Resum temari sencer (1/2) (2016)

Resumen Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Farmacia - 1º curso
Asignatura biologia cel·lular
Año del apunte 2016
Páginas 6
Fecha de subida 08/04/2016
Descargas 34
Subido por

Descripción

Resum complet del temari sencer de Biologia Cel·lular (Part 1 de 2)

Vista previa del texto

Breca BIOLOGIA CEL·LULAR • L’any 1952 Miller corrobora l’hipòtesi d’Oparin amb un experiment que simulava la Terra primitiva U1. LA CÈL·LULA COM A UNITAT DELS ÉSSERS VIUS 1.L’ÉSSER VIU És aquell sistema: • Obert: hi ha intercanvi d’informació, energia i matèria amb el medi • D’alta complexitat molecular: nº elevat de molè ≠ i d’alt pes mole • Amb capacitat de reproducció autònoma La ciència encarregada d’estudiar els e.v. és la biologia.
Distingeix 5 regnes: Regne Estructura cel·lular Organització cel·lular Nivell nutricional Mòneres Procariotes Unicel·lulars o colonials Autòtrofs, Heteròtrofs, Aeròbics i Anaeròbics Protistes Eucariotes Unicel·lulars o colonials Autòtrofs, Heteròtrofs, Aeròbics i Anaeròbics Fongs Eucariotes Unicel·lulars o pluricel·lulars Heteròtrofs, Aeròbics Vegetals Eucariotes Pluricel·lulars Autòtrofs, Aeròbics Animals Eucariotes Pluricel·lulars Heteròtrofs, Aeròbics 2.LES CÈL·LULES Són les unitats estructurals i funcionals bàsiques dels e.v.
Característiques: • Replicació, transcripció i traducció del DNA (material hereditari) • Usen proteïnes com a catalitzadors • Estan envoltades d’una membrana plasmàtica Les cèls poden ser procariotes o eucariotes PROCARIOTES EUCARIOTES Senzilles Complexes Unicel·lulars/colonials Unicel·lulars/Pluricel·lulars 0,1-1 µm 1µm - 1mm Genoma amb poca informació Genoma amb molta informació Sense compartiments intracel·lulars Amb compartiments intracel·lulars Microtúbuls de flagel·lina Microtúbuls de tubulina que formen els cilis i flagels Endocitosi i exocitosi Endocitosi i exocitosi Reproducció asexual (bipartició o espores) Reproducció asexual o sexual (mitosi i meiosi) Bacteris, cianofícies i micoplasmes Protistes, fongs, plantes i animals 3.EVOLUCIÓ PREBIÒTICA És la teoria sobre l’origen i evolució de la vida • Fins al s. XVII hi ha teories creacionistes, que defensen la generació espontània • L’any 1862 Louis Pasteur ho descarta en demostrar que en un recipient amb nutrients no apareixen microbis si es manté estèril • La comunitat científica es decanta per les teories materialistes, que deien que els e.v. apareixen a partir de la síntesi abiòtica de molè org. a partir de molè inorg. a la terra primitiva • L’any 1924 Oparin proposa una evolució prebiòtica en què la llum solar i les descàrregues elèctriques incidissin sobres les molè inorg i es formessin compostos org senzills.
