade

Molécula que faz relação com o citoesqueleto GTP (Guanina trifosfato) podem estar ligadas às subunidades alfa e beta para dar energia para a polimerização do citoesqueleto. Ele tem uma região de crescimento onde se inserem a GDP e GTP. Qdo a célula tem que emitir uma projeção, precisa de microtúbulo, isso acontece com gasto de energia.
Citoplasma é repleto de alfa e Beta tubulina que se polimerizam em torno de um eixo e aí há o crescimento do microtúbulo. Quem se liga ao microtúbulo na zona de crescimento é um GTP, aí ele libera um fósforo no microtúbulo, tornando estável a ligação e se convertendo em GDP. Os microtúbulos são mais fortes e estáveis e dão mais suporte às estruturas. O crescimento se dá em uma extremidade. Mas os microtúbulos crescem nas duas extremidades por serem mais fortes, dão suporte à maioria das estruturas que ficam ancoradas e estabilizadas. Centrossomo é a região nucleadora, ou seja, de onde vão partir os microtúbulos dentro da célula, mas a partir daí o microtúbulo pode crescer, ou seja, depois que ele já existe ele pode crescer pelas suas extremidades, mas tem que ser gerado no centrossomo. Por isso, a célula, no momento da duplicação, tem que duplicar os centrossomos se não, não consegue arrastar as estruturas para as células filhas. Ovócitos secundários não tem centrossomos, no zigoto, o centrossomo vem do espermatozóide.
Microtúbulos agem como um trilho de trem, onde estruturas caminham por cima dele.
Existem a região + e – do microtúbulo, onde a + polimeriza com mais rapidez e a – com menos rapidez. São as regiões onde ocorre a polimerização do microtúbulo, mais rapidamente ou mais vagarosamente.
O microtúbulo tem que se polimerizar e despolimerizar para a célula se dividir.
Proteínas motoras (que regulam o transporte intracelular) são as que movimentam moléculas sobre o microtúbulo. Elas podem ser: Dineínas e Sinesinas.
Essas proteínas transportam qualquer partícula (mitocôndria, pequenas partícula, etc.) sobre o microtúbulo, pode ser desde o núcleo até a fenda sináptica mas não necessariamente em todo o trajeto dos extremos, podem iniciar e parar no meio do caminho.
As Sinesinas agem da região – para a + (dentro para fora da célula) o – fica perto do centrossomo, que por sua vez fica perto do núcleo e o + fica nos extremos
As Dineínas viajam da região de fora para o interior, ou seja, de + para -.
Numa exocitose, quem age é a sinesina e numa endocitose, é a dineína.
Elas nunca erram a direção!
Elas sempre vão desfosforilar o GTP a GDP
Para a movimentação deve haver: GTP
Microtúbulos crescem dos centríolos (centrossomos) até a posição dos cromossomos, se ligam aos cromossomos, começam a despolimerizar, a quebrar as proteínas e retornam.
Filamento de Actina tem o mesmo princípio de polimerização dos microtúbulos. Podem ser G actina e F actina que são dois estados da mesma molécula.
Os filamentos de actina são móveis e podem formar as projeções (pseudópodes).
Assim como os microtúbulos, os filamentos de actina estão dispersos no citoplasma. A actina não é como a globulina q está ligada a GDP e GTP, está ligada a ADP e ATP. Toda vez q a actina polimeriza ou despolimeriza, está ligada à ação de ATP. Toda vez q ela ta livre no citoplasma, pode substituir por ATP, e qdo este ATP perde o fósforo, ele se liga a todas as outras estruturas, se mantendo estável. Quando se retira o ADP ele se despolimeriza. Tb tem a região + e -. Os filamentos de actina podem formar várias tramas ou feixes paralelos.
Filamentos Intermediários: são formados por proteínas, mas as proteínas são de cadeias longas filamentosas (e não globulares). São capazes de suportar estresse mecânico. São encontrados até mesmo em metazoários, essas estruturas são bem antigas no processo de evolução. São muito resistentes em estresses mecânicos. Têm vários tipos, e cada tipo vai ter uma plasticidade diferente, tudo com função de suportar estresse mecânico: lâminas nucleares, neurofilamentos (presentes no SNC e com função de plasticidade do neurônio), queratina (auxilia tanto no estresse mecânico como à permeabilidade). Sempre são produzidos no citoplasma. A única q não está presente no citoplasma formando uma estrutura coesa é a lâmina nuclear (que mora no núcleo) mas é produzida no citoplasma (Toda síntese protéica ocorre no citoplasma). Da mesma forma, tem regiões + e -, mas os feixes não são formados por um único filamento, é um arranjo de filamentos e esse filamentos não são unidos de forma tubular, são filamentos. Queratina só é ligada à cel no interior do citoplasma!!!


