TEMA 8 (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Biología Celular
Año del apunte 2014
Páginas 10
Fecha de subida 21/10/2014
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TEMA 8. RUTAS ENDOCÍTICAS.
En el aparato de Golgi existe un mecanismo para que las proteínas propias no vayan a otro lado: las zonas donde se forman las vesículas son más gruesas, de tal manera que las proteínas del Golgi (que son de hélice alfa y de un solo paso) son más cortas que estas, y no podrán ir en la membrana más gruesa.
La exocitosis es la expulsión de sustancias fuera de la célula mediante la fusión de vesículas.
La endocitosis es la ingestión de macromoléculas o partículas mediante la formación de vesículas. Tiene varias funciones: - - Introducción de nutrientes.
Mantener la medida celular: el volumen que se coge, también sale por exocitosis. Normalmente una célula no crece, ha de estar igual, excepto cuando va a dividirse.
Respuesta a señales extracelulares.
Renovación de la membrana plasmática y de los receptores.
Defensa: fagocitosis.
Todo lo que entra por endocitosis hay un circuito por el endosoma: la vesícula se fusiona con un endosoma primario, llega al endosoma tardío y finalmente llega a los lisosomas, donde se procesa y luego sale al citosol para ser utilizado.
Los endosomas son los centros de distribución del material, y los lisosoma son los centros de degradación del material.
ENDOSOMAS Y LISOSOMAS Son túbulos y vesículas con pH ácido; son un 1% del volumen celular, hay unos 200 en cada célula. En su membrana plasmática hay bombas de protones de tipoV. Se distinguen varios tipos de endosomas: - - Endosomas periféricos o primarios (tempranos=early): se forma por debajo de la membrana plasmática, como consecuencia de la fusión de pequeñas vesículas de endocitosis. Su pH está en torno a 6.
Endosomas de reciclaje: hacen función de almacenamiento. la ruta habitual: los receptores de membrana reconocen la señal, y hacen que se forme la vesícula de clatrina, esta se separa de la membrana plasmática, pierde el revestimiento, y el pH que se ha acidificado, hace que el receptor se separe de si ligando y se vaya, de forma que a los lisosomas solo llegará el material que ha de degradarse.
89 - - Endosomas multivesiculares: para degradar proteínas transmembranales. Es como una doble endocitosis: dentro del endosoma hay un vesícula, y cuando el contenido llegue al lisosoma, allí llegará la vesícula con los ligandos y los receptores dentro, y por tanto los receptores también se degradarán.
Endosoma perinuclear (tardío): está cerda del núcleo y del CG. Su pH está en torno a 5 o 5.5, y en ellos se da la separación el material. Se encarga del material hasta que se fusiona con una vesícula con unas enzimas lisosomales y se va al lisosoma, donde hay un pH aún más bajo.
Aún no se sabe si los endosomas y los lisosomas tienen una relación de maduración, o como se pasa de unos a otros, o como se han formado los distintos tipos. Hay unos cuatro modelos para explicarlo: 1. Modelo de maduración: los endosomas van cambiando su pH y sus proteínas pasando desde los primarios hasta los tardíos.
2. Modelo vesicular: supone que son orgánulos distintos, y lo que son es vesículas que mueven la sustancia por los distintos orgánulos.
3. Modelo : supone que son distintos, que llega un momento en el que se unen e intercambian sustancias, y que luego se separan y se distribuyen.
4. Modelo híbrido: supone que un endosoma tardío, y un lisosoma se unen y forman un híbrido; este hace la digestión y luego lisosoma y endosoma tardío se separan.
90 TIPOS DE ENDOCITOSIS: A. FAGOCITOSIS: definitiva en la degradación de partículas grandes. En organismos unicelulares es una forma de conseguir alimentos, mientras que en los pluricelulares, solo en célula especializadas (macrófagos y neutrófilos) para: - Defensa con la ingestión de organismos.
- Eliminación de restos celulares.
- Eliminación de células muertas.
- Renovación celular.
Se trata de un proceso activo y regulado, que requiere la activación de un receptor en la superficie de la membrana plasmática, que indicará que se puede llevar a cabo la fagocitosis.
El reconocimiento del material a fagocitar es llevado a cabo por diferentes moléculas dependiendo de la célula: - Células senescentes: oligosacáridos de superficie de membrana.
