4/10/2012. Sistemas de endomembranas: Endocitose e digestão intracelular. Endocitose e digestão intracelular

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1 Sistemas de endomembranas: Endocitose e digestão intracelular Endocitose e digestão intracelular 1

2 Ingestão celular de partículas e macromoléculas Íons Moléculas pequenas Transporte através da membrana Partículas Macromoléculas Endocitose Ingestão celular de partículas e macromoléculas Nutrição Def esa Homeostasia Endocitose - partículas grandes Pinocitose f luídos e moléculas vesículas >250 nm diâmetro Pinocitose vesículas <150 nm diâmetro 2

3 Vesículas endocíticas Macropinocitose Pinocitose Vesículas revestidas por clatrina Vesículas não-revestidas Cavéolas Restrita a células móveis: amebas, macróf agos e neutróf ilo 3

4 Restrita a células móveis: amebas, macróf agos e neutróf ilo Processo mediado por receptores de membrana (proteínas) que se ligam a proteínas, glicoproteínas ou carboídratos constituintes da membrana de outra célula, bactéria ou vírus Ameba fagocitando uma partícula Processo mediado por receptores de membrana (proteínas) que se ligam a proteínas, glicoproteínas ou carboídratos constituintes da membrana de outra célula, bactéria ou vírus 4

5 Etapas da f agocitose: Adesão Englobamento Fusão com vesículas contendo enzimas Degradação Etapas da f agocitose: Adesão Anticorpos marcam a partícula invasora para fagocitose 5

6 Proteínas membrana Anticorpos Etapas da f agocitose: Adesão Anticorpos marcam a partícula invasora para fagocitose Receptores de membrana A adesão ativa receptores que desencadeiam a montagem da actina Filamentos de actina Etapas da f agocitose: Adesão Anticorpos marcam a partícula invasora para fagocitose A adesão ativa receptores que desencadeiam a montagem da actina 6

7 Pseudópodo Bactéria actina Etapas da f agocitose: Englobamento Papel da actina no córtex celular Montagem de trama de actina impulsiona a formação de pseudópodos Complexo de nucleação de actinas Preteína de capeamento 7

8 Etapas da f agocitose: Englobamentos Preteína de capeamento Papel da actina no córtex celular Montagem de trama de actina impulsiona a formação de pseudópodos Complexo de nucleação ARP Ef iciência da f agocitose: Macrófago: -Fagocita o equivalente a 25% do seu próprio volume a cada hora -Remove 3% da sua própria membrana a cada minuto 8

9 Estratégias de sobrevivência para patógenos f agocitados Secreção de toxinas que rompem a membrana do fagossomo Shigella flexneri causador de diarréia Listeria monocytogenes listeriose (Septicemia, miningite, encephalite, infecções uterinas de grávidas) Rickettsia rickettsii febre maculosa Trypanosoma cruzii Doença de Chagas Estratégias de sobrevivência para patógenos f agocitados Inibição da fusão fagossomo-vesícula/enzimas Salmonella typhimurium - diarréia Mycobacterium tuberculosis - tuberculose Inibição da acidificação do fagolisossomo Mycobacterium lepra e tuberculose 9

10 Estratégias de sobrevivência para patógenos f agocitados Replicação dependente de baixo ph Coxiella burnetii febre Q, doença semelhante resfriado, pneumonia, hepatite ou encefalopatia Salmonella typhimurium - diarréia Endocitose mediada por receptores de membrana Explorada por determinados Vírus (HIV, Influenza) Vírus influenza de aves 10

11 Pinocitose Os f luídos e macromoléculas são captados por Pinocitose Pinocitose Não-seletiva: processo ordinário Seletiva: mediada por receptor Pinocitose Pinocitose Não-seletiva: capta solutos do exterior de maneira inespecíf ica -Ocorre em muitos tipos celulares 11

12 Pinocitose Pinocitose Seletiva: capta macromoléculas específicas do fluído extracelular Aumento de 1000 vezes a eficiência de internalização de macromoléculas quando comparado com o processo de pinocitose não-seletiva Pinocitose Pinocitose Seletiva: capta macromoléculas específicas do fluído extracelular Vesículas revestidas de Clatrina e moléculas adaptadoras Capa de clatrina adaptina dinamina receptor 12

13 Alguns tipos de vesículas revestidas Vesículas revestidas de clatrina Vesículas que brotam das membranas possuem capa protéica Proteína clatrina 13