Citoesqueleto tem função de locomoção, movimentação, adesão, alimentação, manter a estrutura da célula, relação com proteínas e transporte (indireto através das proteínas motoras)
O citoesqueleto é composto por proteínas, que podem ser separadas em 3 grupos: Microtúbulos, Filamentos Intermediários e Filamentos de Actina (Microfilamentos). São todos construídos por pequenas unidades que são subunidades de proteína:
Microtúbulo = Tubulina (responsáveis pela projeção de pseudópodes - GTP).
Filamentos de Actina = Actina (responsáveis pela mobilidade - ATP).
Filamentos Intermediários = depende do tipo de filamento intermediário (queratina, lamina, colchicina...). São responsáveis pela suportação de estresse mecânico.
Essas unidades servem para polimerizar e formação desses filamentos. Cada grupo de filamento desses tem uma importância e todos se polimerizam com gasto de energia GTP no caso do Microtúbulo e ATP no caso dos Microfilamentos e Filamentos Intermediários. Essa região de crescimento cresce através de polimerização que é a colocação de polímeros. Os sentidos da polimerização são dois: região + e -. A + polimeriza mais rapidamente.
O Citoesqueleto tb serve como transporte (Mas não é ele quem transporta), é as Proteínas Motoras ligadas à ele, que são: As Sinesinas e Dineínas que se movimentam de acordo com a polaridade (+ e -) cada uma num sentido.
As proteínas motoras são importantes para a construção e mobilidade das estruturas.

Movimentos da célula: fibrilas de actina sobre fibrilas de miosina.
Movimentos de cílios, flagelos e transporte intracelular de partículas citoplasmáticas: são devido ao deslizamento de proteínas motoras sobre as macromoléculas de tubulina que constituem os microtúbulos.

Resumo:
Citoesqueleto (proteínas motoras):
Microtúbulos (tubulina): tubulina alfa e beta (juntas formam dímeros). Formação estrutural.
Filamentos intermediários (são estáveis, com função de sustentação e proteção mecânica): queratina.
Microfilamentos (actina): actina G e F. Fazem a junção intercelular e a mobilidade. Formam pseudópodes.

Matriz Extracelular

MATRIZ EXTRACELULAR

A ME forma um substrato que fornece condições adequadas para o crescimento e a diferenciação de células dos vários tecidos.
A ME é constituída basicamente por proteínas fibrosas (colágeno e elastina) embebidas em um gel hidrofílico de polissacarídeos, associados ou não a proteínas.

A elastina é hidrofóbica, e impede a passagem do sangue e elementos do sangue através da parede da aorta.

Toda célula ao crescer, produz matriz extracelular específica.
Tecidos cartilaginosos possuem células separadas, e portanto, mais matriz.

Membrana Basal:
É uma especialização de elementos da matriz extracelular constituído por glicoproteínas, glicosaminoglicanos e proteínas, atuando como uma interface entre célula parenquinatosa e o tecido de sustentação, e existindo abaixo da superfície de basal de todos os epitélios.

A membrana basal é constituída por lâmina basal, e apresenta componentes como:
Fibroblastos: secretam ME do tecido conjuntivo.
Osteoblastos: secretam ME do tecido ósseo.
Condrócitos: secretam ME do tecido cartilaginoso.

A lâmina basal fica na interface dos tecidos epitelial e conjuntivo, em volta de células musculares e em capilares sangüíneos e linfáticos. Tem a função de nutrição dos tecidos. É produzida por células epiteliais, endoteliais e musculares.

Componentes da matriz extracelular são secretados pelas células do tecido conjuntivo e são divididos em dois tipos:
1) aqueles que são constituídos por moléculas protéicas alongadas que se agregam formando estrutura fibrosa com colágeno e elastina.
2) se agregam, mas não formam fibras:
2.1) Glicoproteínas alongadas (fibronectina) e laminina: adesão entre as células e a matriz extracelular.
2.2) Glicosaminas glicanas e protoglicana: formam gel hidratado onde se imergem outros componentes da matriz; são aniônicas, atraindo Na+, muito ativo osmoticamente, ficando ávido pela água, tornando-se um gel hidrofílico.
A importância do gel hidrofílico é o desenvolvimento embrionário, a regeneração dos tecidos, a cicatrização e a interação com o colágeno.

Fibronectina: adesão de células não epiteliais à matriz; ponte de união entre células e ME.
Laminina: adesão de células epiteliais à matriz e à lâmina basal; ponte de ligação entre as células e a lâmina basal.
Integrinas: complexo de receptores celulares que prendem a células à matriz.

Células e matriz extracelular (ME) compõe o tecido.
No tecido ósseo, a ME é calcificada.
O dente é a estrutura óssea mais rígida que existe.
A celulose é a ME vegetal.
A membrana basal é uma especialização da ME constituídas de glicoproteínas glicosaminoglicanos (açúcares com partes aminadas e proteínas). São capazes de aderir ao substrato e se ligar à célula.

Uma célula cancerígena produzirá uma ME modificada geneticamente. Produz metaloproteínas que quebram a ME.
O tumor produz a própria ME dele, o tecido encapsulado.

