Citologia (BMC)

QUESTÕES PARA ORIENTAÇÃO DO ESTUDO:

1. Discuta a importância da evolução dos compartimentos celulares presentes nas células eucarióticas.

2. Caracterize as diferentes formas de endereçamento de proteínas entre os compartimentos celulares.

Núcleo

1. Descreva a estrutura do envelope nuclear considerando a presença da lâmina nuclear e dos complexos de poro.

O envelope nuclear é composto por duas membranas nucleares, uma lâmina nuclear e os complexos de poros.

A membrana nuclear externa nada mais é que uma continuação do R.E.R, apresentado, portanto, composição, estrutura e algumas funções semelhantes a ele. De modo que o espaço entre as membranas internas e externas é diretamente conectado ao lúmen dessa organela. A membrana nuclear interna transporta proteínas específicas para o núcleo.

Subjacente à membrana nuclear interna está a lâmina nuclear, uma rede fibrosa que fornece suporte estrutural para o núcleo. Essa lâmina é composta pela associação de dímeros de proteínas denominadas laminas. As laminas associam-se a proteínas específicas da membrana nuclear interna, mediando suas ligações ao envelope nuclear, bem como localizando-as e organizando-as dentro do núcleo. Além disso, uma matriz de laminas nucleares frouxas projeta-se para o interior do núcleo com a finalidade de servir de sítios de adesão da cromatina. Sendo assim, essas laminas são essências para a replicação do DNA e podem desempenhar um papel na regulação de transcrição.

As membranas nucleares interna e externa são unidas nos complexos de poros nucleares, que são capazes de realizar o transporte seletivo de pequenas moléculas polares, íons e macromoléculas (proteínas e RNAs) através do envelope nuclear. Estruturalmente, esse canal é composto por oito colunas de sustentação arranjadas em torno de um eixo central. Essas colunas estão conectadas aos anéis das superfícies interna e externa, de onde estendem-se filamentos proteicos que formam uma estrutura semelhante a uma cesta no lado nuclear.

2. Analise o papel da proteína Ran na importação e exportação de proteínas nucleares.

1°- O complexo importina/Ran- GDP liga-se a proteína de carga que contém o sinal de localização nuclear. 2°- Esse complexo de carga-receptor liga-se a proteína que se encontram nos filamentos citoplasmáticos do complexo poro nuclear (NPC). 3°- No núcleo, o GDP ligado a Ran é trocado por GTP. Isso causa uma mudança na conformação da importina e desloca a proteína de carga liberando-a no interior do núcleo. 4°- O complexo importina/Ran-GTP é exportado para o citoplasma através do complexo do poro nuclear. 5°- O GTP é hidrolisado para GDP, a fim de regenerar a Ran-GDP necessário para outro ciclo de transporte.

As proteínas são marcadas para a exportação a partir do núcleo por sequências específicas de aminoácidos, chamadas de sinais de exportação nuclear. Como as importinas, as exportinas ligam-se à Ran, A Ran-GTP promove a formação de compostos estáveis entre as exportinas e suas proteínas de carga, ao passo que dissocia os complexos entre as importinas e suas cargas. Esse efeito de Ran-GTP ligando-se às exportinas impõe o movimento de proteínas contendo sinais de exportação do núcleo para o citoplasma, Desta forma, as exportinas formam complexos estáveis com suas proteínas-alvo em associação com a Ran-GTP dentro do núcleo. Após o transporte para o lado citosólico do envelope celular, a hidrólise do GTP leva à dissociação da proteína-alvo, que é liberada dentro do citoplasma.

3. Caracterize duas estratégias de regulação do processo de importação de fatores de transcrição para o núcleo.

Fatores de transcrição são funcionais somente ao estarem presentes no núcleo. Entretanto, é necessário que essa importação seja regulada, como um mecanismo de controlar a expressão gênica. Um tipo de estratégia para regular a importação desses fatores é a sua associação com proteínas citoplasmáticas que mascaram seus sinais de localização nuclear, funcionando como proteínas inibitórias, o que permite que essa célula permaneça no citosol. Outro exemplo é a regulação feita através da fosforilação dos fatores de transcrição, na qual o fator que teve seus resíduos adjacentes fosforilados, permanecerá no citosol até que transcrição esteja no estágio adequado, nesse caso, basta que haja a desfosforilação para que o fator possa ser encaminhado ao núcleo.

4. Discuta a importância biológica da fragmentação nuclear durante a mitose.

Uma das funções vitais celular é a reprodução. Para que essa função posso ocorrer adequadamente, dentre muitos outros fatores, é necessário que haja uma divisão igualitária do material genético durante a divisão celular. No entanto, isso só é possível diante da fragmentação nuclear, pois ela permite o espalhamento do material genético pelo interior da célula.

Retículo endoplasmático

5. Caracterize o Retículo Endoplasmático (RE) considerando sua estrutura e funções.

O RE é uma rede de túbulos envolvidos por membranas e sacos (cisternas). Há três domínios de membranas contíguas no RE: o RE rugoso, que é coberto por ribossomos na sua superfície externa e está envolvido na síntese proteica; o RE transicional, que além de possuir ribossomos e participar da síntese proteica, é o sítio de onde as vesículas saem para o complexo de Golgi; e o RE liso que não possui ribossomos e está envolvido na síntese de lipídios.

6. Descreva o mecanismo de transporte de proteínas solúveis e de membrana para o RE.

As proteínas solúveis (destinadas a secreção celular ou a compor o lúmen de organelas) são transportadas para o interior do RE durante sua síntese nos ribossomos ligados à membrana, fenômeno conhecido como transporte simultâneo à tradução. Os ribossomos são direcionados para o RE através de uma sequência sinal no amino terminal da cadeia polipeptídica crescente. Essas sequências sinal são sequências curtas de aminoácidos hidrofóbicos que são em geral clivadas da cadeia polipeptídica durante sua transferência para o lúmen o RE. Assim que essa sequência emerge do ribossomo, elas são reconhecidas e ligadas através de uma partícula de reconhecimento de sinal (SRP). A SRP liga-se ao ribossomo, assim como a sequência sinal, inibindo a tradução e direcionando o complexo