Célula suicidad o apoptósicas: fosfolípidos de membrana.
Microorganismos: anticuerpos.
Estas sustancias se reconocen por la presencia de receptores específicos en la membrana plasmática de macrófagos y neutrófilos.
La fagocitosis es llevada a cabo por un mecanismo de cremallera: 1. En primer lugar se une la sustancias a fagocitar (Ac) a los receptores.
2. Se emiten pseudópodos que comienzan a alargar la membrana.
3. Se forma el fagosoma.
91 B. PINOCITOSIS: ingestión de solutos y fluidos. Se lleva a cabo en todas las células, y las vesículas que la realizan son de menos tamaño que las de la fagocitosis. Existen varios métodos: 1. ENDOCITOSIS MEDIADA POR CLATRINA: mediada por receptor. Para que se de es necesario que en la membrana plasmática hay receptores específicos para la molécula que se quiere introducir. Por tanto se da una concentración selectiva de 92 macromoléculas mediante la presencia de receptores específicos y se internaliza el contenido mediante vesículas revestidas de clatrina (CCV-AP2). Permite internalizar sustancias cuya concentración es baja en el citosol en gran cantidad.
Esta endocitosis es un proceso constitutivo que se lleva a cabo en todas las células de los mamíferos. Tiene la función de ingestión de nutrientes, intervención en procesos de señalización, en la regulación del número de receptores, en la regulación de proteínas transportadoras que conforman las bombas iónicas, y en la eliminación de receptores activados cuando ya se ha recibido la señal. Al ser constitutiva, se da continuamente (puede llegar hasta 2500 veces en un minuto).
Cuando se forma la vesícula de clatrina, además de introducir la molécula para la cual tienes los receptores, también puede entrar cualquier molécula que hay libre en el medio. Por tanto en la endocitosis mediada por receptor, haces a la vez pinocitosis en fase fluida (endocitosis no mediada por receptor); la cantidad de sustancias para las que no hay receptores depende de cantidad de moléculas, no del número de receptores, ya que estos tienen la misma dinámica que las proteínas transportadoras y llegan a la saturación.
Para que se forme la vesícula son necesarias una serie de sustancias, proteínas, y acciones (tema de transporte). Estas vesículas están recubiertas de clatrina, porque son necesarias las adaptinas AP2 y también regiones de la membrana donde haya PiPs.
Dentro de la vesícula de clatrina, el receptor y el ligando están unidos, y pueden separarse y seguir caminos distintos, o mantenerse unidos.
- Disociación de receptor y ligando: cuando la vesícula de endocitosis se fusiona con los endosomas, el pH proácido de estos puede inducir un cambio conformacional en el receptor y hacer que la afinidad entre este y su ligando cambie y entonces se separen. Por ejemplo: ingestión de colesterol (se puede fabricar también dentro de la célula) es insoluble en la sangre; el colesterol está dentro de las LDL (transportan el colesterol dentro: están formadas por una 93 monocapa de fosfolípidos y colesterol y dentro tienen los esteres de colesterol; en la zona externa tienen la apoproteína B, que será lo que reconoce el receptor). El receptor de las LDL está en la membrana plasmática y reconoce la apoproteína B por su dominio extracelular, y por el dominio intracelular (en la cara citosólica), ahora se unirá a las AP 2 y a la clatrina haciendo que se empiece a forma la vesícula de endocitosis. Cuando la vesícula se fusione con el endosoma, el pH ácido de este hace que las LDL sufran un cambio conformacional y el receptor deje de interaccionar con ellas. Entonces los receptores van en una vesícula de revestimiento desconocido hasta la mp para ser reciclados (allí con el pH neutro serán afines de nuevo) y las LDL llega a los lisosomas, donde serán degradas por las hidrolasas ácidas y el colesterol quedará libre, pasando luego al citosol, donde se utilizará.
El colesterol que queda libre en el citosol ha de hacer algo para que la célula no siga fabricando más colesterol, ya que entonces se acumularía: inhibe la acción de las enzimas biosintéticas que lo fabrican, inhibe la síntesis de receptores de produce acumulación de este, como pasa en la hipercolesterolemia familiar, enfermedad en la que se acumulan placas de colesterol, ya que se evita la entrada de las LDL y por tanto se acumulan en los vasos sanguíneo, porque no entran partículas, debido a que no hay receptores, a que el dominio que hay hacia fuera del receptor es el erróneo, que el 94 receptor tenga un error en cualquiera de sus dominios (o no se une al ligando o a la AP2, ambas son malas).
