O complexo de Golgi é uma pilha de sacos de membrana (cisternas), um pouco expandidos próximo às bordas, e um sistema associado de vesículas de Golgi.
Quase todas as substâncias secretadas pela célula (de natureza proteica e não proteica) passam pelo aparelho de Golgi e são embaladas em vesículas secretoras. Os elementos da membrana do AG estão envolvidos na segregação e acúmulo de produtos sintetizados no RE, e participam de seus rearranjos químicos e maturação: trata-se principalmente do rearranjo dos componentes oligossacarídeos das glicoproteínas na composição das secreções solúveis em água ou na composição de membranas.
Nos tanques AG ocorre a síntese de polissacarídeos, sua interação com proteínas, levando à formação de mucoproteínas. Mas o mais importante é que, com a ajuda de elementos do aparelho de Golgi, ocorre o processo de remoção de secreções prontas fora da célula. Além disso, AG é uma fonte de lisossomos celulares.
A participação do AG nos processos de excreção de produtos secretores tem sido muito bem estudada a partir do exemplo das células pancreáticas exócrinas. Essas células são caracterizadas pela presença de um grande número de grânulos de secreção (grânulos de zimogênio), que são vesículas de membrana preenchidas com conteúdo protéico. As proteínas dos grânulos de zimogênio incluem várias enzimas: proteases, lipases, carboidratos, nucleases. Durante a secreção, o conteúdo desses grânulos de zimogênio é liberado das células para o lúmen da glândula e depois flui para a cavidade intestinal. Como o principal produto excretado pelas células pancreáticas é a proteína, foi estudada a sequência de incorporação de aminoácidos radioativos em diferentes partes da célula. Para este efeito, os animais foram injectados com aminoácido marcado com trítio (3H-leucina) e a localização do marcador foi monitorizada ao longo do tempo utilizando autorradiografia microscópica electrónica. Descobriu-se que após um curto período de tempo (3-5 min) o marcador foi localizado apenas nas áreas basais das células, em áreas ricas em RE granular. Como o rótulo foi incluído na cadeia protéica durante a síntese protéica, ficou claro que a síntese protéica não ocorreu nem na zona AG nem nos próprios grânulos de zimogênio, mas foi sintetizada exclusivamente no ergastoplasma nos ribossomos. Um pouco mais tarde (após 20-40 minutos), um rótulo diferente de ergastoplasma foi encontrado na zona dos vacúolos AG. Consequentemente, após a síntese no ergastoplasma, a proteína foi transportada para a zona AG. Ainda mais tarde (após 60 min), o marcador já foi detectado na zona dos grânulos de zimogênio. Posteriormente, a marca pôde ser visualizada na luz dos ácinos desta glândula. Assim, ficou claro que AG é um elo intermediário entre a própria síntese da proteína secretada e sua remoção da célula. Além disso, os processos de síntese e excreção de proteínas foram estudados detalhadamente em outras células (glândula mamária, células caliciformes intestinais, glândula tireóide, etc.), e as características morfológicas desse processo foram estudadas. A proteína exportada sintetizada nos ribossomos é separada e acumula-se dentro das cisternas do RE, através das quais é transportada para a zona da membrana AG. Aqui, pequenos vacúolos contendo a proteína sintetizada são separados das áreas lisas do RE e entram na zona de vacúolos na parte proximal do dictiossomo. Nesse ponto, os vacúolos podem se fundir entre si e com as cisternas cis planas do dictiossomo. Desta forma, o produto proteico é transferido já para dentro das cavidades dos tanques AG.
À medida que as proteínas nas cisternas do aparelho de Golgi são modificadas, elas são transportadas de cisterna em cisterna para a parte distal do dictiossomo por meio de pequenos vacúolos até atingirem a rede de membrana tubular na região trans do dictiossomo. Nesta área são separadas pequenas bolhas contendo um produto já maduro. A superfície citoplasmática dessas vesículas é semelhante à superfície das vesículas com bordas, que são observadas durante a pinocitose do receptor. As pequenas vesículas separadas fundem-se entre si, formando vacúolos secretores. Depois disso, os vacúolos secretores começam a se mover em direção à superfície celular, entram em contato com a membrana plasmática, com a qual suas membranas se fundem, e assim o conteúdo desses vacúolos aparece fora da célula. Morfologicamente, esse processo de extrusão (expulsão) se assemelha à pinocitose, apenas com a sequência inversa de etapas. É chamado exocitose.