TRANSDUÇÃO DE SINAIS

A transdução de sinal é a forma de a célula interagir com o meio através de uma ação.
Estímulos químicos são captados por receptores que podem ser relacionados por meios internos e externos.
Esse estímulo passa por uma série de reações químicas que geram um potencial de membrana que vão ao SNC que gera outro potencial de membrana que é transformado em impulso químico. Sempre há uma substância química sendo reconhecida por um receptor.
Transdução de sinal é como esse receptor vai mudar de forma e que sinal vai gerar dentro da célula. às vezes os sinais ou receptores são de determinadas famílias.
Todos os componentes de membrana são anfipáticos!
Entre as proteínas de membrana, tb existem os receptores transmembranares que possuem as porções extra e intra celular. A porção extra celular vai ter afinidade por certas substâncias que vão mudar eletricamente a estrutura desta molécula. Qdo há o encaixe desta proteína transmembranar com outra substância essa proteína vai ter uma mudança conformacional e essa mudança gera um sinal interno que pode ser um sinal elétrico direto que é propagado internamente na célula. Uma célula fagocitária ela só vai reconhecer quem comer, ...através de substâncias da superfície.
A importância da especificidade destes receptores até para o reconhecimento celular de defesa do organismo.
Para que haja a transdução, o receptor tem que estar ligado à membrana e deve poder transferir a informação para dentro da célula. (Pois se não puder transferir a informação para o interior da célula, será apenas reconhecimento).
[Fenda sináptica é o espaço entre duas terminações nervosas ou entre uma terminação nervosa e uma placa motora de musculatura externa, esse sistema se chama Proteína G, que é uma proteína inserida na membrana, tem uma porção extracelular e uma porção citoplasmática no sistema tem: o receptor e as proteínas que interagem com a parte citosólica, assim q esse receptor reconhece o material que tem afinidade terá a região que interage com as proteínas do sistema (alfa, beta e gama) sempre ligadas a GTP quando as proteínas do receptor]
Proteína G é estimulada pela molécula sinal e o sinal é transmitido para os complexos a,b e g da proteína G e vão procurar a molécula a que pode hidrolisar, ativar ou inibir outras proteínas ou outros sistemas dentro da célula. com a serotonina tem um efeito plástico que é a produção de AMP cíclico que vai se ligar a outras proteínas na célula.

Resumo

TRANSDUÇÃO DE SINAL: Quando se tem a percepção de uma molécula fora da célula e transforma essa percepção desse sinal em uma reação (ou reações) dentro da célula, é o reconhecimento de uma molécula alvo que é capaz de se transformar em impulso elétrico (mudança conformacional) dentro da célula , ou seja, percebe uma molécula e tem uma mudança em várias outras estruturas protéicas. É a forma da célula interagir com o meio, e deve saber como vai ser as ações que deverá tomar através de reconhecimento de sinais químicos e produzirá mudanças conformacionais e AMP cíclico.
Seqüências de sinais reconhecidas por receptores, no final modificam o estado da célula (fica mais ou menos ativa, locomove-se ou pára ou mesmo morrem)
Proteína G tem um receptor sempre ligado à proteína G com porção a,b e g sempre ligado a GTP se o receptor encontrou uma molécula com energia, a proteína G se liga ao receptor, essa energia é transferida até ela e ela fica ativa, viajando nessa membrana, essa atividade serve para ativar outros tipos de proteína, aí se tem a produção de moléculas como o AMP cíclico que vão ajudar inclusive (não somente) na transcrição de determinados genes.
Então, uma das rotas da proteína G é a produção de AMP cíclico (acima).
Porém, a proteína G pode ter outra rota de ativação:
Pode-se ter a atividade não só de a, mas também de outras moléculas ligadas à a como a fosfolipase C (alvo) – é uma proteína que quebra fosfolipídio, no caso o inositol trifosfato, as caldas hidrofóbicas ficam soltas no citoplasma e é capaz de abrir canais de cálcio, aí a célula passa a ter sinais de cálcio dentro da célula, o cálcio junto com o AMP cíclico ativam muitas proteínas. Isso acontece quando o inositol (internamente na célula) se liga ao retículo endoplasmático, esse retículo libera uma grande quantidade de cálcio e esse cálcio ativa várias outras proteínas que abrem esses canais cálcio dependente, há a despolarização de membrana e há outros impulsos elétricos.
A fosfolipase é a proteína que quebra fosfolipídeo e quebra o inositol trifosfato.

Proteína G: é uma classe de proteínas envolvida na transdução de sinais celulares. Fazem interação com os nucleotídeos guanínicos GTP e GDP.
Mecanismo de ação da Proteína G:
A Proteína G é um complexo de três polinucleotídeos: alfa, beta e gama, que se encontram ligados a um receptor transmembrana (proteína que dá sete voltas pela MC).
O complexo Proteína G quando inativado, permanece ligado a uma molécula de GDP. Quando o receptor reconhece um estímulo químico, este receptor adiciona um grupamento fosfato ao GDP, convertendo-o a GTP, o que ativa a Proteína G.
Ao ficar ativa, a subunidade alfa (ligada ao GTP) desprende-se das unidades beta e gama, que por sua vez, desprende-se de receptor e vão ligar-se à MC.
O estímulo químico é então transportado para o interior da célula, o GTP é hidrolizado (voltando a ser GDP), e o complexo alfa, beta e gama une-se novamente.
A partir daí, pode ocorrer a produção de AMPc e a ativação dos canais de Ca++.
Produção de AMPc:
Adenilato ciclase (que estava preso à MC) + ATP forma AMPc, que sofre hidrólise, gerando 5'AMP.

