Resultados de Aprendizagem
- Descrever a estrutura, função e componentes do sistema de endomembrana.
>
Figure 1. Membrana e proteínas secretoras são sintetizadas no retículo endoplasmático grosso (RER). A membrana do RER por vezes também modifica as proteínas. (crédito: modificação do trabalho por Magnus Manske)
O sistema endomembrana (endo = “dentro”) é um grupo de membranas e organelas (Figura 1) em células eucarióticas que trabalham juntas para modificar, embalar e transportar lipídios e proteínas. Ele inclui o envelope nuclear, lisossomos, vesículas, e o retículo endoplasmático e o aparelho de Golgi, que cobriremos em breve. Embora não tecnicamente dentro da célula, a membrana plasmática está incluída no sistema endomembrana porque, como você verá, ela interage com as outras organelas endomembranosas. O sistema de endomembranas não inclui as membranas das mitocôndrias ou cloroplastos.
Figure 1 ilustra as conexões do sistema de endomembranas como uma proteína (verde) de membrana integral no ER é modificado pela fixação de um carboidrato (púrpura). Vesículas com o botão proteico integral das ER e fundir-se com a face cis do aparelho de Golgi. medida que a proteína passa ao longo da cisterna do Golgi, ela é modificada pela adição de mais carboidratos. Após sua síntese estar completa, ela sai como proteína integral da membrana da vesícula que gema da face trans do Golgi e quando a vesícula se funde com a membrana celular a proteína se torna porção integral dessa membrana celular.
Reticulum endoplasmático
O retículo endoplasmático (RE) (Figura 1) é uma série de sacos e túbulos membranosos interconectados que modificam coletivamente as proteínas e sintetizam os lipídios. No entanto, estas duas funções são realizadas em áreas separadas do RE: o RE grosso e o RE liso, respectivamente.
A porção oca dos túbulos do RE é chamada de espaço lúmen ou espaço cisternal. A membrana do RE, que é um bocal fosfolipídeo embutido com proteínas, é contínua com o envelope nuclear.
Rough ER
O retículo endoplasmático rugoso (RER) é assim chamado porque os ribossomos ligados à sua superfície citoplasmática dão-lhe uma aparência de cravo quando visto através de um microscópio electrónico (Figura 2).
Figure 2. Esta micrografia eletrônica de transmissão mostra o retículo endoplasmático rugoso e outras organelas de uma célula pancreática. (crédito: modificação do trabalho por Louisa Howard)
Ribossomas transferem suas proteínas recém-sintetizadas para a luz do RER onde sofrem modificações estruturais, tais como dobramento ou aquisição de cadeias laterais. Estas proteínas modificadas serão incorporadas nas membranas celulares – a membrana do RER ou de outras organelas – ou secretadas da célula (tais como hormônios protéicos ou enzimas). O RER também produz fosfolípidos para membranas celulares.
Se os fosfolípidos ou proteínas modificadas não estiverem destinados a permanecer no RER, chegarão ao seu destino através de vesículas de transporte que brotam da membrana do RER (Figura 1).
Desde que o RER está envolvido na modificação de proteínas (como as enzimas, por exemplo) que serão secretadas a partir da célula, você estaria correcto em assumir que o RER é abundante em células que secretam proteínas. É o caso das células do fígado, por exemplo.
Suave ER
O retículo endoplasmático liso (RER) é contínuo com o RER mas tem poucos ou nenhum ribossoma na sua superfície citoplasmática. As funções do RER incluem síntese de carboidratos, lipídios e hormônios esteróides; desintoxicação de medicamentos e venenos; e armazenamento de íons cálcio.
Em células musculares, um RER especializado chamado retículo sarcoplasmático é responsável pelo armazenamento dos íons cálcio que são necessários para desencadear as contrações coordenadas das células musculares.
Cardiologia
Doença cardíaca é a principal causa de morte nos Estados Unidos. Isto é principalmente devido ao nosso estilo de vida sedentário e às nossas dietas com alto teor de gordura trans.
A insuficiência cardíaca é apenas uma das muitas doenças cardíacas incapacitantes. A insuficiência cardíaca não significa que o coração tenha parado de funcionar. Pelo contrário, significa que o coração não consegue bombear com força suficiente para transportar o sangue oxigenado para todos os órgãos vitais. Se não for tratada, a insuficiência cardíaca pode levar a insuficiência renal e falência de outros órgãos.
A parede do coração é composta por tecido muscular cardíaco. A insuficiência cardíaca ocorre quando a reticula endoplasmática das células musculares cardíacas não funciona adequadamente. Como resultado, um número insuficiente de íons de cálcio está disponível para desencadear uma força contrátil suficiente.