Esta descrição dos eventos é apenas um diagrama geral da participação do aparelho de Golgi nos processos secretores. a questão é complicada pelo fato de que a mesma célula pode participar da síntese de muitas proteínas secretadas, pode isolá-las umas das outras e direcioná-las para a superfície celular ou para os lisossomos. No aparelho de Golgi, não ocorre apenas um “bombeamento” de produtos de uma cavidade para outra, mas também sua “maturação” gradual, modificação de proteínas, que termina com a “triagem” de produtos enviados ou para os lisossomos, ou para o membrana plasmática ou para vacúolos secretores.
Bilhete 36. modificação de proteínas no aparelho de Golgi. Classificando proteínas em AG
Nas cisternas do aparelho de Golgi amadurecem proteínas destinadas à secreção, proteínas transmembrana da membrana plasmática, proteínas lisossomais, etc.. As proteínas em maturação movem-se sequencialmente pelas cisternas da organela, onde ocorrem suas modificações - glicosilação e fosforilação. Na O-glicosilação, açúcares complexos são adicionados às proteínas através de um átomo de oxigênio. A fosforilação ocorre quando um resíduo de ácido ortofosfórico é adicionado às proteínas. Diferentes cisternas do aparelho de Golgi contêm diferentes enzimas catalíticas residentes e, portanto, diferentes processos ocorrem sequencialmente nelas com proteínas em maturação. É claro que tal processo passo a passo deve ser controlado de alguma forma. Na verdade, as proteínas em maturação são “marcadas” com resíduos de polissacarídeos especiais (principalmente manose), aparentemente desempenhando o papel de uma espécie de “marca de qualidade”. Existem duas hipóteses mutuamente exclusivas para explicar este mecanismo:
· de acordo com o primeiro, o transporte de proteínas é realizado utilizando os mesmos mecanismos de transporte vesicular que a via de transporte do RE, e as proteínas residentes não estão incluídas na vesícula em formação;
· de acordo com o segundo, há um movimento contínuo (maturação) das próprias cisternas, sua montagem a partir de vesículas em uma extremidade e desmontagem a partir da outra extremidade da organela, e as proteínas residentes movem-se retrógradamente (na direção oposta) utilizando transporte vesicular .
| Sabe-se que apenas proteínas precursoras de hidrolases lisossomais possuem um oligossacarídeo específico, nomeadamente um grupo manose. Nas cisternas cis, esses grupos são fosforilados e depois, juntamente com outras proteínas, são transferidos de cisterna para cisterna, através da zona intermediária até a região trans. As membranas da rede trans do aparelho de Golgi contêm um receptor de proteína transmembrana (receptor de manose-6-fosfato ou receptor M-6-P), que reconhece grupos de manose fosforilados da cadeia oligossacarídica de enzimas lisossomais e se liga a eles. Esta ligação ocorre em valores de pH neutros dentro das cisternas da rede trans. Nas membranas, essas proteínas receptoras M-6-F formam aglomerados, grupos que se concentram nas zonas de formação de pequenas vesículas revestidas por clatrina. Na trans-rede do aparelho de Golgi, ocorre sua separação, brotamento e posterior transferência para endossomos. Conseqüentemente, os receptores M-6-F, sendo proteínas transmembrana, ligam-se às hidrolases lisossomais, separam-nas, classificam-nas de outras proteínas (por exemplo, secretoras, não lisossomais) e concentram-nas em vesículas delimitadas. Tendo se separado da rede trans, essas vesículas perdem rapidamente sua cobertura, fundindo-se com os endossomos, transferindo suas enzimas lisossômicas associadas aos receptores de membrana para este vacúolo. Como já mencionado, a acidificação do ambiente ocorre no interior dos endossomos devido à atividade do transportador de prótons. A partir do pH 6, as enzimas lisossomais dissociam-se dos receptores M-6-P, são ativadas e começam a atuar na cavidade do endolisossomo. Seções de membranas, juntamente com os receptores M-6-F, são devolvidas pela reciclagem de vesículas de membrana de volta à rede trans do aparelho de Golgi. Muito provavelmente, aquela parte das proteínas que se acumula nos vacúolos secretores e é removida da célula após receber um sinal (por exemplo, nervoso ou hormonal) sofre o mesmo procedimento de seleção e classificação nos receptores das trans-cisternas do aparelho de Golgi. . Essas proteínas secretoras entram primeiro em pequenos vacúolos, também revestidos de clatrina, que então se fundem. Nos vacúolos secretores, as proteínas acumuladas geralmente se agregam na forma de grânulos secretores densos. Isto resulta num aumento na concentração de proteínas nestes vacúolos em aproximadamente 200 vezes em comparação com a sua concentração no aparelho de Golgi. Então essas proteínas, à medida que se acumulam nos vacúolos