Fig. 1 – As células eucarióticas possuem compartimentos intracelulares recobertos por membranas com funções diversas, as organelas,  o que demonstra uma grande complexidade em sua estrutura. Proteínas específicas conferem as diferentes funções para estas organelas. Os compartimentos intracelulares podem se divididos em 4 diferentes famílias: O Núcleo e citosol (citoplasma), as organelas que participam das vias endocítica e exocítica da célula (RE, Golgi, Endossomos e Exossomos, Lisossomos); a Mitocôndrias e peroxissomo ; e os Plastídeos.

 

Fig 2 Retículo Endoplasmático. Todas as células eucarióticas possuem RE, o mesmo é constituído de tubos e sacos planos interconectados que são contínuos com a membrana nuclear. Sua função principal é a biossíntese e modificação de proteínas e lipídeos, porém em células musculares são responsáveis pelo armazenamento de Ca++. Na imagem observamos em azul o RE Rugoso, que possui função principal de síntese e modificação de proteínas que serão exportadas ou encaminhadas para outras organelas (endossomo, lisossomo, peroxossomo) , e em laranja o RE Liso que possui função principal de síntese e modificação de lipídeos.

 

Fig.3 Microscopia eletrônica. Na imagem observamos em A a microscopia eletrônica do RE Liso, sua membrana e compartimentos sem a presença dos ribossomos, e em B a microscopia eletrônica do RE Rugoso,  seus compartimentos e sua membrana rica em ribossomos. Os ribossomos e B podem ser vistos como pequenas bolas pretas ligadas à membrana.

 

Fig. 4 Síntese de proteínas e distribuição. Como observamos na ilustração, a maior parte das proteínas são sintetizadas no citoplasma através dos ribossomos que utilizam como molde o RNAm. Estas proteínas podem atuar no próprio citoplasma, mas também podem atuar em diferentes organelas. Todas as funções executadas pelas organelas da célula são executadas por proteínas,  o que torna importante um sistema de distribuição de proteínas para as diferentes organelas através de sequências específicas em sua cadeia. Porém , existem proteínas que possuem uma sequência sinal que faz com que sua tradução se conclua na membrana do RER, e que possui função na própria organela ou é direcionado através do Complexo Golgi para sua maturação e atuação na região específica da célula.

 

Fig. 5 Partícula Reconhecedora de sinal. Após a passagem do RNAm pelos sítios do Ribossomo, se a proteína for direcionada à membrana do RER, a primeira sequência traduzida será uma Sequência Sinal composta por uma sequencia de +-20 aminoácidos hidrofóbicos. A sequência é reconhecida pela SRP (Partícula Reconhecedora de Sinal), como é mostrado em B . Esta partícula, figura A, possui uma cavidade de ligação à Sequência Sinal e quando é ligada a Sequência Sinal se dobra, conectando ao ribossomo seu domínio de pausa traducional, induzindo a pausa da tradução.  A SRP será então reconhecida pelo receptor de SRP, na membrana do RER.

 

Fig. 6 Translocação co-traducional. Como vimos na figura anterior (Fig. 5) a ligação da Sequência Sinal com a Partícula Reconhecedora de Sinal ocasiona a pausa da tradução. Esse processo só se conclui após a ligação do SRP-Ribossomo a proteína receptora SRP na membrana do RE rugoso, encaminhando a proteína em formação para um translocador de proteína. A tradução contínua, após liberação da SRP do complexo, e a translocação se inicia, encaminhando a moléculas em formação para o interior do RE rugoso.

 

Fig. 7  Após o termino da tradução, na membrana do RE Rugoso, a proteína se solta do translocador e perde sua sequência sinal. Como mostrado na primeira figura, a mesma pode entrar no lúmen do RE Rugoso ou, como mostrado na segunda figura, ficar ligada à membrana. As proteínas transmembrana maduras do RE Rugoso serão transportadas através de vesículas para a membrana plasmática, portanto, concluímos que é o RE Rugoso que produz todas proteínas transmembrana da célula.

 

Fig. 8 Polirribossomos. A célula possui uma necessidade constante de proteínas para seu correto funcionamento, portanto ela precisa otimizar a produção das mesmas. Como está representado na imagem, é possível e viável a tradução sequencial de um RNAm por vários ribossomos, o que chamamos de polirribossomos. Este processo acelera a tradução e produção de proteínas.

 

Fig. 9 Enovelamento. O enovelamento é um processo extremamente importante para a célula, pois a proteína precisa de uma forma específica (forma nativa ou forma enovelada) para poder executar sua função. É o enovelamento que proporciona a estrutura correta e específica para cada proteína. Esse processo ocorre de maneiras diferentes e dependo do tipo de proteína e sua localização. Algumas proteínas adquirem sua estrutura durante o próprio processo de tradução, simultaneamente com a sua saída do ribossomo ela assume sua forma funcional aos poucos. Outras proteínas necessitam do auxilio da chaperona e da chaperonina para ocorrer esse processo como mostrado na figura.

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Fig. 9.1 A relação do colapso hidrofóbico com a conformação de proteínas globulares.  O colapso hidrofóbico é uma força que auxilia o dobramento de proteínas globulares.  A tendência da água é “excluir” os grupos hidrofóbicos, dessa forma,  em ambiente aquoso as cadeias laterais de aminoácidos polares (hidrofílicos) tendem a se agrupar na parte externa da proteína, mantendo a interação com a água, enquanto as cadeias laterais de aminoácidos apolares (hidrofóbicos) se concentram no interior, se mantendo escondidos da água.

 

Fig. 10 Glicosilação.O processo de translocação da proteínas no Retículo Endoplasmático Rugoso não é importante apenas para sua inserção na membrana e futura localização (membrana, vesículas, organelas). Esse processo leva a glicosilação da proteína e controla seu correto enovelamento.  A glicosilação é uma reação química onde um carboidrato é adicionado a uma molécula e representa o inicio do Glicocálix.

 

Fig. 11 Retículo Sarcoplasmático. Na imagem observamos um Retículo Sarcoplasmático, ele é um RE específico das células musculares e executa funções essenciais para o processo de  contração muscular. É nele que está armazenado o cálcio, que induz a Troponina a gerar uma mudança conformacional na Tropomiosina, que expõem os sítios de ligação da Actina para a Miosina se ligar e promover hidrólise gerando o encurtamento do sarcômero .