Question

O destino final de uma proteína a ser sintetizada na célula depende de sua sequência sinal, uma sequência de poucos aminoácidos presente na estrutura primária da proteína. Dependendo da sequência sinal, a proteína pode ser sintetizada por ribossomos livres no citosol e ser redirecionada posteriormente para a organela de destino ou ser sintetizada por ribossomos na membrana do RER e ser transportada por meio do transporte vesicular. Explique de forma sucinta qual o caminho percorrido desde a sua síntese até o seu destino final das seguintes proteínas: a) Enzima Hexoquinase (1a enzima da via glicolítica)
b) Enzimas do complexo da piruvato desidrogenas (enzimas que convertem o piruvato em acetil-CoA)
c) Proteína histona que se liga ao cromossomo
d) Proteína Rubisco (1a enzima do ciclo de Calvin)
e) Enzima catalase envolvida com neutralização dos radicais livres nos peroxissomos
f) Hormônio proteico insulina sintetizado nas células do fígado e secretado para fora da célula
g) Enzimas hidrolíticas do lisossomo
h) Transportador da insulina localizado na membrana das células Beta do pâncreas

Answer 1

O retículo endoplasmático está presente nas células eucariontes que possuem também núcleo e outras organelas celulares. Devido a esta complexidade e variação de organelas presentes nas células eucariontes, é importante que se conheça a função de cada uma dessas organelas. O retículo endoplasmático possui a função de processamento de proteínas e metabolismo de lipídios dependendo do tipo de retículo endoplasmático. É uma das maiores organelas celulares, sendo formada por uma rede de túbulos oriundos de prolongamentos da membrana plasmática que se estendem do núcleo para o citoplasma. Após o processo de tradução proteica, as proteínas precisam ser processadas para atingirem o seu destino final. Proteínas que precisam ser secretadas da célula, irem para os lisossomos ou permanecerem na membrana plasmática seguem um caminho, após a sua tradução, sendo ele o retículo endoplasmático rugoso (retículo endoplasmático associado a ribossomos), o complexo de golgi e por último o seu destino final. O primeiro pesquisador que descobriu a sequência das proteínas desde o seu processo de tradução, passando pelo retículo endoplasmático e complexo de golgi, até o seu destino final, como as vesículas (no caso de proteínas que precisam ser secretadas), foi “Jorge Pallat”. Este pesquisador fez experimentos utilizando células acinares pancreáticas e observou que as proteínas eram sinalizadas pelos ribossomos ligados ao retículo endoplasmático. As proteínas eram levadas, após a sua síntese, para o retículo endoplasmático, depois para o complexo de golgi e do complexo de golgi, elas seriam armazenadas em vesículas das células acinares para serem liberadas ou secretadas da célula. O caminho das proteínas foi descoberto através de experimentos realizados utilizando a marcação de proteínas com aminoácidos radioativos em diferentes períodos de tempo. Quando as células acinares pancreáticas eram deixadas com os aminoácidos radioativos por um período de tempo pequeno e estes aminoácidos possuíam uma afinidade pelas proteínas produzidas nas células acinares, a radioatividade era emitida pelo retículo endoplasmático. Se houvesse aumento do tempo de exposição dos aminoácidos radioativos com as células acinares, a radioatividade era vista sendo emitida do complexo de golgi. Quando havia um aumento ainda maior da exposição desses aminoácidos, observava-se as proteínas ligadas aos aminoácidos radioativos nas vesículas das células acinares e, por conseguinte, era possível visualizar a sua saída das células. Assim, este é o caminho básico das proteínas desde a sua tradução até a sua secreção. Quando as proteínas não tinham que ser secretadas das células, ou seja, ocorria a tradução de proteínas que deveriam ficar no citoplasma da célula, elas saíam dos ribossomos, iam para o retículo endoplasmático e, depois, poderiam cair direto no citoplasma ou ir para o complexo de golgi que as encaminhariam para o citoplasma. Então, esta é a sequência que as proteínas seguem para chegar a um determinado local da célula. As proteínas são sintetizadas nos ribossomos e existem dois tipos de ribossomos: ribossomos livres no citoplasma e ribossomos associados ao retículo endoplasmático. As proteínas podem ser sintetizadas em um dos dois tipos de ribossomos dependendo do tipo de proteína. No citoplasma existem ribossomos que sintetizam determinadas cadeias polipeptídicas e estas cadeias possuem uma sequência de aminoácidos chamada de sequência sinal. A sequência sinal irá mostrar para o ribossomo se ele deve continuar a síntese da proteína no citoplasma ou se ele deve ir para o retículo endoplasmático, ligar-se a ele e, assim, terminar a síntese proteica. Portanto, quem direciona o ribossomo para o retículo endoplasmático é o tipo de proteína ou a sequência sinal emitida por esta proteína. A sequência sinal é uma sequência de aminoácidos, geralmente formada por 20 aminoácidos de característica hidrofóbica, que pode apresentar afinidade pelo retículo endoplasmático. Se houver esta afinidade da sequência sinal com o retículo endoplasmático, consequentemente, aquele ribossomo que iniciou a síntese de proteína irá migrar para o citoplasma e se ligará à membrana do retículo endoplasmático. Proteínas como proteínas que serão secretadas, proteínas de membrana e proteínas lisossomais são produzidas por ribossomos que se ligarão à membrana do retículo endoplasmático. Proteínas que possuem como destino final o citoplasma, o núcleo celular, mitocôndrias e peroxissomos são sintetizadas por ribossomos livres no citoplasma. Em mamíferos, a grande maioria das proteínas sintetizadas é transferida para o retículo endoplasmático enquanto estão sendo traduzidas.