14 Vesículas revestidas de clatrinas Vesículas que brotam das membranas possuem capa protéica Proteína clatrina Vesículas revestidas de clatrinas Dinamina Clatrina Pentágonos e Hexágonos Adaptina 14

15 Vesículas revestidas de clatrinas Cadeia pesada Cadeia leve Estrutura da clatrina Montagem de vesículas revestidas de clatrinas Clatrina Dinamina Adaptina 15

16 Vesículas revestidas de clatrinas Animação Montagem de vesículas revestidas de clatrinas COP: coat protein complex 16

17 Vesículas revestidas Endocitose mediada por receptores de membrana* *Captação de muitos outros metabólitos essenciais como Vitamina B12 e Ferro Captação de colesterol pelas células animais 17

18 Endocitose mediada por receptores de membrana Defeito no gene codificante da proteína receptora -deficiência na célula em captar colesterol; -acúmulo de colesterol no sangue; -aterosclerose Cavéolas: vesículas não-revestidas Pequenas fossas ou vesículas em forma de garrafa: pinocitose seletiva 18

19 Cavéolas: vesículas não-revestidas Pequenas fossas ou vesículas em forma de garrafa: pinocitose seletiva Cavéolas Vesículas cobertas de clatrina Cavéolas 19

20 Cavéolas Cavéolas Cavéolas Estrutura das Cavéolas Caveolina 20

21 Vesículas endocitadas formam os Endossomos Endossomo inicial Destino das proteínas receptoras e das moléculas endocitadas : Transcitose : Reciclagem : Degradação Vesículas endocitadas formam os Endossomos Destino das proteínas receptoras e das moléculas endocitadas : Transcitose 21

22 Vesículas endocitadas formam os Endossomos Destino das proteínas receptoras e das moléculas endocitadas : Reciclagem Vesículas endocitadas formam os Endossomos Destino das proteínas receptoras e das moléculas endocitadas : Degradação 22

23 Vesículas endocitadas formam os Endossomos Endossomos: ph ácido (5-6) mantido por bombas de prótons Endossomos iniciais Endossomos tardios Endossomo Endossomos iniciais Endossomos tardios Enzimas dos Lisossomos são sintetizadas no RE Vesículas contendo enzimas 23

24 Enzimas dos Lisossomos são sintetizadas no RE Endossomo inicial Endossomo tardio Lisossomo Muitas partículas extracelulares endocitadas acabam em Lisossomos -40 tipos de enzimas hidrolíticas -Bomba de prótons -Transportador de metabólitos -Proteínas de membrana são glicosiladas 24

25 Muitas partículas extracelulares endocitadas acabam em Lisossomos Diversidade lisossomal Morfologia lisossomal 25

26 Degradação de material endocitado nos lisossomos Lisossomos Material sendo fagocitado Fagossomo Vesículas contendo enzimas Hemócito Autofagia: reciclagem de organelas e moléculas -degradação de partes obsoletas das células; -situações de jejum prolongado; -morte celular programada. 26

27 Autofagia: reciclagem de organelas e moléculas Fígado de rato em jejum Autofagia e formação de corpo residual Corpo residual Ocorrência: Neurônios; Hepatócitos; Células musculares cardíacas. 27

28 Degradação de proteínas de secreção: crinofagia -Regulação na secreção de determinados hormônios -Degradação de proteínas danificadas Acrossomo em espermatozóides enzimas digestivas Acrossomo 28

29 Acrossomo em espermatozóides Formação do acrossomo Distúrbios resultantes de defeitos na função lisossomal Lisossomos anormais com acúmulo de gangliosídeos 29

30 Distúrbios resultantes de defeitos na função lisossomal Doença Defeito Enzimático Principal substancia acumulada Conseqüência Gangliosidose B-Galactosidade Gangliosídios Retardo mental, aumento do fígado Doença de Tay-Sachs Hexosaminidase A Gangliosídios Retardo mental, cegueira, morte com 3 anos de idade Doença de Sandhoff Hexosaminidase A e B Gangliosídios Similar a Tay-Sachs, porém com progressão mais rápida Doença de Krabbe Galactosil ceramida B- galactosidase Galacto-cerebrosídios Doença de Niemann-Pick Esfingomielinase Esfingomielina e colesterol Perde de mielina, retardo mental, morte com 2 anos de idade Aumento do fígado e do baço, retardo mental Lipidose sulfatídea Arilfulfatase A Sulfatídeo Retardo mental, morte na primeira década 30