Funções e Estruturas do Complexo Golgiense na Síntese Proteica

FIGURA 215 Síntese proteica a hipótese do sinal Complexo golgiense O complexo golgiense consiste em pilhas de sacos achatados chamados de cisternas Figs 216 e 217 Essas pilhas são estabilizadas por golginas uma família de proteínas com motivos superhélice do inglês coiled coil Cada complexo golgiense tem FIGURA 216 Vias de classificação e direcionamento para secreção e para os lisossomos FIGURA 217 Compartimentos do complexo golgiense 1 Uma face de entrada ou cis adjacente ao retículo endoplasmático 2 Uma face de saída ou trans contínua à rede do Golgi trans que aponta para a membrana plasmática ou para o núcleo Cisternas do Golgi medial estão interpostas entre o Golgi cis e o Golgi trans As cargas provenientes do retículo endoplasmático transportam proteínas solúveis e membranas para o Golgi cis O termo carga designa proteínas e membranas recém sintetizadas destinadas a ser estocadas dentro de um compartimento celular ou secretadas fora da célula O material viaja através das cisternas por meio de vesículas transportadoras que brotam de uma cisterna e que se prendem e se fundem à seguinte na presença das golginas As golginas formam uma rede apendicular no Golgi cis ao redor das margens dos sacos e no Golgi trans com funções na estabilização da estrutura do complexo golgiense e no tráfego de vesículas Por fim as vesículascarga se deslocam do Golgi trans para a rede do Golgi trans o centro tubulovesicular de distribuição de moléculascarga para a superfície da célula ou para outro compartimento celular por exemplo os lisossomos O complexo golgiense passa por um processo de renovação permanente Ele se desmonta durante a mitosemeiose e se reorganiza na interfase Funções do complexo golgiense Três funções específicas são realizadas pelo complexo golgiense 1 Modificação dos carboidratos ligados às glicoproteínas e aos proteoglicanos provenientes do retículo endoplasmático Esse processo é chamado de glicosilação Um evento de glicosilação característico que ocorre no interior do complexo golgiense é a modificação de oligossacarídeos Nligados das glicoproteínas Mais de 200 enzimas participam da biossíntese de glicoproteínas e de glicolipídios no complexo golgiense As enzimas denominadas glicosiltransferases adicionam resíduos específicos de açúcar as enzimas chamadas de glicosidases removem resíduos específicos de açúcar 2 Direcionamento seletivo das moléculascarga para vários destinos dentro da célula Discutiremos em outra seção deste capítulo como o complexo golgiense marca proteínas específicas para o direcionamento seletivo aos lisossomos 3 A síntese de esfingomielina e glicoesfingolipídios Uma vez processadas as moléculascarga brotam do complexo golgiense e são distribuídas seletivamente para a via de direcionamento secretora ou lisossômica ou de volta para o retículo endoplasmático tráfego retrógrado Fig 216 Certas categorias de moléculascarga são armazenadas em grânulos de secreção para posterior liberação em resposta a um sinal extracelular Esse mecanismo é chamado de secreção facultativa ou regulada Outras moléculascarga podem ser secretadas continuamente sem a necessidade de um estímulo Esse mecanismo é chamado de secreção constitutiva ele fornece lipídios e proteínas recémsintetizados para a membrana plasmática ou proteínas que são liberadas no exterior da célula como as proteínas da matriz extracelular ou as imunoglobulinas durante reações imunológicas O direcionamento seletivo das cargas ocorre ao longo de microtúbulos ou de filamentos de actina com a ajuda de proteínas motoras A presença de domínios lipídicos específicos na membrana de uma vesículacarga promove o recrutamento de proteínas de revestimento e de golginas de ligação que direcionam a carga no sentido de um sítio de membrana aceptora Basicamente o direcionamento seletivo e o transporte das vesículascarga dependem de revestimentos especializados que preparam a carga para ser movida ao longo do citoesqueleto por proteínas motoras As golginas de ligação proteínas com motivos superhélice prendem as cargas ao citosqueleto Quando a vesículacarga alcança uma membrana aceptora ela se funde com a ajuda de proteínas de fusão Transporte vesicular O transporte vesicular envolve a mobilização de proteínas e membranas entre os compartimentos de citomembranas A exocitose ou via secretora começa no retículo endoplasmático continua através do complexo golgiense e termina