secretores, são liberadas da célula por exocitose, quando a célula recebe o sinal correspondente. A terceira corrente de vacúolos, associada à secreção constitutiva constante, também emana do aparelho de Golgi. Assim, os fibroblastos secretam grande quantidade de glicoproteínas e mucinas que fazem parte da substância principal do tecido conjuntivo. Muitas células secretam constantemente proteínas que facilitam sua ligação aos substratos; há um fluxo constante de vesículas de membrana para a superfície celular, transportando elementos do glicocálix e glicoproteínas de membrana. Este fluxo de componentes secretados pela célula não está sujeito à classificação no sistema transreceptor do aparelho de Golgi. Os vacúolos primários desse fluxo também se separam das membranas e estão relacionados em sua estrutura aos vacúolos delimitados contendo clatrina. Concluindo a consideração da estrutura e funcionamento de uma organela membranosa tão complexa como o aparelho de Golgi, é necessário enfatizar que apesar da aparente homogeneidade morfológica de seus componentes, o vacúolo e a cisterna, na verdade, não é apenas um conjunto de vesículas, mas um sistema delgado, dinâmico, complexamente organizado e polarizado. No GA não ocorre apenas o transporte de vesículas do RE para a membrana plasmática. Há transporte retrógrado de vesículas. Assim, os vacúolos se separam dos lisossomos secundários e retornam, juntamente com as proteínas receptoras, para a zona trans-AG. Além disso, há um fluxo de vacúolos da zona trans para a zona cis do AG, bem como da zona cis para o retículo endoplasmático. Nestes casos, os vacúolos são revestidos por proteínas do complexo COP I. Acredita-se que várias enzimas de glicosilação secundária e proteínas receptoras nas membranas sejam devolvidas desta forma. Estas características comportamentais das vesículas de transporte deram origem à hipótese de que existem dois tipos de transporte de componentes AG. Segundo um deles, o mais antigo, existem componentes de membrana estáveis no AG, para os quais as substâncias são retransmitidas do RE por meio de vacúolos de transporte. De acordo com um modelo alternativo, AG é um derivado dinâmico do RE: os vacúolos da membrana separados do RE fundem-se entre si em um novo tanque cis, que então se move através de toda a zona AG e finalmente se divide em vesículas de transporte. De acordo com este modelo, as vesículas COP I retrógradas devolvem as proteínas Ag residentes às cisternas mais jovens. Assim, assume-se que a zona de transição do PS representa uma “maternidade” para o aparelho de Golgi. |
Pergunta 37. Lisossomos. Função da estrutura educacional. heterogeneidade dos lisossomos. Patologias dos lisossomos.
Lisossoma- organela celular com tamanho de 0,2 - 0,4 mícrons, um dos tipos de vesículas. Essas organelas de membrana única fazem parte do vacuoma (sistema endomembranar da célula). Diferentes tipos de lisossomos podem ser considerados compartimentos celulares separados.
As funções dos lisossomos são:
Digestão de substâncias ou partículas capturadas pela célula durante a endocitose (bactérias, outras células)
autofagia - destruição de estruturas desnecessárias para a célula, por exemplo, durante a substituição de organelas antigas por novas, ou durante a digestão de proteínas e outras substâncias produzidas dentro da própria célula
· autólise - autodigestão de uma célula, levando à sua morte (às vezes esse processo não é patológico, mas acompanha o desenvolvimento do corpo ou a diferenciação de algumas células especializadas). Exemplo: Quando um girino se transforma em sapo, os lisossomos localizados nas células da cauda o digerem: a cauda desaparece e as substâncias formadas nesse processo são absorvidas e utilizadas por outras células do corpo.
Às vezes, devido ao funcionamento inadequado dos lisossomos, desenvolvem-se doenças de armazenamento, nas quais as enzimas não funcionam ou funcionam mal devido a mutações. Um exemplo de doenças de armazenamento é a idiotice amaurótica devido ao armazenamento de glicogênio.
· A ruptura do lisossoma e a libertação de enzimas digestivas no hialoplasma são acompanhadas por um aumento acentuado da sua actividade. Esse tipo de aumento na atividade enzimática é observado, por exemplo, em focos de necrose durante o infarto do miocárdio e sob a influência da radiação.
Os lisossomos são formados por vesículas (vesículas) que se separam do aparelho de Golgi e vesículas (endossomos) nas quais as substâncias entram durante a endocitose. As membranas do retículo endoplasmático participam da formação dos autolisossomos (autofagossomos). Todas as proteínas lisossomais são sintetizadas em ribossomos sésseis na parte externa das membranas do retículo endoplasmático e depois passam por sua cavidade e pelo aparelho de Golgi.