Ativação dos canais de Ca++: o estímulo químico, ao penetrar na célula, rompe uma molécula de fosfatidil inositol utilizando a fosfolipase C como enzima catalizadora, e produz o trifosfato inositol (Ins P3).
O Ins P3 se difunde pelo citosol ativando a abertura dos canais de Ca++ do REL (que é o principal depósito citoplasmático de íons de Ca++). Esse canal se abre, liberando Ca++ para o citosol e desencadeando uma hiperpolarização de membrana.

Necrose: é a morte de uma célula ou de parte de um tecido em um organismo vivo.
Apoptose: é a morte celular programada. Exemplo: regressão da cauda do girino.

Morte Celular Apoptóica: as células morrem em conseqüência de vários fatores, incluindo 1) lesão aguda, 2) acidentes, 3) falta de suprimento vascular, 4) destruição por patógenos e 5) programação genética.
Durante a embriogênese, algumas células, tais como aquelas que dariam origem a cauda no embrião humano, são levadas para o processo de morte celular programada. Este processo continua durante a vida adulta para estabelecer um equilíbrio entre a proliferação e a morte celular. A morte celular por este meio é denominada morte celular programada ou apoptose.

Morte Celular Necrótica: em contraste com a apoptose, durante a necrose, as células morrem pela sua ruptura, causada por lesão, permitindo a exposição do seu conteúdo às células vizinhas, e desta maneira, iniciando uma resposta inflamatória. Como a apoptose, tem conseqüências importantes tanto para a célula envolvida como para o organismo.

TRÁFEGO DE VESÍCULAS

Cada compartimento mantém seu caráter especializado. Isso é possivel devido à composição da membrana circundante.
Marcadores moleculares expostos na superfície citosólica da membrana servem como sinais de orientação para o tráfego que se aproxima e assegura que as vesículas transportadoras fundam-se somente com o compartimento correto, determinando assim, o padrão de tráfego entre um compartimento e outro.
Muitos marcadores de membrana, entretanto, são encontrados em mais do que uma organela, e, assim, é a combinação específica de moléculas marcadoras que atribui a cada organela o seu endereço molecular único.
As vesículas brotam continuamente de uma membrana e se fundem com outra, carregando componentes de membrana e de moléculas solúveis, referidas como "carga".
Esse tráfego de membranas flui ao longo de rotas definidas e altamente organizadas, que permitem que a célula secrete e se alimente.
A rota biossintética secretora direciona-se para fora, a partir do RE (retículo endoplasmático), passando pelo aparelho de Golgi e pela superfície celular, com uma rota lateral, levando aos lisossomos, enquanto a rota endocítica, direciona-se para dentro, a partir da MP.
Em cada caso, o fluxo de membranas entre compartimentos é equilibrado. Rotas de captação equilibram o fluxo em direção oposta, trazendo membranas e proteínas selecionadas de volta ao compartimento de origem.
Cada vesícula transportadora que brota de um compartimento deve ser seletiva, devendo apenas captar as proteínas apropriadas e se fusionar somente com a membrana alvo apropriada.

Rotas Endocíticas e Biossintéticas Secretoras:
RE > Golgi > Vesículas Secretoras > Exterior Celular.
RE > Golgi > Exterior Celular.
RE > Golgi > Endossomo Tardio > Lisossomo.
Exterior Celular > Endossomo Inicial > Endossomo Tardio > Golgi > RE.
Endossomo Inicial > Exterior Celular.

Funções da Capa da Vesícula:
1) Concentra proteínas específicas de membrana em uma região especializada da membrana, que então dá origem à membrana vesicular. Auxilia na seleção das moléculas apropriadas para o transporte.
2) Montagem das proteínas da capa em grades curvadas semelhantes à cestas, deformando a região da membrana e, conseqüentemente, molda a vesícula em formação, o que explica porque as vesículas com o mesmo tipo de revestimento possuem um tamanho relativamente uniforme.

Tipos de vesículas revestidas:
1) Vesículas revestidas de clatrina (medeiam o transporte a partir do aparelho de Golgi e da MP).
2) Vesículas revestidas de COPI (medeiam o transporte a partir do RE e das cisternas de Golgi).
3) Vesículas revestidas de COPII (medeiam o transporte a partir do RE e das cisternas de Golgi).

Clatrina:
É uma proteína composta por seis subunidades que desempenha um importante papel no processo de formação de vesículas membranares no interior das células eucariontes. Esta proteína forma uma rede poliédrica composta por muitas moléculas que reveste a vesícula a medida que ela se forma. Além de ajudar na biogênese de vesículas, a clatrina parece estar envolvida no processo de endereçamento dessas vesículas.

RAB's:
Proteína da família de GTPases que, juntamente com outras proteínas, fazem parte do sistema de transporte de vesículas na membrana-alvo, ou seja, assegurar que a membrana se aloque no sítio ativo correto através do qual será incorporada. Muitas vesículas transportadoras só se formam se um tipo específico de proteína RAB e SNARE estiverem acopladas a sua membrana, permitindo assim que a vesícula se funda completamente.

