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Complexo de Golgi Docente: Profa. Dra. Maria Tercília Vilela de Azeredo Oliveira Colaboração: Ester Tartarotti / Priscila Pasqüetto Mendonça.

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1 Complexo de Golgi Docente: Profa. Dra. Maria Tercília Vilela de Azeredo Oliveira Colaboração: Ester Tartarotti / Priscila Pasqüetto Mendonça

2 1. Introdução 2. Ultra-estrutura 3. Métodos de estudo 4. Composição química 5. Aspectos funcionais 6. Biogênese do Complexo de Golgi

3 1. Introdução a) Histórico 1898 Camilo Golgi aparelho reticular interno - impregnação por íons prata - células secretoras, neurônios e células metabolicamente ativas - críticas: artefato 1955 M.E.= aspectos ultra-estruturais confirmam a organela Impregnação por íons Prata M.E. M.L.

4 b) Ocorrência e localização Na maioria das células eucarióticas (exceção: hemáceas e espermatozóides) Próximo ao núcleo Dispersos no citoplasma Célula Animal Célula Vegetal

5 Localização do Complexo de Golgi Microscopia de Contraste de Fase Entre RE e a membrana plasmática Próximo ao núcleo

6 2. Ultra-estrutura (ME) Arranjo organizado das membranas que envolvem suas cavidades Sáculos achatados, aproximadamente circulares = cisternas = dictiossomos Sobrepostas em corte transversal Número de cisternas variável tipo e estado fisiológico da célula (4 a 8 cisternas de 10nm) Sem comunicação física entre as cisternas espaçadas por 20 a 30nm (matriz protéica difusa)

7 Ultra Estrutura

8 Organização das cisternas: - cisternas cis (RE) - médias - trans (sítio secreção) Rede Golgi cis e rede Golgi trans - rede Golgi cis localiza-se entre RE e cisternas cis sítio de entrada do CG parte convexa - rede Golgi trans sítio de saída de substâncias (secreção) parte côncava Cisternas e redes Golgi composição química diferente Ultra-estrutura

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10 3. Métodos de Estudo a)Microscopia eletrônica de transmissão Face cis: cromofílica Face trans: cromofóbica

11 b) Estudo in situ por métodos citoquímicos ML resultados incertos ME informações precisas - Polissacarídeos sulfo e sialomucinas e mucopolissacarídeos: cavidades dos dictiossomos, sáculos da face trans e nas vesículas do Golgi - Existência de diversas enzimas subdivisão funcional do CG de acordo com o conteúdo enzimático de cada cisterna c) Análise bioquímica das frações de Golgi Isolamento da organela: centrifugação diferencial e gradientes em sacarose microssomos Enzimas específicas marcadoras do CG várias glicosiltransferases (adição de açúcares às proteínas e aos lipídios)

12 c) Análise bioquímica das frações de Golgi Isolamento da organela: centrifugação diferencial e gradientes em sacarose microssomos Enzimas específicas marcadoras do CG várias glicosiltransferases (adição de açúcares às proteínas e aos lipídios)

13 4. Composição química a) Membranas - Composição e espessura (5 e 10nm) difere entre os compartimentos - Lipídios % fosfolipídios - Proteínas % enzimas, proteínas estruturais e transferases - Conteúdo enzimático específico para cada compartimento do CG CompartimentoConteúdo enzimático Rede Gogi cisFostatase Cisterna cisManosidases I Cisterna média Manosidases II e III N-acetilglicosamina transferase Cisterna transGalactosiltransferase Rede Golgi trans Fosfatase ácida, tiamina pirofosfatase (TPPase), nucleosídeo fosfatase (NDPase), sialiltransferase, sulfotransferase

14 b) Luz das cisternas do Complexo de Golgi - Carboidratos: monossacarídeos (glicose, galactose, manose, frutose, ácido siálico, xilose e N- acetilglicosamina) - Polissacarídeos (pectina, hemicelulose - células vegetais e glicosaminoglicanas - células animais) - Proteínas de secreção: conteúdo varia com o tipo celular estudado A. Célula secretora de muco B. Célula de testículo C. Célula da glândula adrenal D. Célula de mucosa intestinal

15 5. Aspectos funcionais a) Processamento de proteínas e lipídeos (glicosilação, sulfatação, fosforilação) b) Síntese de polissacarídeos c) Transporte, seleção e endereçamento de substâncias secretadas da célula d) Formação do acrossomo e) Formação de membranas celulares

16 a 1 ) Glicosilação - adição de açúcares às proteínas e lipídios - processamento dos açúcares N-ligados provenientes do RE - elongação e terminalização das cadeias polissacarídeas - glicosiltransferases proteínas de membrana 5. Aspectos funcionais a) Processamento de proteínas e lipídios Dois tipos principais de oligossacarídeos N-ligados: Ricos em manose Não sofrem adição de açúcar durante seu transporte Complexos Sofrem adição seqüencial açúcares

