09-trafego vesicular 2- 2012

Prof. Augusto Dinis

BIOLOGIA CELULAR 1

Tráfego vesicular entre o Retículo Endoplasmático e o Complexo de Golgi

• Depois de correctamente processadas, as proteínas não residentes do RE são despachadas em vesículas para o complexo de Golgi: →Transporte anterógrado ou dianteiro

•As proteínas residentes do RE que são erradamente despachadas ou que necessitam de concluir o seu processamento no complexo de Golgisão reenviadas para o RE:→Transporte retrógrado ou de retorno

• O transporte retrógrado serve também para reciclar os componentes das vesículas que têm de intervir em novo transporte anterógrado.

Biologia Celular

Transporte anterógrado Retículo Endoplasmático - Complexo de Golgi

• O transporte anterógrado a partir do RE é efectuado por vesículas COPII. Neste transporte, as proteínas cargo apresentam Sinais de Saída (exportação) que são reconhecidos, directa ou indirectamente, por componentes da cobertura COPII.

Biologia Celular

Lodish et al., 2008

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BIOLOGIA CELULAR 2

Transporte retrógrado Complexo de Golgi-Retículo Endoplasmático

• O transporte retrógrado para o RE é feito por vesículas COPI. Neste transporte, as proteínas cargo apresentam Sinais de

Retorno no terminal C:

Biologia Celular

Lodish et al., 2008

• Proteínas solúveis (do lúmen):

Sinal KDEL (Lys-Asp-Glu-Leu)

• Proteínas transmembranares (Tipo 1)

Sinal Dilisina (Lys-X-Lys ou Lys-Lys-X)

… ou no terminal N:

• Proteínas transmembranares (Tipo 2)

Sinal Diarginina (Arg-X-Arg ou Arg-Arg-X)

Transporte retrógrado de proteínas solúveis para o Retículo Endoplasmático

Biologia Celular

Alberts et al., 2008

O reconhecimento e ligação do sinal KDEL ao seu receptor ocorre em

ambiente acídico enquanto a dissociação ocorre em ambiente com pH neutro

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BIOLOGIA CELULAR 3

Complexo de Golgi

Biologia Celular

Nív

eis de o

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l

Dictiossomas

Cisternas e vesículas associadas

Cistern

Complexo de Golgi

Biologia Celular

Microfotografia TEM de um dictiossoma (à esquerda) e respectiva interpretação tridimensional (à direita)

Polaridade dictiossómica Eixo Cis-Trans

(Heterogeneidade estrutural e funcional das cisternas)

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BIOLOGIA CELULAR 4

Complexo de Golgi

Biologia Celular


Compartimentação do

Complexo de Golgi

Rede cis-Golgiana → Centro de chegada e selecção

Cisternas Golgianas → Cisternas cis, mediais e trans

Rede trans-Golgiana → Centro de distribuição

Complexo de Golgi

Biologia Celular

Exemplos de glicosil-transferases(principais enzimas dos dictiossomas)

� Manosidil-transferases

� Fucosil-transferases

� Sialil-transferases

� Galactosil-transferases

� N-acetilglucosaminil-transferases

O Complexo de Golgi é o principal local de síntese e processamento

de hidratos de carbonos:

- Pectina e hemicelulose da parede celular

- Glucosaminaglicanas da matriz extracelular

- Cadeias de oligossacarídeos de muitas proteínas e lípidos

… e de processamento de lípidos e proteínas:

- Glicosilação, sulfatação e fosforilação

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BIOLOGIA CELULAR 5

Processamento de oligossacarídeos N-linked


Biologia Celular

Complexo de Golgi

Ao transitarem nos dictiossomas, as moléculas de secreção sofrem uma série ordenada de

modificações catalisadas pelas enzimas processadoras presentes nas sucessivas cisternas


Biologia Celular

Complexo de Golgi

Com

partim

enta

ção fu

ncio

nal

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BIOLOGIA CELULAR 6

Biologia Celular

Complexo de GolgiModelos hipotéticos do tráfego de moléculas através das cisternas golgianas


- O complexo de Golgi é um componente

relativamente estático.

- As enzimas encontram-se fixas em cada

cisterna.

- Os produtos de secreção movem-se de

uma cisterna para a seguinte através de

vesículas transportadoras.

- Um fluxo vesicular retrógrado recicla as

membranas e as moléculas necessárias

para um novo transporte anterógrado.

Modelo do transporte vesicular

Biologia Celular

Complexo de Golgi


- O complexo de Golgi é um componente

altamente dinâmico.