Cardiologistas (cardi = “coração”; ologista = “um que estuda”) são médicos especializados no tratamento de doenças cardíacas, incluindo a insuficiência cardíaca. Os cardiologistas podem fazer um diagnóstico de insuficiência cardíaca através de exame físico, resultados de um eletrocardiograma (ECG, exame que mede a atividade elétrica do coração), uma radiografia de tórax para ver se o coração está aumentado, e outros exames. Se a insuficiência cardíaca for diagnosticada, o cardiologista normalmente prescreverá medicações apropriadas e recomendará uma redução na ingestão de sal de mesa e um programa de exercícios supervisionado.
Golgi Apparatus
Figure 3. O aparelho Golgi neste glóbulo branco é visível como uma pilha de anéis semicirculares achatados na porção inferior da imagem. Várias vesículas podem ser vistas perto do aparelho de Golgi. (crédito: modificação do trabalho de Louisa Howard)
Já mencionámos que as vesículas podem brotar das Urgências e transportar o seu conteúdo para outro lugar, mas para onde vão as vesículas? Antes de chegarem ao seu destino final, os lípidos ou proteínas dentro das vesículas de transporte ainda precisam de ser classificados, embalados e etiquetados para que acabem no lugar certo. A classificação, etiquetagem, embalagem e distribuição de lipídios e proteínas ocorre no aparelho de Golgi (também chamado de corpo Golgi), uma série de membranas achatadas (Figura 3).
O lado receptor do aparelho de Golgi é chamado de face cis. O lado oposto é chamado de face trans. As vesículas de transporte que se formaram a partir do RE deslocam-se para a face cis, fundem-se com ela e esvaziam o seu conteúdo no lúmen do aparelho de Golgi. À medida que as proteínas e os lípidos viajam através do Golgi, passam por outras modificações que permitem a sua classificação. A modificação mais frequente é a adição de cadeias curtas de moléculas de açúcar. Estas proteínas e lipídios recentemente modificados são então marcados com grupos de fosfato ou outras pequenas moléculas para que possam ser encaminhados para os seus próprios destinos.
Finalmente, as proteínas modificadas e marcadas são embaladas em vesículas secretas que brotam da face trans do Golgi. Enquanto algumas destas vesículas depositam seu conteúdo em outras partes da célula onde serão usadas, outras vesículas secretas se fundem com a membrana plasmática e liberam seu conteúdo fora da célula.
Em outro exemplo de forma a seguir a função, células que se envolvem em grande quantidade de atividade secretora (como as células das glândulas salivares que secretam enzimas digestivas ou células do sistema imunológico que secretam anticorpos) têm uma abundância de Golgi.
Em células vegetais, o aparelho de Golgi tem o papel adicional de sintetizar polissacarídeos, alguns dos quais são incorporados na parede celular e alguns são usados em outras partes da célula.
Geneticista
Muitas doenças surgem de mutações genéticas que impedem a síntese de proteínas críticas. Uma dessas doenças é a doença de Lowe (também chamada síndrome oculocerebrorenal, pois afeta os olhos, o cérebro e os rins). Na doença de Lowe, existe uma deficiência de uma enzima localizada no aparelho de Golgi. Crianças com doença de Lowe nascem com cataratas, normalmente desenvolvem doença renal após o primeiro ano de vida, e podem ter habilidades mentais prejudicadas.
Doença de Lowe é uma doença genética causada por uma mutação no cromossomo X. O cromossoma X é um dos dois cromossomas sexuais humanos, pois estes cromossomas determinam o sexo de uma pessoa. As fêmeas possuem dois cromossomos X enquanto os machos possuem um cromossomo X e um Y. Nas fêmeas, os genes em apenas um dos dois cromossomos X são expressos. Portanto, as fêmeas que possuem o gene da doença de Lowe em um de seus cromossomos X têm 50/50 de chance de ter a doença. Entretanto, os machos têm apenas um cromossomo X e os genes neste cromossomo são sempre expressos. Portanto, os machos terão sempre a doença de Lowe se o seu cromossoma X for portador do gene da doença de Lowe. A localização do gene mutado, assim como a localização de muitas outras mutações que causam doenças genéticas, foi agora identificada. Através de testes pré-natais, uma mulher pode descobrir se o feto que carrega pode estar afetado por uma das várias doenças genéticas.
Os geneticistas analisam os resultados dos testes genéticos pré-natais e podem aconselhar as mulheres grávidas sobre as opções disponíveis. Eles também podem conduzir pesquisas genéticas que levam a novos medicamentos ou alimentos, ou realizar análises de DNA que são utilizadas em investigações forenses.
Try It
Contributo!
Implementar esta páginaAprenda Mais