• Per a l’evolució química de la vida a la Terra primitiva calia: • Absència total d’oxigen lliure • Fonts d’energia: volcans, llamps, meteorits i radiació • Substàncies químiques: aigua, minerals inorgànics i gasos (CO2, H2, N2, SH2, NH3, CO2 i H2O(g)) • Temps 20.000M Origen de l’univers 1.900M Primera cèl·lula eucariota 15.000M BIG BANG 700-600M Primers vertebrats 4.500M Formació de la Terra 570M Període càmbric 4.300M Origen de l'atmosfera primitiva 4,5M Primer homínid 3.800M Primera cèl·lula 3.1.FASES DE L’EVOLUCIÓ PREBIÒTICA 1. Les descàrregues elèctriques sobre l’atm primitiva originen les quatre classes de biomolècules a l’oceà primitiu 2. L’↑ en la [biomolècules] causa la seva polimerització, entre altres proteïnes i RNA, i obtenim la sopa de cultiu primitiu 3. Origen de la 1a forma de vida: cèls de RNA (DNA), que emmagatzemen la info hereditària i funcionen com catalitzadors, envoltades d’una bicapa lipídica 4. L’RNA és substituït pel DNA, més estable i pot contenir més info (imprescindible per a les noves cèls complexes) 3.2.TEORIES EVOLUCIONISTES L’any 1801 Lammark proposa la teoria de l’herència dels càracters adquirits, amb els postulats següents: • Totes les espècies vénen d’un ancestre comú • La funció crea l’òrgan; l’adaptació es fa per necessitat (Fals) • Herència dels òrgans o caràcters adquirits durant la via (Fals) L’any 1859 Darwin proposa la teoria de l’evolució, que recolza: • L’existència de la variabilitat és el motor de l’evolució • Les ≠ entre els individus d’una mateixa espècie són degudes a mutacions, produïdes a l’atzar • L’entorn s’encarrega de seleccionar els individus més ben dotats per a la supervivència (selecció natural) 4.EVOLUCIÓ CEL·LULAR 4.1.L’ORIGEN DE LES CÈL·LULES EUCARIOTES Ha calgut l’adquisició de dues propietats bàsiques: • Mitocondris i cloroplasts (autòtrofs). La teoria endosimbiòtica defensa que els mitocondris deriven de bacteris aeròbics, i els cloroplasts de cianobacteris • Sistema intracel·lular de membranes → Nucli cel·lular 4.2.EVOLUCIÓ DELS UNICEL·LULARS ALS PLURICEL·LULARS Requisits necessaris: • Un medi intern que aporti nutrients a totes les cèls i un sistema de transport per a aquest medi: sortida dels organismes de l’aigua per trobar aliment • Especialització: diferenciació cel·lular • • U2. ESTRUCTURA DE LES MEMBRANES CEL·LULARS • 1.COMPARTIMENTACIÓ Les cèls estan compartimentades en orgànuls membranosos, amb estructura i funció característics, així com amb uns enzims, molècules especialitzades i sistemes de distribució propis • 2.TRANSPORT PROTEÏC Essencial perquè les proteïnes puguin moure’s entre orgànuls • Transport regulat (nucli-citosol): es fa pels porus nuclears, que permeten la difusió de petites molè i macromolè selectives • Transport transmembrana (citosol-orgànuls): translocadors proteïcs específics permeten travessar les membranes • Transport vesicular (entre compartiments): dirigit per senyals de sorting, reconeguts pels seus receptors al compartiment diana.
Aquests senyals de sorting poden ser: • Seqüències senyal: a l’extrem N-terminal i s’eliminen per una peptidasa en acabar-se el procés de sorting. Són molt hidrofòbiques, per poder entrar als orgànuls. Passen pel RE • Dominis senyal: regions senyals que apareixen quan la pro adopta una configuració 3D que pot ser reconeguda pels receptors corresponents (p.e. M6P). No passen pel RE 3.ESTRUCTURES DE LES MEMBRANES Les membranes defineixen l’extensió de la cèl o dels orgànuls, a la vegada que diferencien el seu interior de l’exterior.
• Components: lípids, proteïnes (sensors) i carbohidrats • Són dinàmiques • Les bicapes lípidiques són molt hidrofòbiques a molè polars • Totes les molè acaben entrant, requereixi ATP (transport actiu per bombes) o no (transport passiu per gradient electroquímic) 3.1.LA MEMBRANA PLASMÀTICA No és uniforme. Hi trobem: • Dominis ordenats (fosfolípids no insat.) i desordenats (insat.) • Rafts, unes zones més amples de composició (colesterol i més concentració d’esfingolípids i pro receptores) i funcions ≠ • Són impermeables i rígides • Es classifiquen en caveolars (tenen caveolina, una pro que regula el transport del colesterol) i no caveolars • Anclatges del virus de la SIDA i de la toxina del Còlera • Molècules Ras (oncogènica i regulada per la caveolina) • Unions al citoesquelet per mitjà de microfilaments • L’acostumem a trobar dividida en dominis (apical, lateral i basal) per les unions estretes 3.2.ELS LÍPIDS DE MEMBRANA Són molè amfipàtiques que formen bicapes • Els més abundants a les membranes són els fosfolípids: cap polar i dues cadenes hidrofòbiques, una insaturada i l’altra no • En moviment: difusió lateral, translocacional, rotacional i transmembrana (flip-flop) • Es sintetitzen al RE • Tipus: fosfatidiletanolamina, fosfatidil serina (-), fosfatidilcolina i esfingomielina • El colesterol, format per un cap polar (OH-), un cos d’anells, esteroides i cues d’àcs. grassos, comporta: • ↓ Fluïdesa = ↑ Rigidesa • ↑ Impermeabilitat • ↓ Possibilitats cristal·lització 3.3.PROTEÏNES DE MEMBRANA Desenvolupen la majoria de les funcions de les membranes.