na superfície da célula A via endocítica consiste na internalização e na degradação de material extracelular a partir da membrana plasmática passando pelos endossomos até os lisossomos Esses dois eventos dependem de proteínas especiais que revestem o lado citosólico da membrana da vesícula transportadora a qual se torna uma vesícula revestida O revestimento proteico auxilia no recrutamento de moléculas para o transporte Antes da fusão com a membrana aceptora as vesículas perdem seu revestimento permitindo assim que as membranas interajam diretamente e se fundam As vesículas transportadoras são revestidas pela proteína clatrina Essas vesículas revestidas por clatrina são vistas na via secretoraexocitose e na endocitose Na endocitose Fig 218 as vesículas começam na membrana plasmática como fossas revestidas de clatrina As moléculas de clatrina se agrupam em uma disposição semelhante a um cesto sobre a face citossólica da membrana plasmática e a fossa se transforma em uma vesícula FIGURA 218 Via de endocitose a captação de colesterol A dinamina uma proteína pequena que se liga ao GTP circunda o colo da fossa revestida invaginada fazendo com que o colo da vesícula se desprenda da membrana plasmática As adaptinas são uma segunda classe de proteínas de revestimento Elas estabilizam o revestimento de clatrina das membranas das vesículas e auxiliam na seleção das cargas para transporte por meio da ligação a receptores de carga situados na membrana da vesícula Quando a carga alcança a membranaalvo aceptora as proteínas de revestimento são liberadas e as membranas podem se fundir Direcionamento seletivo das vesículas revestidas por clatrina e das vesículas revestidas por COP Um processo contínuo de brotamento e fusão de vesículas transportadoras mobiliza produtos do retículo endoplasmático para o complexo golgiense tráfego anterógrado entre as pilhas membranosas do complexo golgiense e do complexo golgiense para o retículo endoplasmático tráfego retrógrado Fig 216 O mecanismo de transporte vesicular envolve dois tipos de vesículas revestidas Fig 219 FIGURA 219 Transporte de vesículas mediado pela clatrina e pela COP 1 As vesículas revestidas por clatrina que transportam produtos do complexo golgiense para os lisossomos e também do exterior da célula para os lisossomos por exemplo o colesterol Fig 218 2 As vesículas revestidas por COP coat protein proteína de revestimento que transportam produtos entre as pilhas do complexo golgiense vesículas revestidas por COPI e do retículo endoplasmático para o complexo golgiense vesículas revestidas por COPII Já vimos que as adaptinas medeiam a ligação de clatrina à membrana da vesícula e também selecionam moléculas específicas a serem aprisionadas em uma vesícula E quanto às vesículas revestidas por COP A proteína ARF adenosine diphosphate ADPribosylation factor fator de ribosilação do ADP uma proteína que se liga ao trifosfato de guanosina GTP é necessária para a reunião das moléculas de COPI e de COPII e para a consequente formação de um revestimento proteico chamado coatômero sobre o lado citossólico de uma vesícula transportadora Quando o GTP é convertido por hidrólise em difosfato de guanosina GDP o coatômero se dissocia da vesícula pouco antes de a vesícula se fundir à membrana alvo A ARF está relacionada às proteínas Ras um grupo de proteínas de oncogenes também reguladas pela ligação alternada de GTP e de GDP veja a via da MAP cinase no Cap 3 A fusão da vesícula a uma membranaalvo as proteínas NSF e SNARE A fusão de uma vesícula transportadora a uma membranaalvo Fig 220 requer o reconhecimento da membranaalvo específica de modo que a vesícula e a membrana alvo possam se fundir para liberar a carga transportada FIGURA 220 Fusão de vesícula A fusão da vesícula é mediada por duas proteínas citosólicas que interagem entre si a proteína NSF Nethylmaleimidesensitive fusion proteína de fusão sensível à N etilmaleimida e as proteínas SNAPs soluble NSF attachment proteins proteínas solúveis que se ligam a NSF A NSF e a SNAP ligamse a receptores específicos da membrana denominados SNAREs SNAP receptors receptores de SNAP Os SNAREs estão presentes na vesícula transportadora SNAREv e nas membranasalvo SNARE t t denotando target alvo em inglês e representam proteínas de ancoragem Após a ancoragem o complexo SNARE recruta as proteínas NSF e SNAPs para produzir a fusão da vesícula às membranasalvo A via de direcionamento aos lisossomos M6P e seu receptor