- Si el pH no es lo suficientemente ácido como para que el receptor y el ligando se separen, ambos llegan juntos al lisosoma. Pueden ocurrir varias cosas: i. Tanto ligando como receptor son reciclados a la mp, al mismo dominio.
Por ejemplo, la ingestión de hierro: la apotransferrina (no cargada de hierro) y la ferrotransferrina (cargada con hierro). Para que se de la ingestión necesitamos un receptor que interacciona con ella, situado en la mp: en pH neutro la F. se une al receptor y se formará la vesícula, que llegará al endosoma; el pH ácido hará que la F. libere al hierro, pero siguiendo unido el receptor a la proteína, ahora A.; ahora se formará una vesícula que se fusionará en la membrana plasmática, quedando en esta el receptor unido la A., y en el pH neutro que hay ahora, se separarán; así que el hierro se une a la A., y es el hierro el que hace que se una al receptor al provocar en ella un cambio conformacional, por tanto el pH no es el responsable de esta unión.
95 ii. Tanto ligando como receptor son degradados en los lisosomas. Por ejemplo, los factores de crecimiento epidérmicos: cuando estos llegan a los receptores específicos estos de dimerizan y autodesforilizan y desencadenan una cadena de señales que llegan al núcleo y dan la orden.
Una vez se han unido es necesario eliminar al receptor, porque así no se volverá a producir la cascada de señal; en este caso se hace una endocitosis para impedir que se repita la señal, no por necesidad de las células. Los receptores que se han de degradar portan una marca: una ubicuitina (no una cola multiubicuitina). Se da en endosomas multivesiculares: el endosoma se invaginará, formando un cuerpo multivesiculares, y cuando llega a los lisosomas y degradarán los receptores y las EGF.
iii. Transcitosis: solo se da en epitelios. Por ejemplo el transporte IgG de mamíferos en el epitelio intestinal. En el dominio apical están los 96 receptores de las Ig, se forman vesículas, van al endosoma, y de allí va al lisosoma. Cuando la vesículas en el dominio vasolateral, el pH neutro los separa: Ig van a la sangre y los receptores hacen otra Transcitosis para llegar a apical de nuevo.
Los cambios de pH condicionan las interacciones peor eso no quiere decir que siempre pase lo mismo a pH ácido y siempre lo mismo a pH neutro.
2. Mediada por caveolina: se forman invaginaciones pequeñas y uniformes de la membrana plasmática, con necesidad de proteínas de unión de colesterol, que se localizan en balsas lipídicas (enriquecidas en colesterol, Glucoesfingolípidos y enfingomielina). Funciones de estas vesículas: endocitosis, Transcitosis, transprote de colesterol, señalización celular y regulación de la elasticidad de la membrana plasmática. La caveolina es una proteína transmembrana con los extremos N-terminal y C-terminal en la cara citosólica de la membrana en las balsas lipídicas.
3. Endocitosis no mediada por receptor: se forman las diferentes microdominios de la mp, se trata de una endocitosis constitutiva y regulada, pero una proteína de revestimiento que selecciona la carga. Se desconoce la presencia de adaptadores.
MACROPINOCITOSIS: es un proceso regulado que depende darse en todas las células donde la membrana hace una prolongación muy grande y es cortada, de manera que se 97 degrada todo lo que ha quedado dentro. Es necesario para la reorganización del citoesqueleto de actina. Recibe el nombre de macropinocitosis porque puede endocitar sustancias de entre 150 y 500 nm de diámetro; estas vesículas que se forman se fusionan con los endosomas primarios. El proceso es igual que el de pinocitosis.
C. AUTOFAGIA: es un proceso que se lleva a cabo en todas las células para renovar o eliminar sustancias u orgánulos de dentro de la célula. Funciones: - Renovación de orgánulos celulares.
Regulación se la secrección en exceso (RER).
Destoxificación celular.
Introducción de metabolitos y nutrientes en caso de desnutrición: la célula se alimenta de sus propios orgánulos.
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