Como as proteínas são direcionadas para o seu destino final correto?

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• Como as proteínas são direcionadas para seus destinos na célula?
• Como ocorre o endereçamento de proteínas?
• Como uma proteína chega ao seu destino sem errar o caminho?
• Como as proteínas são transportadas?

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TEORIA DO SINAL – GÜNTER BLOBEL
SINTESE DE PROTEÍNAS
QUEM ERA GÜNTER BLOBEL 
	Nascido em 1936 em Waltersdorf, região da Alemanha que agora pertence à Polônia, Günter Blobel era um cientista alemão, biólogo celular e molecular da Universidade Rockefeller, de Nova York. Ele estudou como as proteínas recém-sintetizadas são transportadas para o meio extracelular ou são direcionadas para um sistema de membranas intracelulares especializado, o retículo endoplasmático.
A DESCOBERTA
A síntese de proteínas que são codificadas a partir do genoma nuclear, nos organismos eucariotos, pode ocorrer tanto nos ribossomos livres no citosol quanto nos ribossomos aderidos à face citosólica da membrana do Retículo Endoplasmático Granuloso. Nestes organismos, a síntese proteica também pode ocorrer nas mitocôndrias ou nos cloroplastos, a partir das informações contidas no DNA presente nestas organelas.
A primeira questão que devemos fazer é: como a célula “sabe” para onde uma determinada proteína deve ser endereçada? A resposta é simples: a célula não “sabe”. Bem, mas se a célula não “sabe”, como a proteína chega, então, ao seu destino correto? Quem respondeu a essa pergunta pela primeira vez foi o Günter Blobel no ano de 1970.
Ele verificou que determinadas proteínas apresentavam sequências específicas de resíduos de aminoácidos como parte de sua estrutura primária, e que estas sequências eram responsáveis pelo endereçamento da proteína para um determinado compartimento celular. Estas sequências funcionam como verdadeiros códigos postais biológicos e são conhecidas como sequência sinal ou peptídeo sinal.
O CONTEXTO
	Estudos na década de 50 e 60 indicaram que proteínas secretadas são sintetizadas nos ribossomos ligados à membrana e transferidas através da membrana durante sua síntese. Entretanto, isto não explica porque ribossomos envolvidos na síntese de proteínas secretadas ligam-se a membranas enquanto ribossomos que sintetizam proteínas citosólicas não. Uma hipótese para explicar esta diferença foi primeiramente surgida por Günter Blobel e David Sabatini. Naquele momento eles propuseram que mRNAs destinados a ser traduzidos em ribossomos ligados à membrana contêm um conjunto específico de códons a 3’ sítio de iniciação, a tradução desses códons gera uma sequência específica no amino terminal da cadeia polipeptídica crescente (a sequência sinal) e (3) a sequência sinal direciona a ligação do ribossomo com a membrana. Eles propuseram “uma versão mais detalhada desta hipótese, de agora em diante referida como a Hipótese do Sinal”.
A HIPÓTESE DO SINAL
Em 1971, o biólogo formulou a primeira versão da hipótese do sinal. Ele postulou que proteínas secretadas para o meio extracelular contêm um sinal intrínseco que dirige-as para e através das membranas. Blobel descreveu, em 1975, as várias etapas desses processos. Foi descoberto que o sinal consiste de um peptídeo, e também foi sugerido que a proteína atravessa a membrana do retículo endoplasmático através de um canal.
Durante os 20 anos seguintes, Blobel e colaboradores caracterizaram passo a passo os detalhes moleculares desses processos. Finalmente foi demonstrado que a hipótese de sinal estava correta e era universal, já que o processo operava da mesma maneira em fungos, plantas e células animais.
Em colaboração com outros grupos de pesquisa, Günter Blobel foi capaz de mostrar que sinais intrínsecos similares direcionam o transporte de proteínas também para outras organelas intracelulares. Com base em seus resultados, Günter Blobel formulou, em 1980, os princípios gerais para a classificação e o direcionamento de proteínas para um compartimento celular em particular.
Cada proteína carrega em sua estrutura a informação necessária específica para sua própria localização na célula. Sequências específicas de aminoácidos determinam se a proteína passará através da membrana para o interior de uma organela em particular, se ela será integrada à membrana, ou se será exportada.
Uma variedade de sinais que direcionam as proteínas para as diferentes partes das células tem sido identificada, mostrando que os princípios formulados por Blobel estão corretos. Estas sequências que funcionam como uma marca são de fato uma cadeia de diferentes aminoácidos presentes como uma pequena porção do final da proteína, ou algumas vezes localizadas no meio da proteína.
PRÊMIO NOBEL
	Um grande número de proteínas que desempenham funções essenciais está constantemente sendo produzido e transportado para fora da célula ou para as organelas celulares. Como as proteínas recém-sintetizadas são transportadas através das membranas que envolvem as organelas, e como elas são direcionadas para a sua posição correta dentro das células? Estas questões respondidas através do trabalho laureado com o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina de 1999 e intitulado Proteínas têm Sinais Intrínsecos que Direcionam seu Transporte e sua Localização na Célula, de autoria do Dr. Günter Blobel. A pesquisa teve seu início na década de 1970, quando o professor Blobel descobriu que as proteínas recém-sintetizadas têm um sinal intrínseco que é essencial para direcioná-las através da membrana do retículo endoplasmático.
	Durante os 20 anos seguintes, Blobel caracterizou em detalhes os mecanismos moleculares básicos desses processos. Ele também mostrou que endereços direcionam as proteínas para outras organelas intracelulares.
	Os princípios descobertos e descritos por Günter Blobel tornaram-se universais, operando da mesma forma em fungos, plantas e células animais. Doenças hereditárias humanas são causadas por erros nestes sinais e mecanismos de transporte. A pesquisa de Blobel também contribuiu para o desenvolvimento de um uso mais efetivo de células como fábricas de proteínas recombinantes.
A CONTRIBUIÇÃO DA DESCOBERTA DE BLOBEL
	A investigação de Blobel também contribuiu para o desenvolvimento de um uso mais eficaz das células como 'fábricas de proteínas' para a produção de medicamentos importantes”. Na realidade, o trabalho de Blobel tem um enorme interesse no campo de saúde e da biotecnologia. 
No caso da malária, por exemplo, o parasita que lhe dá origem desenvolve resistência ao quinino através das proteínas de membrana das suas células. Conhecendo melhor o mecanismo de funcionamento destas proteínas, será possível desenvolver melhores medicamentos para combater esta resistência. Da mesma forma, a insulina ou as hormonas de crescimento - administradas a muitos doentes - são atualmente fabricadas fora do corpo humano por leveduras. O trabalho de Blobel foi fundamental para que este avanço da biotecnologia pudesse ter acontecido.
REFERÊNCIAS
COOPER, Geoffrey M.; HAUSMAN, Robert E. A célula: uma abordagem molecular. 3 ed. – Porto Alegre - Artemed, 2007.
Jornal Brasileiro de Patologia e Medicina Laboratorial – vol. 40 – no. 1, Rio de Janeiro. Feb 2004. Nossa capa our magazine cover.
<http://www1.folha.uol.com.br/fsp/ciencia/fe1210199901.htm> Acessado em: 04/09/17.

Como as proteínas são direcionadas para seus destinos na célula?

Como ocorre o endereçamento de proteínas?

Como uma proteína chega ao seu destino sem errar o caminho?

Como as proteínas são transportadas?