Segons la seva associació a la membrana, les pro poden ser: • Transmembrana: són amfipàtiques. Distigim: hèlix α o multipass (travessa múltiples cops la membrana), hèlix ß (canals), i estructures hair pin (tenen els dos extrems hidrofílics al mateix costat, mentre que a l’altre fan una mena looping) Integrals d’origen citosòlic: ancorades al citoplasma Integrals amb ancoratge GPI (glicosilfosfatidilinositols): ancorades a la cara no citoplasmàtica. El GPI guia la proteïna on ha d’anar Perifèriques: unides a les capes internes o externes (no ocupen l’interior hidrofòbic) associades a altres proteïnes Les proteïnes fan difusió lateral i de rotació 4.ELS RESIDUS DE SUCRE DE LA SUPERFÍCIE CEL·LULAR A la superfície de les membranes plasmàtiques trobem glúcids orientats a la cara externa de la membrana plasmàtica, com: • Carbohidrats que cobreixen els extrems de les proteïnes de membrana (glucoproteïnes) i els lípids (glucolípids) • No tots els aa poden ser glicosilats, només la serina, treonina i l’àcid aspàrtic • Funcions dels glucolípids: alterar la [ions] en la superfície externa (els carregats), aïllament elèctric (axons neuronals) i reconeixement cel·lular (Procés de rolling) • La pèrdua de glucolípids pot derivar en Alzheimer • Proteoglicans integrals de membrana (per GPI) El glicocàlix és la zona de la superfície cel·lular on es concentren aquests glúcids.
• Funcions: protecció i reconeixement cel·lular 5.TÈCNIQUES D’ESTUDI DE COMPARTIMENTS CEL·LULARS 1. Agafem una mostra del teixit que volem estudiar 2. Homogeneïtzació mecànica: trencament de la m. plasmàtica 3. Centrifugació: segons la intensitat, el temps i la temperatura els components cels es distribuiran d’una forma o d’unaaltra 4. Vesicularització: en una centrifugació d’alta intensitat i durant molt temps obtindrem micosomes (llisos i rugosos, provinents dels RE corresponents), artefactuals (no es troben a la cèl) 5. Radiació dels ribosomes ens permet observar-ne les funcions U3. EL RETICLE ENDOPLASMÀTIC (RE) I LA MAQUINÀRIA BIOSINTÈTICA DE PROTEÏNES AL RE RUGÓS 1.EL RETICLE ENDOPLASMÀTIC És una xarxa laberíntica de túbuls ramificats i de sàculs aplanats connectada amb el nucli i que s’estén per tot el citoplasma.
• El seu lumen queda en contacte amb l’espai perinuclear (espai entre la m. ext i la m. interna del nucli) • La membrana, molt gran, és una doble capa de fosfolípids amb proteïnes, colesterol, esfingomielina, glicolípids i glicoproteïnes • Funció: producció de pro transmembrana, de pro que han de ser secretades i de lípids dels orgànuls cel·lulars • Totes les proteïnes hi passen inicialment • El seu volum depèn del poder transcripcional de la cèl·lula 1.1.RE LLIS (RELl) Estructura tubular (amb enzims) i sense ribosomes enganxats.
• És generalment escàs. El trobem al RE de transició.
• Funcions: • Metabolisme de lípids • Síntesi i producció de lipoproteïnes • Síntesi d’hormones esteroïdees (cèls de Leydig) • Detoxificació (cèls hepàtiques): permet facilitar-ne l’excreció • Emmagatzematge intracel·lular de Ca2+ (cèls musculars; RSarcoplasmàtic) 1.2.RE RUGÓS (RER) Estructura sacular amb ribosomes només al cantó citoplasmàtic.