Vesículas revestidas de Clatrina:
Principal componente protéico é a clatrina. Cada subunidade de clatrina consiste de três grandes e três pequenas cadeias polipeptídicas, que juntas formam uma cadeia de três pernas chamada "trisquélion". Os trisquélions estruturam-se em uma rede convexa de hexágonos e de pentágonos semelhantes a um cesto, para formar fossas revestidas na superfície sitosólica das membranas.
As vesículas revestidas por clatrina que brotam de diferentes membranas utilizam adaptinas diferentes e, portanto, empacotam diferentes receptores e moléculas carga.
As proteínas SNARE e GTPase de direcionamento guiam o transporte de membranas.
As proteínas RAB ajudam a assegurar a especificidade da ancoragem vesicular.
As SNAREs podem mediar a fusão de membranas.

As diferenças entre os diversos compartimentos definidos por membranas nas células eucarióticas são mantidas pelo transporte dirigido e seletivo de componentes de membranas específicos de um compartimento para outro.
As vesículas de transporte, que podem ser esféricas ou tubulares, brotam a partir de regiões revestidas da membrana doadora. A montagem do revestimento auxilia coletar membranas específicas e moléculas de carga solúveis para o trnasporte e para a formação da vesícula.
Dos vários tipos de vesículas revestidas, as mais bem caracterizada são aquelas revestidas por clatrina, as quais medeiam o transporte a partir da MP e da rede trans de Golgi, e revestidas por COPI e COPII, as quais medeiam o transporte entre o RE e o aparelho de Golgi, e entre as cisternas de Golgi.
Nas vesículas revestidas de clatrina, as adaptinas conectam a clatrina a membrana da vesícula e também aprisionam moléculas específicas de carga para empacotamento dentro da vesícula.
O revestimento é rapidamente removido após o brotamento, o que é necessário para a vesícula fundir-se com sua membrana alvo apropriada.
As GTPases monoméricas auxiliam a regular várias das etapas do transporte vesicular, incluindo o brotamento de vesículas e a ancoragem.
As GTPases de recrutamento de revestimento, incluindo SAR 1 e proteínas ARF, regulam a montagem e a desmontagem do revestimento.

VIAS CUJO DESTINO FINAL É O LISOSSOMO:
Via Endocítica: a partícula capturada pela célula vai se fundir a uma vesícula pré-existente e formará-se então o endossomo inicial e tardio. O material fagocitado, contido no interior de fagossomas, se move em direção ao interior da célula. O fagossomo se une ao lisossomo ou a um endossomo tardio. As enzimas hidrolíticas digerem a maior parte do conteúdo do fagossomo, especialmente os componentes protéicos e glicídicos.
Fagocitose (a partícula vai direto ao lisossomo): é o processo de englobamente de materiais particulados grandes, tais como microorganismos, fragmentos celulares e células. É geralmente realizado por células especializadas conhecidas como fagócitos, os quais migram diretamente para o lisossomo sem a formação de vesículas intermediárias.
Autofagossomo: as organelas senescentes, tais como mitocôndrias e organelas não mais necessárias para a célula, necessitam ser degradados. As organelas em questão tornam-se circundadas por elementos do retículo endoplasmático e são contidos em vesículas chamadas de autofagossomas. Essas estruturas se fundem aos endossomos tardios ou aos lisossomos e participam do mesmo destino subseqüente como fagossoma.

Retículo Endoplasmático

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

FUNÇÕES DO RE
1 Adição de açúcares a proteínas (N-ligados)
2 Controle de enovelamento correto de proteínas
3 Envio de glicoproteínas para os compartimentos corretos
4 Produção de lipídeos

Os ribossomos se ligam e desligam do RE o tempo todo.
Não se usa mais o conceito de retículo endoplasmático rugoso (RER) e liso (REL), apenas RE.
REL: função de liberar vesículas e produção de lipídeos.
RER ou REG (reticulo endoplasmático granular): função de síntese protéica.

Retículos são pequenos labirintos ocos por dentro e envoltos por membrana, onde se compartimentaliza eventos que não podem ocorrer diretamente no citoplasma. Seu papel central é na biossíntese de lipídios e proteínas. Sua membrana é o sítio de produção de todas as proteínas transmembrana e lipídios para a maioria das organelas celulares.

As proteínas da MP são produzidas pelo RE.

RIBOSSOMOS
É um complexo composto por RNA e proteínas com uma subunidade maior e outra menor.
Existem ribosomos traduzindo livres no citoplasma e associados às membranas do RE e do núcleo.

Polirribossomo: são vários ribossomos lendo uma mesma fita de RNA.

TRADUÇÃO
O ribosomo se liga ao m-RNA e começa a tradução no citoplasma
1. a proteína SRP se liga à sequência sinal da proteína nascente (pára o elongamento)
2. a SRP se liga ao seu receptor na superfície do RE
3. abre o poro na superfície do RE (translocon)
4. a SRP se solta e retorna o crescimento da proteína
5. a tradução continua e a proteína cresce para o lúmem da orgnela
6. quando acaba a tradução o ribosomo se solta do RE

Logo,a própria proteína que determina se ela será traduzida em ribosomos livres no RE.
Apenas se a proteína tiver a sequência sinal à qual se liga a SRP a tradução será no RE.
Qual a diferença final entre uma proteína citoplasmática que nunca foi ao RE e uma que entrou no RE?


RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO E PRODUÇÃO DE PROTEÍNAS
No RE há uma partícula reconhecedora de sinal, denominada SRP.
SRP ancora o ribosoma ao RE.
Em alguns casos a proteína também pode ser traduzida no citoplasma e ainda assim ser endereçada para RE ou mitocôndria.

Quando uma proteína não pode ser sintetizada no citosol, a SRP reconhece sua seqüência.
A síntese protéica pára.
O receptor da membrana do RE faz o reconhecimento.
O receptor agrega um complexo (SRP + ribossomo + RNA-M) para formar um poro para a passagem da proteína.
O póro leva a proteína para denro do RE.
Todo esse complexo desaparece.

Receptores de membrana do RE reconhecem as proteínas, que vão se encaixando, tracionando e formando vesículas que se soltam no RE.
Essas vesículas são transportadas pelo citoesqueleto dentro da célula.
RE e Golgi tem uma comunicação de vesículas.

Topologia de proteínas de membrana
A INSERÇÃO DAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA TEM QUE SER CORRETA DESDE O RE.

A própria proteína determina sua orientação na membrana
1 estrutura primária (carga dos amino ácidos)
2 tamanho dos espaçadores entre as sequências que atravessam a membrana
3 hidrofobicidade das sequências
4 forças eletrostáticas entre interações ptn-ptn e ptn-lip.
5 glicosilações

CONTROLE DE QUALIDADE

O RE TEM UM SISTEMA PRÓPRIO CONTROLE DE QUALIDADE
Agora que a porção sacarídica tem apenas uma glicose, as proteínas calnexina, calreticulina e ERp57se ligam à proteína nascente e permitem que ela assuma a conformação correta.
A última glicose é tirada pela glicosidase II. Se a proteínaenovelou corretamente, ela sai do RE.
Depois de algumas tentativas,a proteína enovelada erradopode ser degradada no RE, sair pelo translocon e ser degradada no citoplasma ou formar precipitados.
A enzima glicosidase II tira a última glicose.
Se a proteína enovelou errado, ela tem outra chance, pois a enzima UGGT recoloca uma glicose e as proteínas CNX, CRT e ERp57 interagem de novo.

ESTRESSE NO RE AFETA O RESTO DA CÉLULA
Muitas proteínas com conformação errada
falta de glicose
infecções virais
danos em DNA
drogas que inibem glicosilação
proteínas para enovelamento
proteases

SENSORES DE ESTRESSE EM RE
A IRE1 fica ligada à BIP em condições normais
A BIP se liga a proteínas com conformação errada e se solta da IRE1
Agora a IRE1 faz dímero e estimula a transcrição de genes que podem melhorar o estresse do RE
A ATF6 também fica ligada à BID
Com muitas proteínas com conformação errada a BID se solta
Agora a ATF6 fica liberada para seguir ao Golgi
No Golgi ela é quebrada e a parte citoplasmática vai para o núcleo ativar a transcrição
Síntese de lipídeos

Complexo de Golgi

COMPLEXO DE GOLGI

O aparelho de Golgi atua na síntese de carboidratos e na modificação e definição do destino das proteínas produzidas no REG.
As proteínas produzidas no REG seguem uma via obrigatória para o complexo de Golgi.
Tanto o REG quanto o aparelho de Golgi possuem vesículas associadas. Essas vesículas possuem revestimento protéico e marcadores de superfície.
O processo de brotamento das vesículas é facilitado pela organização deum revestimento proteináceo na superfície citosólica da organela. Essas proteínas de revestimento são de três tipos: coatomas (COP I e COP II) e clatrina.
Vesículas que partem do RE são sempre de COP II.

Vias de liberação na rede Trans-Golgi:
1- para lisossomos
2- para membrana plasmática
3- via secretora:
3A- de fluxo contínuo ou não regulada
3B- regulada
3A- via secretora de fluxo contínuo, constitutiva ou não regulada: leva a secreção contínua de macromoléculas, em que a célula exocita macromoléculas a medida que as elabora.
Ex: secreção de colágeno pelos fibroblastos
3B- via secretora regulada: macromoléculas específicas são secretadas em resposta a sinais extracelulares.
Ex: liberação de hormônios por células endócrinas, neutrotransmissores por neurônios.

Mitocôndria

MITOCÔNDRIA

Mitocôndrias são autoreplicantes, pois são geradas de mitocõndrias pré-existentes. Essas organelas aumentam o seu tamanho, replicam seu DNA e sofrem fissão.