Os lisossomos são organelas heterogêneas com diferentes formas, tamanhos, características ultraestruturais e citoquímicas. Os lisossomos "típicos" de células animais têm geralmente 0,1-1 mícron de tamanho e formato esférico ou oval. O número de lisossomos varia de um (um grande vacúolo em muitas células vegetais e fúngicas) a várias centenas ou milhares (em células animais).
Não existe uma classificação e nomenclatura geralmente aceita para os diferentes estágios de maturação e tipos de lisossomos. Existem lisossomos primários e secundários. Os primeiros são formados na região do aparelho de Golgi, contêm enzimas em estado inativo, enquanto os últimos contêm enzimas ativas. Normalmente, as enzimas lisossomais são ativadas quando o pH diminui. Entre os lisossomos, também podem ser distinguidos os heterolisossomos (que digerem o material que entra na célula vindo de fora - por fago ou pinocitose) e os autolisossomos (que destroem as próprias proteínas ou organelas da célula). A classificação mais amplamente utilizada de lisossomos e seus compartimentos associados é:
- Endossomo precoce - vesículas endocíticas (pinocitóticas) entram nele. A partir do endossomo inicial, os receptores que abandonaram sua carga (devido ao baixo pH) retornam à membrana externa.
- Endossomo tardio - vesículas com material absorvido durante a pinocitose e vesículas do aparelho de Golgi com hidrolases entram nele a partir do endossomo inicial. Os receptores de manose 6-fosfato retornam do endossomo tardio para o aparelho de Golgi.
- Lisossomo - vesículas com uma mistura de hidrolases e material digestível entram no endossomo tardio.
- Fagossomo - partículas maiores (bactérias, etc.) entram nele e são absorvidas por fagocitose. Os fagossomas geralmente se fundem com um lisossomo.
- Um autofagossomo é uma região do citoplasma cercada por duas membranas, geralmente incluindo algumas organelas e formada durante a macroautofagia. Funde-se com o lisossomo.
- Corpos multivesiculares - geralmente circundados por uma única membrana, contêm em seu interior vesículas menores circundadas por uma única membrana. Formado por um processo que lembra a microautofagia (veja abaixo), mas contendo material obtido de fora. Em pequenas vesículas, os receptores da membrana externa (por exemplo, receptores do fator de crescimento epidérmico) geralmente permanecem e são então degradados. O estágio de formação corresponde aos endossomos iniciais. Foi descrita a formação de corpos multivesiculares rodeados por duas membranas por brotamento do envelope nuclear.
- Os corpos residuais (telolisossomos) são vesículas contendo material não digerido (particularmente lipofuscina). Nas células normais, eles se fundem com a membrana externa e deixam a célula por exocitose. Eles se acumulam com o envelhecimento ou patologia.
Questão 38. Descreva o caminho percorrido por uma proteína secretora do local de síntese protéica até a saída da célula.
Nas células que secretam em resposta a um sinal extracelular, as proteínas secretadas são concentradas e armazenadas em vesículas secretoras (muitas vezes chamadas de grânulos secretores devido ao seu núcleo escuro). Quando o sinal apropriado é recebido, eles são liberados por exocitose. Vesículas secretoras brotam da rede trans-Golgi. Acredita-se que a sua formação requer clatrina e proteínas associadas que criam uma “borda”, porque parte da superfície das vesículas em formação é geralmente revestida com clatrina. Essa borda é removida logo após a formação completa da bolha (Fig. 8-76).
Tal como as hidrolases lisossomais, as proteínas destinadas às vesículas secretoras (frequentemente chamadas proteínas secretoras) devem ser selecionadas e empacotadas em vesículas apropriadas na rede trans-Golgi. Aparentemente, neste caso, ocorre agregação seletiva de proteínas secretoras. Os agregados resultantes aparecem em um microscópio eletrônico como material eletrodenso na rede trans-Golgi. O “sinal de classificação” que direciona a proteína para tais agregados é desconhecido, mas parece ser uma região de sinalização comum a muitas proteínas secretoras. Esta conclusão é confirmada pelos seguintes dados: se o gene que codifica uma proteína secretora for transferido para uma célula secretora de outro tipo que normalmente não sintetiza esta proteína, então a proteína estranha também será empacotada em vesículas secretoras.
Não se sabe como os agregados contendo proteínas secretoras são selecionados durante a formação das vesículas secretoras. As vesículas secretoras possuem proteínas de membrana únicas, algumas das quais podem servir como receptores (na rede trans-Golgi) para a ligação do material agregado a ser empacotado. As vesículas secretoras são maiores que as vesículas de transporte que transportam hidrolases lisossômicas, e os agregados que elas contêm são grandes demais para que cada molécula da proteína secretada entre em contato com o receptor na membrana da vesícula, como ocorre durante o transporte de enzimas lisossômicas. A captura desses agregados pelos grânulos secretores lembra mais a captação de partículas durante a fagocitose na superfície celular, que também envolve membranas revestidas de clatrina.