- Cada cisterna amadurece e transforma-

se na cisterna imediatamente a seguir.

- Os produtos de secreção são movidos no

interior das cisternas conjuntamente com

as enzimas processadoras.

- Um fluxo vesicular retrógrado repõe a

distribuição característica das enzimas de

cada cisterna.

Modelo da maturação cisternal

Modelos hipotéticos do tráfego de moléculas através das cisternas golgianas

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BIOLOGIA CELULAR 7

Cooper & Hausman, 2009

Biologia Celular

Transporte da rede Trans-Golgiana para os Lisossomas

Lisossomas isolados do fígado de rato por centrifugação diferencial

LisossomasBiologia Celular

Organelos ricos em enzimas hidrolíticas (hidrolases) Digestão intracelular

Enzima marcadora dos lisossomas

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BIOLOGIA CELULAR 8


Microfotografias TEM de um Lisossoma Primário

(em cima) e Lisossomas Secundários (em baixo)

Características dos Lisossomas


• As enzimas lisossómicas possuem um sinal específico

→M6P ou Man6P (manose-6-fosfato).

• Este resíduo de açúcar é adicionado exclusivamente

aos oligossacarídeos N-linked das enzimas lisossómicas

(proteínas altamente glicosiladas).

• O sinal Man6P vai evitar que as enzimas lisossómicas

sofram o processamento característico das outras

proteínas de secreção quando estas atravessam as

cisternas Golgianas.

Na rede trans golgiana, proteínas transmembranares receptoras do Man6P

reconhecem os grupos Man6P das glicoproteínas lisossómicas e ligam-se a

elas inserindo-as em vesículas de clatrina.

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BIOLOGIA CELULAR 9



O sinal manose-6-fosfato (M6P) é formado na rede cis-Golgiana através

de uma reacção de duas etapas catalisada por duas enzimas:

Primeira etapa→ a enzima N-acetil glucosamina fosfotransferase catalisa a

transferência de uma N-acetil glucosamina-fosfato para uma manose terminal de

um oligossacarídeo N-linked.


O sinal manose-6-fosfato (Man6P) é formado na rede cis-Golgiana através

de uma reacção de duas etapas catalisada por duas enzimas:

Segunda etapa→ a enzima N-acetil glucosamina fosfodiesterase cliva o resíduo

N-acetil glucosamina expondo a manose fosforilada.

Lodish et al., 2008

Após a formação do sinal Man6P, as enzimas lisossómicas são transportadas até à

rede trans-Golgiana sem sofrerem posteriores alterações.

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BIOLOGIA CELULAR 10


Transporte das enzimas lisossómicas para o Endossoma Tardio

(compartimento pré-lisossómico)


Tráfego das Enzimas

Lisossómicas

Lodish et al., 2008

Biologia Celular

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BIOLOGIA CELULAR 11

Endocitose mediada por receptores

Lodish et al., 2008

Biologia Celular

Lisossomas e Digestão intracelular

Lodish et al., 2008

Biologia Celular

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BIOLOGIA CELULAR 12

(Azevedo, 2005)

Biologia Celular

Lisossomas e Digestão intracelular

LISOSSOMAS

� Lisossomas primários

� Lisossomas secundários

- vacúolos autofágicos ou citolisossomas

- vacúolos digestivos ou heterolisossomas

- corpos residuais

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BIOLOGIA CELULAR 13


Biologia Celular

SECREÇÃO CONSTITUTIVA E SECREÇÃO REGULADA

A via da secreção regulada existe em células secretoras especializadas (p. ex. do pâncreas) e

destina-se a exportar grandes quantidades de produtos de secreção quando a célula recebe

um estímulo adequado (Ciclo Secretor Descontínuo)

A via da secreção constitutiva existe em todas as células eucarióticas e destina-se a integrar

moléculas na membrana plasmática, ou na matriz extracelular ou parede celular, à medida

que estas vão sendo fabricadas (Ciclo Secretor Contínuo)


Biologia Celular

SECREÇÃO CONSTITUTIVA E SECREÇÃO REGULADA

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BIOLOGIA CELULAR 14

Formação das vesículas secretoras (grânulos de zimogénio)

Biologia Celular

SECREÇÃO REGULADA


Microfotografia TEM da exocitose de grânulos de zimogénio

(à esquerda) e respectiva interpretação esquemática (à direita)

De Robertis & De Robertis, 1996

Biologia Celular

EXOCITOSE

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