Endocitose

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Vias endocíticas
Vias secretórias e endocíticas
Vias secretórias e endocíticas
A transferência do material contido na vesícula 
depende da fusão entre as duas membranas.
Os compartimentos tem de estar próximos a ponto 
de toda a água seja excluída da região de contato 
entre as membranas, permitindo a fusão
Fagocitose
Vesículas
1-2 mm de diâmetro
Células específicas (células fagocíticas): Entrada e posterior
degradação das partículas em um lisossoma
Proteção
Células fagocíticas - macrófagos, neutrófilos
• Organismos invasores, células danificadas, glóbulos vermelhos
velhos
• As partículas a serem fagocitadas são reconhecidas por receptores na
superfície das células fagocíticas (macrófagos)
• A fagocitose é facilitada pela cobertura da superfície da partícula a
ingerir por opsoninas.
• Vesícula fagocítica funde posteriormente com um lisossoma
Um fagócito pode reconhecer e fagocitar uma bactéria:
1. Reconhecendo açúcares específicos da parede celular
2. Ligando-se a anticorpos acoplados a superfície bacteriana
Como escapar de uma fagocitose?
A célula-alvo pode concentrar seus ligantes 
numa só região de sua membrana 
(“capping”).
Os pseudópodes não conseguem envolver 
a “vítima” com eficiência.
Fagócitos profissionais
Macropinocitose
(“vigilância imunológica”)
Endocitose
Vesículas de 0,1 a 0,2 mm de diâmetro
1) Entrada não específica de fluidos extracelulares
- Qualquer molécula pequena ou grande, presente no fluído entra na célula
- Em certos tipos de células pode servir para a conversão de membrana plasmática
(celular) na membrana do RE.
2) Entrada específica de macromoléculas extracelulares e que se encontram em baixa
concentração no fluído extracelular – mediada por receptores
- hormônios
- fatores de crescimento
- enzimas
- proteínas do plasma
Via endocítica
A via endocítica começa com a organização de uma rede de
vesículas – endossomas:
- endossomas primários na periferia da célula
- endossomas tardios , próximos do núcleo
(Distinguem-se de acordo com a sua densidade, pH e composição em
proteínas).
. O material que entra por endocitose é transportado em vesículas
endocíticas até aos endossomas primários, onde são redistribuídos.
. Materiais processados são transferidos para os endossomas tardios,
em vesículas transportadoras específicas.
. As moléculas que atingem os endossomas tardios fundem-se
posteriormente com lisossomas.
O que significa endocitar com mais eficiência?
Uma endocitose será mais eficiente quando o ligante estiver em concentração muito maior
dentro da vesícula endocítica do que no meio extracelular.
Como uma grande quantidade de complexos receptor-ligante pode entrar de uma
vez se as vesículas têm sempre o mesmo tamanho?
Isso é resultado do melhor aproveitamento da área de membrana endocitada. Se todos os
receptores se aproximarem, vai caber um monte de receptores numa pequena área de
membrana e, se os receptores trouxerem com eles os ligantes, também vão caber muito
mais ligantes na vesícula.
Como os receptores fazem para se aproximar tanto?
Isso é o resultado do trabalho de um conjunto de moléculas que se prendem ao domínio
citoplasmático dos receptores, agrupando-os e formando um revestimento protéico sob a
região da membrana que vai formar a vesícula.
Endocitose (eficiência)
Ligantes e receptores se separam
 Quando chegam ao endossomo inicial e encontram o pH ácido, o receptor e 
ligante mudam de conformação, desacoplando-se.
 O ligante prosseguirá na via endocítica, e os receptores passará a formar 
as vesículas de reciclagem
Vários tipos de vesículas revestidas
• Clatrina
• COP-I
• COP-II
a
dc
b
Endocitose mediada por receptores  Clatrina
Cobertura de
Clatrina
Vesículas Cobertas
de Clatrina
CLATRINA
Entrada de partículas e macromoléculas na célula
Estrutura da Clatrina
Composta por 3 cadeias leves e 3
cadeias pesadas
Dispõem-se numa estrutura de 3
braços – Triskelion
Esta estrutura permite construir
diferentes organizações poligonais
(hexágonos/pentágonos)
Estrutura da Clatrina
Organização estrutural da
clatrina e adaptador das
vesículas de endocitose
• Receptores que usam Clatrina reconhecem 
um peptídeo-sinal (Phe-Arg-X-Tyr).
• O sinal sinaliza para a ligação da adaptina
Formação das vesículas revestidas por Clatrina
Vesículas na parte citolósica
da membrana plasmática
As adaptinas se ligam as clatinas e 
aos receptores das moléculas-alvo
As vesículas endocíticas de
clatrina necessitam para a sua
formação de uma proteína
adicional, uma proteina que liga
GTP – Dinamina
Esta proteína organiza-se em
pequenas hélices que se dispõem
em colar em torno da vesícula.