Depois que vesículas secretoras imaturas brotam da rede trans-Golgi, elas perdem sua borda e seu conteúdo torna-se altamente concentrado. Essa condensação ocorre abruptamente e é possivelmente causada pela acidificação do meio na cavidade da vesícula devido ao funcionamento de uma bomba de prótons dependente de ATP em sua membrana. A agregação de proteínas secretadas (ou outros componentes) e sua subsequente condensação em vesículas secretoras provoca um aumento na concentração dessas proteínas em 200 vezes em comparação com o aparelho de Golgi. Graças a isso, as vesículas secretoras têm a capacidade de liberar grandes quantidades de material sob comando.
Pergunta nº 39. Descreva o caminho das hidrolases desde o local de sua síntese até seu destino.
HIDROLASES, uma classe de enzimas que catalisam a hidrólise. Eles podem atuar nas ligações éster e glicosídicas, nas ligações CO nos éteres. CS em sulfetos, CN em petídeos, etc.
Hidrolases, catalisando a hidrólise de ligações éster (esterases), atuam sobre ésteres de ácidos carboxílicos e tiocarboxílicos, monoésteres de ácido fosfórico, etc. Esta subclasse inclui, em particular, enzimas que desempenham um papel importante no metabolismo lipídico. ácidos nucléicos e nucleosídeos. por exemplo arilsulfatases , acetilcolinesterase , desoxirribonucleases . lipases , fosfatases , fósforo lipases e endodesoxirribonucleases
As enzimas que catalisam a hidrólise da ligação C-N em peptídeos e proteínas (hidrolases peptídicas) são o maior grupo hidrolases Estes incluem enzimas que clivam um ou dois aminoácidos do terminal N ou C de uma cadeia polipeptídica (por exemplo, aminopeptidases , carboxipeptidases ), bem como endopeptidases, ou proteinases, que separam a cadeia dos resíduos terminais. As hidrolases peptídicas desempenham um papel importante não apenas no catabolismo de proteínas e peptídeos, mas também no biol. regulação (regulação hormonal, ativação de pró-enzimas, regulação da pressão arterial e metabolismo do sal, etc.).
Questão 40. Descreva o caminho percorrido por uma macromolécula desde o momento em que entra na célula até o momento em que é assimilada.
Eu sei
Questão 41. O papel de AG e ER na regeneração e renovação do aparelho de superfície celular (SCA)
O papel do AG na atualização do PAK:
Aparelho de Golgi. Em muitas células animais, como as células nervosas, assume a forma de uma rede complexa localizada ao redor do núcleo. Nas células de plantas e protozoários, o aparelho de Golgi é representado por corpos individuais em forma de foice ou bastonete. A estrutura desta organela é semelhante nas células dos organismos vegetais e animais, apesar da diversidade de sua forma.
O aparelho de Golgi inclui: cavidades delimitadas por membranas e localizadas em grupos (5-10); bolhas grandes e pequenas localizadas nas extremidades das cavidades. Todos esses elementos formam um único complexo.
O aparelho de Golgi desempenha muitas funções importantes. Os produtos da atividade sintética da célula - proteínas, carboidratos e gorduras - são transportados até ela através dos canais do retículo endoplasmático. Todas essas substâncias primeiro se acumulam e depois, na forma de bolhas grandes e pequenas, entram no citoplasma e são utilizadas na própria célula durante sua vida, ou removidas dela e utilizadas no corpo. Por exemplo, nas células do pâncreas dos mamíferos, são sintetizadas enzimas digestivas, que se acumulam nas cavidades da organela. Bolhas cheias de enzimas então se formam. Eles são excretados das células para o ducto pancreático, de onde fluem para a cavidade intestinal. Outra função importante dessa organela é que em suas membranas ocorre a síntese de gorduras e carboidratos (polissacarídeos), que são utilizados na célula e que fazem parte das membranas. Graças à atividade do aparelho de Golgi, ocorre a renovação e o crescimento da membrana plasmática.
(veja abaixo sobre AG e ER, 2 outras fontes).
O papel do ER na atualização do PAC:
Retículo endoplasmático(retículo endoplasmático) é um sistema de cisternas, túbulos e vacúolos delimitados por uma citomembrana. Existem retículo endoplasmático granular (áspero) e agranular (liso); no primeiro predominam os sacos planos - cisternas, no segundo - túbulos. As membranas do retículo rugoso do lado do hialoplasma são cobertas por ribossomos. O grau de desenvolvimento desta organela depende do nível de atividade metabólica e diferenciação celular: ela é mais desenvolvida em células que sintetizam proteínas ativamente.
