compartimentos intracelulares e endereçamento
TRANSCRIPT
![Page 1: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/1.jpg)
Compartimentos intracelulares e endereçamento
FFI0710- Biologia Molecular e Celular II IFSC, 2016
![Page 2: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/2.jpg)
Célula endotelial bovina corada: verde, membranas do RE; em laranja, mitocôndrias
![Page 3: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/3.jpg)
Mecanismos de importação pelas organelas
O destino de uma proteína sintetizada no citosol depende
de sua seqüência de aminoácidos;
Sinal de distribuição
Se não há sinal: residem no citosol; Sinais diferentes podem direcionar p/:
núcleo, mitocôndrias, cloroplastos, peroxissomos ou RE.
![Page 4: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/4.jpg)
Visão geral da principal via de distribuição de proteínas em células eucarióticas
![Page 5: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/5.jpg)
Como a proteína pode ser importada ?
1. Transporte mediado: as proteínas se movimentam entre o citosol e o núcleo por meio dos poros nucleares (funcionam como portões seletivos).
2. Transporte transmembrana: proteínas translocadoras transportam diretamente proteínas entre citosol-organelas.
3. Transporte vesicular: carregam proteínas a partir do RE.
Todos requerem energia!
![Page 6: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/6.jpg)
Qual o compartimento destino?
Seqüência sinalizadora (15 a 60 aminoácidos)
Sinal de distribuição típico.
Freqüentemente é removido após a síntese
As seqüências-sinal que especificam o mesmo destino podem variar.
Propriedades físicas mais importantes
que a seqüência exata.
Região sinalizadora
Arranjo específico tridimensional de átomos na superfície protéica. Persistem após a síntese.
Podem direcionar para o núcleo e
lisossomos, p.e.
![Page 7: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/8.jpg)
Transporte mediado: citosol-núcleo
• Envelope nuclear: 2 membranas concêntricas.
O envelope nuclear é perfurado por POROS NUCLEARES
Formam canais para o trânsito de macromoléculas
Entram: proteínas nucleares Saem: RNAm maduros (mRNPs= complexo mRNA+proteínas) e
subunidades ribossomais, tRNAs
Seqüência-sinal = 1 ou 2 seq. Internas curtas contendo várias K ou R: Sinal de localização nuclear
![Page 9: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/9.jpg)
Micrografia eletrônica de varredura (criofratuta) de uma ponta de raiz de cebola mostrando o núcleo e
os poros nucleares.
Fonte:http://www.bioweb.wku.edu
![Page 10: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/10.jpg)
Complexo do poro nuclear (NPCs) (~80 milhões de Daltons nos vertebrados;
˜50 diferentes proteínas em múltiplas cópias) cél. típica de mamífero: 3 a 4 mil NPCs
www.scripps.edu/~stoffler/proj/NPC/npc.html
Anel distal
Cesta nuclear
Fibrilas citoplasmáticas
Anel nuclear
Domínio luminal
Membrana int.
Membrana ext. Anel citoplasmático
Membrana nuclear externa
Membrana nuclear interna Espaço perinuclear RE
Complexo poro nuclear
![Page 11: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/11.jpg)
Modelo simplificado de translocação via NPC
a) Esquema do NPC. NE, nuclear envelope; CF, cytoplasmic filament; NF, nuclear filament. The FG-surface is formed by FG nucleoporins. b) Ions and small neutral proteins can pass via the selective filter by diffusion. c) Large molecules or complexes penetrate via NPC only within transport complexes. REVIEW: Nucleocytoplasmic Transport of Proteins (DOI: 10.1134/S0006297907130032)
![Page 12: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/12.jpg)
Destino: núcleo
A interação de sinais de localização nuclear com o poro nuclear requer auxílio de
Receptores de importação nuclear (importinas)
Ligam-se ao sinal de localização nuclear Receptores ajudam a direcionar a proteína
por interação com as nucleoporinas.
A transferência utiliza energia da hidrólise do GTP
![Page 13: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/13.jpg)
Mudanças conformacionais da
importina-β
Structure, Vol. 16, Issue 6, Pages 906–915, 2008.