1-MORFOLOGIA E FUNÇÃO
A mitocôndria possui DNA próprio, o que talvez reflita o curso do processo evolutivo. O genoma mitocondrial se restringe a uma fita de DNA circular na célula animal, sendo o sistema genético mais simples conhecido, onde todos os nucleotídeos fazem parte de sequências codificantes.
Organização das estruturas mitocondriais

2- EVIDÊNCIAS EVOLUTIVAS
Organela apresenta dupla membrana: membrana interna semelhante a bactérias (composição de lipídeos de membrana) e externa semelhante aos eucariontes;
Presença de DNA circular e r-RNA (sem histonas como procariontes);
Resistência semelhante a de algumas bactérias no contato com antibióticos;
Presença de genes semelhantes a de bactérias no núcleo.

Por causa da presença do aparato genético mitocondrial, acredita-se que as mitocôndrias foram organismos de vida livre que invadiram ou foram fagocitadas por células eucarióticas anaeróbias, desenvolvendo uma relação simbiótica. O organismo semelhante à mitocôndria recebeu a proteção e nutrientes de seu hospedeiro, e forneceu à ele a capacidade de reduzir seu conteúdo de oxigênio e simultaneamente de suprí-lo com uma forma estável de energia química.
As mitocôndrias são auto-replicantes, pois são geradas de mitocôndrias pré-existentes. Essas organelas aumentam seu tamanho, replicam seu DNA e sofrem fissão. A divisão geralmente ocorre através do espaço no interior de uma das cristas; as metades se encontram e se fundem uma a outra, dividindo assim a mitocôndriaem metades aproximadamente iguais. As duas novas mitocôndriasafastam-se uma da outra. O tempo médio de vida de uma mitocôndria é de aproximadamente 10 dias.

3- MORTE CELULAR

EVENTOS
NECRÓTICA: célula fica túrgida
POR AUTÓLISE: todas as membranas se fragmentam ocorre uma inflamação local e depois generalizada
APOPTÓTICA: célula perde água fragmentação nuclear formam-se “blebs”, restos vesiculares são fagocitados, não ocorrendo processo
inflamatório.

CASPASES
Proteases constitutivamente expressas no citoplasma celular sintetizadas como precursores inativos regulam sua própria ativação.
ativação em cascata das caspases subsequentes
Ativação de caspases:
1) caspase previamente ativada
2) Fragmentação da cromatina: destruição da I-CAD
3) Condensação e marginação da cromatina: destruição da lâmina nuclear
4) Formação de bolhas ou “blebs” de membrana
degradação de gelsolina
destruição de actina
fosforilação de miosina pela
MLCK
Via apoptótica mitocondrial

MORTE CELULAR PROGRAMADA tipo II (AUTOFAGIA)
- Celulas apoptóticas (degradadas por lisosomas das células fagocíticas) x autofagia (lisosomas próprios)
- Frequentemente a autofagia é induzida por depleção de metabólitos ou fatores de crescimento
- Sequência de eventos bastante distinta da apoptose

Importância da morte celular ordenada - infecções virais

PROTEÍNA/FUNÇÃO VÍRUS
vBcl-2 HHV, HV5, EHV,EBV, ASFV,
ADENOVÍRUS,AHV, BHV-4

INIBIDORES DE CASPASES CPV, MV, BACULOVÍRUS,
ASFV, DENOVÍRUS

DIRECIONA Fas PARA LISOSOMA ADENOVÍRUS

INIBE APOPTOSE POR TNF-a HCMV

PROTEÍNA HOMÓLOGA IAP ASFV

Apoptose (morte celular): ocorre de acordo com várias alterações morfológicas e bioquímicas.
- Disparo da apoptose.
- Ativação de proteases que induzem morte celular.
- Alterações morfológicas orquestradas bioquimicamente.
- Fagocitose de corpos apoptóicos.

Importância da apoptose:
- Reciclagem normal dos tecidos;
- Importância na embriogênese;
- Desenvolvimento de tumores;
- Doença neurodegenerativas.

Núcleo Celular

O NÚCLEO CELULAR

O núcleo abriga a cromatina, o nucléolo (local de síntese de RNAr) e o nucleoplasma.
O núcleo tem os principais comandos da célula. Essas informações estão nos genes.
Hemácias não tem núcleos.

A regulação gênica define a função de determinado tipo celular.
Células totipotentes são aquelas que podem se transformar em qualquer tipo celular.
Terapia gênica é a retirada de genes indesejáveis.

O envoltório nuclear (carioteca) diferencia as células eucariontes das procariontes.

O nucléolo é um corpo denso dentro do núcleo. É mais escuro porque essa região é mais condensada. Sua função é a de produzir cromossomos.

ENVOLTÓRIO NUCLEAR
Separação temporal e espacial dos processos de transcrição e tradução
O núcleo é delimitado pelo envelope nuclear, formado por duas membranas concêntricas. Estas membranas são atravessadas por complexos protéicos formadores de poros, os poros nucleares. O envelope esta diretamente conectado com as membranas do retículo endoplasmático e apresenta íntima relação com filamentos intermediários. Os filamentos intermediários estão ao redor da membrana externa do envelope e intimamente ligados a membrana interna estabelecendo a interface entre o envelope e o DNA e proteínas nucleares. Alem dos filamentos intermediários outro componente do citoesqueleto exerce importante papel: os microtúbulos.
O DNA no núcleo está dividido em heterocromatina e eucromatina e apresenta uma região mais condensada chamada nucléolo.
O envelope consiste nas membranas nucleares externa e interna. A membrana externa apresenta continuidade com as membranas do reticulo endoplasmático e o espaço entre esta e a interna é uma continuidade do lúmen do retículo.
A relação do retículo e do envelope nuclear é um indicativo do processo evolutivo da formação do núcleo celular.