(outra fonte).
RE – transporte de proteínas.
A cavidade do RE é separada do citosol por uma única membrana ( Membrana RE ), servindo de elo entre esses dois compartimentos. Ao contrário, as cavidades do RE e de cada tanque do aparelho de Golgi são separadas uma da outra por duas membranas e pelo citosol, portanto o transporte de macromoléculas entre essas organelas é realizado por meio de vesículas de transporte.
Todas as proteínas recém-sintetizadas, independentemente do seu destino (cavidade do RE, aparelho de Golgi, lisossomos ou espaço extracelular), entram primeiro na cavidade do RE.
Algumas proteínas passam do citosol para o RE rugoso imediatamente após sua síntese.
Estes são dois tipos de proteínas:
1) transmembrana, que são apenas parcialmente transferidos através da membrana do RE e permanecem encerrados nela, e
2) solúveis em água, que são completamente transferidos através da membrana do RE e liberados em sua cavidade.
Nas células de mamíferos, a importação de proteínas para o RE começa antes mesmo da cadeia polipeptídica ser completamente sintetizada, ou seja, ocorre simultaneamente com a tradução (cotradução).
Assim, existem duas populações de ribossomos espacialmente isoladas no citoplasma. Alguns deles (ribossomos ligados à membrana) estão localizados na superfície da membrana do RE voltada para o citoplasma e estão envolvidos na síntese de proteínas que são imediatamente transferidas para o RE. Outros (ribossomos livres) não estão ligados a nenhuma membrana e produzem todas as outras proteínas codificadas pelo núcleo. Os ribossomos ligados e livres são idênticos em estrutura e função. Eles diferem apenas nas proteínas que são sintetizadas neles em um determinado momento. Se o ribossomo conseguir sintetizar uma proteína com um peptídeo sinal para o RE, esse sinal direciona o ribossomo para a membrana do RE.
(outra fonte).
Já enfatizamos quão extensas são as estruturas do retículo endoplasmático e Aparelho de Golgi nas células secretoras. Essas estruturas são baseadas em membranas feitas de bicamadas lipídicas, de estrutura semelhante à membrana celular. As paredes da membrana contêm enzimas que catalisam a síntese de muitas substâncias necessárias à célula.
A maioria dos processos sintéticos ocorre no retículo endoplasmático. As substâncias aqui formadas são enviadas para o aparelho de Golgi, onde passam por processamento adicional antes de entrarem no citoplasma. Primeiro, devemos nos deter nas substâncias que são sintetizadas em certas áreas do retículo e do aparelho de Golgi.
Síntese de proteínas no retículo endoplasmático rugoso. A superfície externa do retículo endoplasmático rugoso contém um grande número de ribossomos ligados a ele; Neles ocorre a síntese de proteínas, uma pequena quantidade das quais entra no citosol, e a parte principal - no lúmen dos túbulos e vesículas do retículo, ou seja, na matriz endoplasmática.
Síntese lipídica no retículo endoplasmático liso. O retículo endoplasmático é capaz de sintetizar lipídios, principalmente fosfolipídios e colesterol. Eles se dissolvem rapidamente na bicamada da membrana, o que promove maior crescimento das estruturas do retículo, principalmente lisas.
Pequeno bolhas, chamados de transporte, ou ER-vacuólio, estão constantemente separados das membranas do retículo liso, evitando assim seu crescimento excessivo. A maioria desses vacúolos de transporte é então rapidamente transportada para o aparelho de Golgi.
Outras funções do retículo endoplasmático. O retículo endoplasmático, principalmente o liso, tem outras funções importantes.
1. Fornecer enzimas que decompõem o glicogênio quando necessário para obter energia dele.
2. Fornecer um grande número de enzimas que podem neutralizar substâncias nocivas à célula, como medicamentos. Os métodos de descontaminação incluem coagulação, oxidação, hidrólise, combinação com ácido glucurônico e semelhantes.
Aula prática laboratorial nº 9
Tópico: “Aparelho de Golgi (complexo)”
Objetivo da lição : identificar as características morfofuncionais do complexo de Golgi.
Questões para discussão
1 . Estrutura fina do aparelho de Golgi.
Preparativos de demonstração
Equipamento
1. Fotografias, diagramas, desenhos deAtlas sobre biologia celular, J.-C.Roland, A. Seloshi, D. Seloshi, trans.V.P. Bely, ed. Yu.S. Chentsova. ─M.: Mir. 1978. ─ 119 p.