![Page 14: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/14.jpg)
Ran é a GTPase que dirige o transporte
![Page 15: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/15.jpg)
Transporte citoplasma-núcleo
Volume 11, Issue 12, 2001, Pages 497–503
![Page 16: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/16.jpg)
Antonin, W. “Don’t get stuck in the pore". The EMBO Journal (2013) 32, 173 - 175 doi:10.1038/emboj.2012.338
AS NUCLEOPORINAS FG
![Page 17: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/17.jpg)
Como a proteína pode ser importada para organelas?
1. Transporte mediado: citosol-núcleo através dos poros nucleares que funcionam como portões seletivos.
2. Translocadores protéicos: proteínas translocadoras transmembrana transportam diretamente proteínas entre citosol-organelas.
3. Transporte vesicular: carregam
proteínas a partir do RE.
![Page 18: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/18.jpg)
Proteína precurssora
Hsp 70 citosólica
Seqüência de direcionamento p/ a matriz
• As proteínas estão desenoveladas para entrar;
• possuem uma seq.-sinal, geralmente clivada após a translocação;
• as seq-sinais são necessárias e suficientes para importação;
• O transporte a um sítio específico na
organela requer outra sequência-sinal;
Destino: mitocôndria e cloroplastos
![Page 19: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/19.jpg)
Receptor de importação
Espaço intermembranas
citosol
Matriz mitocondrial
Poro principal de importação
Proteína precurssora
Hsp 70 citosólica
Seqüência de direcionamento p/ a matriz
Seqüência de direcionamento
clivada proteína
ativa
Sítio de contato
Importação de proteínas para o interior da matriz mitocondrial
Protease de processamento da matriz
Hsp70 da mitocondrial
![Page 20: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/20.jpg)
Setas identificam locais de contato entre a membrana externa e interna na
mitocôndria
![Page 21: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/21.jpg)
Três vias do citosol para a membrana mitocondrial interna
![Page 22: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/22.jpg)
Destino: Retículo Endoplasmático (RE)
• Porta de entrada p/ : Golgi, endossomos, lisossomos e secreção;
• Recebe 2 tipos de proteínas do citosol:
– Hidrossolúveis, que são completamente translocadas pela membrana do RE e liberadas no lúmen.
– Transmembrânicas, que são parcialmente translocadas pela membrana do RE e tornam-se embebidas nela.
As proteínas geralmente entram enquanto são sintetizadas... (co-traducional)
![Page 23: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/23.jpg)
A seqüência-sinal é guiada
1. Por uma partícula
reconhecedora de sinal (PRS ou SRP) presente no citosol, liga-se à sequência-sinal de RE exposta
2. Até o receptor de SRP,
embebido na membrana do RE.
Há sítios moleculares de posicionamento conectando os ribossomos que estão sintetizando proteínas aos canais de translocação disponíveis.
![Page 24: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/26.jpg)
Síntese de proteínas solúveis e seu transporte co-traducional através da membrana do RE
(Partícula reconhecedora de sinal)
Seqüência sinal
citosol
![Page 27: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/27.jpg)
Mammalian Sec61 Complex in: Science. 2009; 326(5958): 1369–1373. doi: 10.1126/science.1178535
Para detalhes estruturais ver também: Cell. 2014 Jun 19;157(7):1632-43. doi: 10.1016/j.cell.2014.05.024. Structure of the mammalian ribosome-
Sec61 complex to 3.4 Å resolution.
= protein conducting channel
NC= nascent chain
![Page 28: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/28.jpg)
Síntese de proteínas transmembranas na bicamada lipídica do RE
Nem todas as proteínas que entram no RE são liberadas no lúmen... Algumas permanecem na membrana do RE (ou outras organelas)
unipasso multipasso
![Page 29: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/29.jpg)
Modelo de translocação de proteína transmembrana unipasso
![Page 30: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/30.jpg)
Síntese e inserção na membrana do RE das proteínas unipasso do tipo II
citosol
Sequência sinal-âncora interna
Lúmen do ER
![Page 31: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/31.jpg)
Experimentos com microssomos
![Page 32: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/32.jpg)
Algumas proteínas são presas à membrana por uma âncora fosfolipídica
Glicosilfosfatidilinositol
(GPI)
![Page 33: Compartimentos intracelulares e endereçamento](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012502/617c827727821d24ed434a67/html5/thumbnails/33.jpg)
Transporte vesicular: visão geral das vias
secretora e endocítica de distribuição de
proteínas
Qual o caminho das proteínas a partir do
RE? Como são carregadas?