PORO NUCLEAR
O poro nuclear possui glicoproteínas associadas e estruturas não membranosas, que permitem passagem seletiva.
O envelope nuclear em todas as células eucarióticas é interrompido (perfurado) por complexos protéicos denominados poros nucleares.
Cada poro é formado por várias estruturas protéicas dispostas em um arranjo simétrico octogonal contendo um ou mais canais hidrofílicos.
O transporte através destes complexos protéicos (complexos do poro) é em sua maioria passivo, dependendo somente das dimensões do soluto.
As dimensões do canal hidrofílico é sugerida em 9nm de diâmetro e 15nm de comprimento.

TRANSPORTE ATIVO DE PROTEÍNAS ATRAVÉS DO PORO NUCLEAR
No caso de proteínas de grande peso a passagem através do complexo irá requerer a hidrolise de ATP. O transporte através dos poros pode ser mediado por um ou mais proteínas citosólicas que irão agir como sinalizadoras direcionando e alterando o canal para a passagem do material. Este processo pode gerar mudanças conformacionais onde o diâmetro pode chegar a 26nm, comportando-se o poro como um diafragma.
Os sinais podem ser inativados por fosforilação ou por ligação com outras proteínas; como por exemplo a ação de corticoides e a ativação de proteínas e transcrição gênica.

LÂMINA NUCLEAR
1 composta pela polimerização de proteínas da família de filamentos intermediários
2 três tipos de lâminas nucleares: A, B e C
3 responsáveis pela organização, estabilidade e forma do núcleo
4 ancorada na membrana interna do envoltório e nos poros
5 promove ligação estrutural entre o DNA e o envelope

A lâmina nuclear, assim como os filamentos intermediários, é composta pela polimerização de sub-unidades protéicas. No caso da lâmina nuclear as sub-unidades são as laminas nucleares. Existem três tipos de lâminas nucleares, A, B e C que são responsáveis pela organização, estabilidade e forma do núcleo, estando em contato e ancoradas na membrana interna do envelope e nos poros. A cromatina interage diretamente com lâmina promovendo uma ligação estrutural entre o DNA e o envelope.
A despolimerização da lâmina nuclear esta diretamente ligada à fosforilação de sítios serina das sub-unidades e é um passos iniciais para o breakdown nuclear importante no inicio da mitose. A repolimerização é importante para a fusão de vesículas e ligação com a cromatina, possibilitando a reorganização do envelope.
As proteínas necessárias para a manutenção do núcleo precisam ser mais uma vez importadas, as proteínas formadoras dos complexos dos poros são recrutadas juntamente com as vesículas que formarão o envelope (membrana interna e externa). Todo o processo tem inicio com a desfosforilação.

A cromatina é um complexo composto por DNA e proteínas, que representa os cromossomos desespiralizados e distendidos do núcleo durante a intérfase.

O DNA
A ORGANIZAÇÃO DA CROMATINA (DNA + PROTEÍNAS)
O DNA nas células eucarióticas não esta livre e sim ligado aos nucleossomos as unidades fundamentais de empacotamento. O nucleossomo é a união da molécula de DNA com a Histona. As histonas são octameros, proteínas muito conservadas evolutivamente.
Nucleossomos consistem em duas voltas inteiras da molécula de DNA ao redor da histona (83 pares de nucleotídeos);
A histonas são formadas por pares das unidades H2A, H2B, H3 e H4;

GRAUS DE COMPACTAÇÃO DA CROMATINA
A fita de DNA ligada às histonas é denominada cromatina que por sua vez pode se apresentar em diferentes estágio de compactação. Os nucleossomos podem ligar-se uns aos outros através de uma proteína (H1, também uma histona) possibilitando assim um enovelamento da fita.

ULTRA-ESTRUTURA DO NUCLÉOLO
O nucléolo é uma área de convergência no núcleo onde estão reunidas regiões responsáveis pela decodificação das moléculas de RNA ribossomal. Estas regiões estão distribuídas em toda a fita de DNA.

Retículo Nucleoplasmático

RETÍCULO NUCLEOPLASMÁTICO
O RN, formado por uma rede de túbulos ramificados, é responsável por armazenar e liberar íons de cálcio dentro do núcleo. Anteriormente, pensava-se que o cálcio chegava ao núcleo somente por meio de difusão através da membrana nuclear. O retículo endoplasmático, armazena e libera íons de cálcio no citoplasma. Tanto no núcleo como no citoplasma, os íons são liberados em áreas delimitadas.
O aumento da concentração de cálcio em cada área define uma função diferente a ser executada pela célula. O cálcio modula funções como proliferação e diferenciação celulares, ativação e transcrição de genes, apoptose (morte programada das células), síntese de proteínas, secreção hormonal e contração muscular.