Bases teóricas para se preparar para a aula
O aparelho (complexo) de Golgi é uma estrutura de membrana de uma célula eucariótica, uma organela destinada principalmente à remoção de substâncias sintetizadas no retículo endoplasmático. O aparelho de Golgi recebeu o nome do cientista italiano Camillo Golgi, que o descobriu pela primeira vez em 1897 (Fabene P.F., Bentivoglio M., 1998).
Arroz. 1. Esquema do Aparelho de Golgi (A). Estrutura do Aparelho de Golgi (B)
Observação: Aparelho de Golgi ─ cavidades (cisternas) cercadas por membranas e um sistema associado de vesículas. Funções ─ acúmulo de substâncias orgânicas; “embalagens” de substâncias orgânicas; remoção de substâncias orgânicas; formação de lisossomos.
Aparelho(complexo) Golgi é uma pilha de sacos de membrana em forma de disco (cisternas), um pouco expandidos próximo às bordas, e um sistema associado de vesículas de Golgi. Várias pilhas individuais são encontradas nas células vegetais ( dictiossomos), as células animais geralmente contêm uma ou várias pilhas grandes conectadas por tubos.
No Complexo de Golgi existem 3 seções de cisternas rodeadas por vesículas de membrana:
1. Seção Cis (mais próxima do núcleo).
2. Departamento médico.
3. Departamento Trans (mais distante do núcleo).
Essas seções diferem umas das outras no conjunto de enzimas. No compartimento cis, o primeiro tanque é denominado “tanque de resgate”, pois com sua ajuda os receptores provenientes do retículo endoplasmático intermediário são devolvidos. Enzima do departamento cis: fosfoglicosidase (adiciona fosfato ao carboidrato ─ manose).
Na seção medial existem 2 enzimas: manazidase (elimina a manase) e N-acetilglucosamina transferase (adiciona certos carboidratos ─ glicosaminas).
Na seção trans existem enzimas: peptidase (realiza proteólise) e transferase (realiza a transferência de grupos químicos).
Estrutura fina do aparelho de Golgi (AG). Um microscópio eletrônico mostra que o aparelho de Golgi é representado por estruturas de membrana reunidas em uma pequena zona (Fig. 1, 2); Os sacos de membrana plana (tanques) são empilhados; o número desses sacos em uma pilha geralmente não excede 5-10. Entre os quais existem finas camadas de hialoplasma. Cada tanque individual tem um diâmetro de cerca de 1 μm e espessura variável; no centro as membranas podem estar próximas umas das outras (25 nm), e na periferia podem apresentar expansões ─ ampolas, cuja largura não é constante.
Arroz. 2. Esquema da estrutura de um dictiossomo(de acordo com Chentsov Yu.S., 2010)
Observação :P─ parte proximal (cis-); D─ parte distal (trans); EM─ vacúolos; C─ tanques de membrana plana; A─ extensões ampulares de tanques.
Em alguns organismos unicelulares o seu número pode chegar a 20. Além de cisternas planas densamente localizadas, muitos vacúolos são observados na zona AG. Pequenos vacúolos são encontrados principalmente nas áreas periféricas da zona AG; às vezes você pode ver como eles são amarrados nas extensões ampulares nas bordas das cisternas planas. É costume distinguir na zona do dictiossoma a seção cis proximal ou em desenvolvimento e a seção transversal distal ou madura (Fig. 15.5). Entre eles está a seção intermediária ou intermediária do AG. Durante a divisão celular formas reticuladas de AG se desintegram em dictiossomas que são passivos
e são distribuídos aleatoriamente entre as células-filhas. À medida que as células crescem, o número total de dictiossomos aumenta.
Arroz. 3. Tipos de aparelho de Golgi(de acordo com Chentsov Yu.S., 2010)
Observação : A ─ reticular nas células epiteliais intestinais;b─ difuso nas células do gânglio espinhal;EU─ essencial;2 ─ AG;3 ─ nucléolo.
AG geralmente é polarizado em células secretoras: sua parte proximal está voltada para o citoplasma e o núcleo, e a parte distal está voltada para o citoplasma e o núcleo. ─ para a superfície celular. Na área proximal, as pilhas de cisternas estreitamente espaçadas são adjacentes a uma zona de pequenas vesículas lisas e cisternas de membrana curta.
Arroz. 4. Aparelho de Golgi (AG) em mi eletrônicocroscópio(de acordo com Chentsov Yu.S., 2010)
Arroz. 5. Representação esquemática dos componentes do aparelho de Golgi(de acordo com Chentsov Yu.S., 2010)
Observação : 1 ─ EPR-AG (ERGICO) ─ zona intermediária;2 ─ zona cis, área proximal; 3─ mediano─ seção intermediária; 4─ área transdistal; 5─ Trans-rede AG.