Esta proteína estrutural é capaz
de gerar forças mecânicas
Análogo não 
hidrolisável
A DINAMINA “aperta” 
as vesículas
A DINAMINA “aperta” as vesículas
GTPase
Uma mutação na Dinamina 
impede a liberação da vesícula
A clatrina aumenta a 
eficiência da endocitose 
mediada por receptor porque:
1. Agrupa o maior número possível 
de complexos receptor-ligante
2. Exclui dessa região moléculas 
que não devem ser endocitadas
Joseph Goldstein e Michael 
Brown (prêmio nobel, 1986)
LDLs e Metabolismo do Colesterol
Implicação fisiológica de endocitose mediada por receptores
Prémio Nobel - Brown e Goldstein
Esta doença é caracterizada por níveis elevados de colesterol no sangue, levando
à formação de placas de aterosclerose e ataques cardíacos prematuros
É uma molécula hidrofóbica que é transportada no sangue integrando um
complexo de lipoproteína – LDL “Low-Density Lipoproteín”, Lipoproteína de Baixa
Densidade.
COP-I e COP-II
Vesículas revestidas por COP-II medeiam o transporte do RE 
ao Complexo de Golgi
A proteína Sar1
- Liga GTP (guanosina tri-fosfato)
- Apresenta função reguladora (formação e desorganização das
vesículas)
Antes da fusão das vesículas COP II com a membrana alvo, é necessário a
desorganização dos componentes membranares de cobertura da vesícula e libertação
destes no citoplasma
A desorganização é desencadeada pela hidrólise da molécula de GTP e consequente
produção da subunidade Sar-GDP, que possui menor afinidade pela membrana da
vesícula
Após a dissociação da Sar-GDP da membrana, ocorre a libertação das outras
proteínas de cobertura das COP II.
Retenção e Retorno de Proteínas Residentes
Se as vesículas se formarem continuamente a partir dos compartimentos membranares 
então como será possível manter a composição desse compartimento?
O que determina que uma determinada proteína permaneça no RE ou prossiga para o 
complexo de Golgi?
Proteínas residentes no RER (lúmen e membrana) possuem sequências
sinal no C-terminal que servem como - Sinais de Retorno, que
asseguram o seu regresso ao lúmen do RE
Exemplo: A dissulfeto isomerase e chaperonas-RE (proteínas solúveis no
RE) possuem a sequência Lys-Asp-Glu-Leu (KDEL) no C-terminal.
 O retorno das proteínas é realizado quando
as proteínas solúveis do RE se ligam ao
receptor da sequência KDEL (inserido na
membrana do compartimento cis-Golgi.
 O receptor de KDEL vai ligar-se às
proteínas de cobertura das COP I, e todo o
complexo volta para o RE.
 Estas vesículas contém uma proteína
capaz de ligar GTP (ARF1) e que é
necessária para hidrolisar GTP e promover a
desorganização das proteínas de cobertura
(COP-I).
Proteínas SNARE
A fusão seletiva garante o
endereçamento correto!
Proteínas SNARE
(envolvidas no transporte vesicular)
v-SNARE (sinaptobrevina)
(localizadas nas membranas das
vesículas)
• t-SNARE (Syntaxin e SNAP-25)
(localizadas em membranas
receptoras de diferentes
compartimentos)
As proteínas SNARE medeia a fusão de vesículas com 
membranas-alvo
A v-SNARE na vesícula de transporte interage com a t-SNARE na 
membrana do compartimento-alvo.
SNARE – Transporte vesicular
20 SNAREs: v-SNAREs, t-SNAREs
Fusão de membranas
(expulsão da água)
Endereçamento das vesículas para compartimentos específicos
Uma v-SNAREnuma vesícula do
RE apenas deve interagir com
uma t-SNARE das cisternas cis
Golgi, e não com uma t-SNARE na
membrana lisossomal
Recentemente foi verificado que
as proteínas Rab-GTPases
possuem um efeito de regulação
no processo de fusão membranar
As proteínas Rab asseguram a especificidade do acoplamento das vesículas
>30 Rabs
LISOSSOMOS
LISOSSOMOS
• Bolsas membranosas que contêm um conjunto de mais 
de 80 tipos de enzimas digestivas, capazes de digerir 
grande variedade de substâncias orgânicas.
• Contém:
nucleases (digerem DNA e RNA)
Proteases (digerem proteínas);
Fosfatases (removem fosfatos de fosfolipídios)
Enzimas tem sua atividade em pH em torno de 5,0 
(vesícula ácida)
 FUNÇÃO HETEROFÁGICA
Digerem material capturado do exterior por fagocitose ou por pinocitose.
 FUNÇÃO AUTOFÁGICA
Digerindo partes desgastadas da própria célula.
LISOSSOMOS
Por que os lisossomos não se 
autodigerem?
 As proteínas de membrana voltadas para o lúmen são fortemente 
glicosiladas terminada em ácido siálico.
 No lisossomo não encontramos a enzima SIALIDASE, capaz de 
retirar o ácido siálico da árvore glicídica das proteínas.
 Artrite reumatóide
Liberação de enzimas para o espaço extracelular, causando
inflamações nas articulações.
 Doença de Tay-Sachs
Doença hereditária, ocorrendo o mal funcionamento de lisossomos
de células nervosas
Como as enzimas lisossomais são desviadas do caminho 
“Golgimembrana plasmática”?
 As manoses adicionadas as enzimas lisossomais são FOSFATADAS (manoses-6P).
 São então reconhecidas por um receptor voltado para o lúmem do Golgi. 
A enzima vai continuar sendo glicosilada sempre ligada ao receptor.
 Chegando a TGN, as enzimas/manose-6P+receptor serão reunidas em uma região 
com ajuda da clatrina.
Funciona como sequência sinal
(manose-6-fosfato)
Endereçamento de enzimas lisossomais
DÚVIDAS?