17 a 2 ) Sulfatação Na luz da rede trans: Certas proteínas de secreção destinadas à membrana plasmática sofrem sulfatação Adição de sulfato: Cadeias glicídicas ligadas a essas proteínas e lipídeos Resíduos do aminoácido Tirosina (proteína) Ex.: proteoglicanos (matriz extracelular animal) sulfato: - Carga negativa - Retenção de água 5. Aspectos funcionais a) Processamento de proteínas e lipídios

18 a 3 ) Fosforilação - ocorre apenas na face cis do CG - formação dos resíduos de manose-6-fosfato em enzimas lisossomais - direcionamento das enzimas lisossomais 5. Aspectos funcionais a) Processamento de proteínas e lipídios

19 Sintetizados na luz do CG hemicelulose e pectina (vegetais) e glicosaminoglicanas (animais) Ex.: célula caliciforme - secretam grande quantidade de muco para o intestino - encontradas na face trans 5. Aspectos funcionais b) Síntese de polissacarídeos

20 5. Aspectos funcionais c) Transporte - CG faz parte da via biossintética secretora da célula - proteínas e lipídios produzidos RE CG Destino final (lisossomos, vesículas de secreção ou membrana plasmática)

21 - Transporte antetrógrado RE – CG – destino final - Transporte retrógrado CG – RE (reciclagem) 5. Aspectos funcionais c) Transporte

22 Secreção regulada produtos ficam retidos em vesículas de secreção, aguardando um sinal específico para sua liberação - produto sofre condensação ou agregação, com eliminação de água - reserva de material para exocitose - secreção mais eficiente 5. Aspectos funcionais c) Transporte Via secretora Secreção constitutiva produtos secretados de forma contínua e não regulada, logo após deixarem CG - não dependem de sinalização específica

23 Exemplo de secreção regulada: insulina Pró-hormônio condensação e acidificação clivagem da pró-insulina em insulina (hormônio ativo)

24 Exemplo de secreção regulada: célula caliciforme - Material a ser secretado: acumulado - Sinal externo dispara a liberação

25 Vesículas de transporte: - Responsáveis pelo transporte através da Via Biossintética Secretora - Classificadas de acordo com o tipo de substância que carregam e do seu endereçamento em: 5. Aspectos funcionais c) Transporte Via secretora b) vesículas que não selecionam os produtos de secreção (cobertura protéica: COP I e COP II – Coatômeros) a) vesículas que selecionam os produtos de secreção (cobertura protéica: clatrina)

26 Fusão de vesículas Reconhecimento entre a vesícula de transporte e o alvo (especificidade) -Proteínas SNARES: - V-SNARE - T-SNARE -Proteínas de ancoragem - Rabs (GTPases) 1. Ancoragem 2. Acoplamento 3. Fusão Aspectos funcionais c) Transporte

27 As proteases e glicosidases (enzimas hidrolíticas) do acrossomo são sintetizadas na luz do CG Essas enzimas facilitam a penetração do espermatozóide no ovócito II, por digestão da zona pelúcida 5. Aspectos funcionais d) Formação do acrossomo

28 A vesícula, após liberar seu conteúdo, apresenta a fusão das membranas Aumento da área da superfície celular Mecanismo de endocitose: restabelece a superfície celular Reciclagem da membrana 5. Aspectos funcionais e) Formação de membranas celulares

29 6. Biogênese dos sáculos do Complexo de Golgi - Vesícula Retículo endoplasmático Região de transição (alinhamento em fileira) - Novos sáculos são formados pela face cis (face de formação) – fusão das vesículas alinhadas - Número de sáculos: - muda de acordo com as condições fisiológicas - decresce em células em jejum - aumenta quando a formação de grânulos de secreção é bloqueada Durante a mitose: - Fragmentação das vesículas - Distribuição das células-filhas

30 Resumo dos processos que ocorrem no Complexo de Golgi

31 A evolução do conhecimento dentro da Biologia Celular tem um bom exemplo na história do Apparato Reticulare Interno, o importante Aparelho de Golgi, descoberto por Camilo Golgi, em 1898, por meio do desenvolvimento, com muitas dificuldades, da técnica de impregnação metálica. O desenvolvimento posterior dos conhecimentos sobre esta organela mostra a dependência que existe entre áreas diferentes e o notável desenvolvimento das técnicas e instrumentos aplicados ao estudo das células. E, embora, o estudo fisiológico do Complexo de Golgi esteja apenas começando, seus aspectos funcionais que conhecemos até o presente, podem ser delineados como os mais importantes. Benedicto de Campos Vidal

32 Cabo Frio, RJ novembro/2007 Obrigada!


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