Na parte intermediária dictiossomos a periferia de cada tanque também é acompanhada por uma massa de pequenos vacúolos com cerca de 50 nm de diâmetro.
Na seção distal ou transseccional dos dictiossomos, a última cisterna plana da membrana é adjacente a uma seção que consiste em elementos tubulares e uma massa de pequenos vacúolos, muitas vezes apresentando pubescência fibrilar ao longo da superfície na lateral do citoplasma - estes são pubescentes ou com bordas vesículas do mesmo tipo que as vesículas com bordas durante a pinocitose ( do grego antigo πίνω ─ beber, absorver e κύτος ─ recipiente, célula ─ capturar pela superfície celular do líquido com as substâncias nele contidas; o processo de absorção e destruição intracelular de macromoléculas ).
Esta é a chamada rede trans-Golgi (TGN), onde ocorre a separação e classificação dos produtos secretados. Ainda mais distal é um grupo de vacúolos maiores - este é o produto da fusão de pequenos vacúolos e da formação de vacúolos secretores.
Ao estudar seções espessas de células usando um microscópio eletrônico de megavolt, descobriu-se que nas células os dictossomos individuais podem ser conectados entre si por um sistema de vacúolos e cisternas. É assim que se forma uma rede tridimensional solta, que é visível em um microscópio óptico. No caso da forma difusa de AG, cada seção individual é representada por um dictiossomo. Nas células animais, os centríolos estão frequentemente associados à zona da membrana do aparelho de Golgi; entre os feixes de microtúbulos que se estendem radialmente a partir deles encontram-se grupos de pilhas de membranas e vacúolos, que circundam concentricamente o centro da célula. Esta conexão provavelmente reflete o envolvimento dos microtúbulos no movimento do vacúolo.
Funções Aparelho de Golgi Juntamente com as proteínas, os lipídios da membrana são transportados no aparelho de Golgi.
1. Separação de proteínas em 3 fluxos:
● Seção Cis (mais próxima do núcleo); proteínas lisossômicas ─ glicosiladas (com manose) entram no compartimento cis do complexo de Golgi, algumas delas são fosforiladas e um marcador de enzimas lisossômicas é formado ─ manose-6-fosfato. No futuro, essas proteínas fosforiladas não sofrerão modificações, mas entrarão nos lisossomos.
● Departamento Médico; exocitose constitutiva (secreção constitutiva). Esse fluxo inclui proteínas e lipídios, que se tornam componentes do aparato da superfície celular, incluindo o glicocálice, ou podem fazer parte da matriz extracelular.
● Departamento Trans (mais distante do núcleo); secreção indutível ─ proteínas que funcionam fora da célula, no aparelho de superfície da célula e no ambiente interno do corpo entram aqui. Característica das células secretoras.
2. Formação de secreções mucosas (função secretora do aparelho de Golgi) ─ glicosaminoglicanos(mucopolissacarídeos).
● Elementos de membrana AG participam da segregação e acúmulo de produtos sintetizados no RE, participam de seus rearranjos químicos, maturação (rearranjo de componentes oligossacarídicos de glicoproteínas como parte de secreções solúveis em água ou como parte de membranas), (Fig. 6).
● Em tanques AG os polissacarídeos são sintetizados e interagem com proteínas, levando à formação de mucoproteínas.
●O principal é que com a ajuda de elementos do aparelho de Golgi ocorre o processo de remoção de secreções prontas para fora da célula. Além disso, AG é uma fonte de lisossomos celulares.
●A participação do AG nos processos de excreção de produtos secretórios tem sido muito bem estudada a partir do exemplo das células pancreáticas exócrinas. Estas células são caracterizadas pela presença de um grande número de grânulos secretores ( grânulos de zimogênio), que são vesículas de membrana cheias de conteúdo proteico. As proteínas dos grânulos de zimogênio incluem várias enzimas: proteases, lipases, carboidratos, nucleases.
Durante a secreção, o conteúdo desses grânulos de zimogênio é liberado das células para o lúmen da glândula e depois flui para a cavidade intestinal. Como o principal produto excretado pelas células pancreáticas é a proteína, foi estudada a sequência de incorporação dos aminoácidos radioativos nas diferentes áreas da célula (Fig. 7).
Arroz. 6. Esquema da conexão entre o RE e o aparelho de Golgi com a formação e liberação de zimogênio das células acinares pancreáticas (de acordo com Chentsov Yu.S., 2010)
Observação : 1 ─ zona de transição entre EPR e AG; 2─ zona de maturação dos grânulos secretores;3 ─ grânulos de zimogênio separados de AG; 4─ sua saída (exocitose) para fora da célula.
Arroz. 7. Sequência de detecção}