• Els ribosomes s’uneixen a la membrana per les riboforines • Absent en els espermatozous i abundant a les cèls pancreàtiques i secretores d’anticossos (↑ secreció pro) • Funcions: • Síntesi proteïca • Emmagatzematge i transport de les subs sintetitzades • Control de qualitat post-traduccional 2.TRANSPORT COTRADUCCIONAL (Citosol) L’RNAm s'associa als ribosomes i comença la traducció al RER, a la vegada que les proteïnes hi van entrant. El fan la majoria 1. Ribosoma lliure comença a sintetitzar una pro amb un pèptid senyal (SS) per la unió amb la membrana del RE, que dirigeix el mateix ribosoma a la membrana del RE • Si la pro sintetitzada no té el pèptid senyal, s’atura el procés en aquest ribosoma o s’allibera la pro al citosol • Pot donar-se la unió de ribosomes en un poliribosoma 2. El pèptid senyal és dirigit a la membrana del RE gràcies a: • Una partícula de reconeixement del senyal (SRP), que s’uneix al pèptid senyal i al ribosoma (consumeix ATP i provoca una pausa) • El receptor SRP 3. Alliberació de la SRP quan el ribosoma queda sobre la membrana del RE i hidròlisi del pèptid senyal • En les pro transmembrana queda un pèptid senyal de parada de transferència dins la bicapa lipídica • En les pro multipass cal una combinació de senyals d’inici i aturada 4. Un translocon permet l’entrada de la proteïna (aquesta segueix essent traduïda) al RE.
• El seu porus només deixa entrar la cadena polipeptídica, mai el ribosoma Podem trobar pro enganxades al RE de forma permanent.
Aquestes pro residents del RE presenten un senyal de retenció al RE (KDEL) que ho permet.
3.TRANSPORT POST-TRADUCCIONAL (Citosol) 1. Síntesi de la cadena polipeptídica per part del ribosoma 2. El ribosoma cedeix la cadena polipeptídica a una xaperona associada a un translocon 3. El complex és translocat fins a un canal d’entrada 4. La cadena entra i queda inserida amb l’extrem hidrofòbic a la bicapa lipídica 4.MODIFICACIONS POST-TRADUCCIONALS (RE) Primer té lloc la traducció i després s’inclou la pro a la membrana, amb algunes modificacions. Tenen lloc dins el RE 1. Oligomerització: interacció de les subunitats protèiques per formar l’estructura quaternària.
2. Ponts disulfur: entre cisteïnes properes per formar l’estructura terciària • Ho fa la disulfur isomerasa 3. Proteòlisi: de la SS o del GPI (permet l’anclatge de certes pro) • Ho fan les peptidases i algunes transferases • Un cop hidrolizades, les SS es degraden 4. N-Glicosilació: incorporació de 14 sucres a una asparagina, en forma asparagina-x-serina/treonina (Asn-NH).
• Ho fan les glucosil-transferases • 14 sucres: 2 N-acetilglucosamines, 9 manoses i 3 glucoses 5. Plegament: se n’encarreguen els sucres de la Glicosilació, amb l’ajuda de xaperones i glucosilases 5.CONTROL DE QUALITAT És un procés que assegura la correcta síntesi de les proteïnes.
1. Comença amb la pro no plegada, amb 3 glucoses 2. Plegament: es perden dues glucoses (glucosilases) • Hi participen les xaperones calnexina i calreticulina, que activen les disulfur isomerases per conformar l’estructura terciària, i que mantenen la forma de la pro plegada • Les xaperones necessiten Ca2+ per treballar 3. S’elimina l’última glucosa. Queda l’oligosacàrid N-terminal sol 4. Si el plegament és correcte, la pro funcional surt del RE. Si és dolent, se li uneixen 3 glucoses i es retorna al segon pas En cas de col·lapsació o sobreexpressió, té lloc el sistema ERAD: s’incorpora ubiquitina al complex, el proteosoma (al citosol) el reconeix i el degrada • És un sistema massa restrictiu, que pot causar malalties com la fibrosi quística: l’eliminació de la pro ∆F506, no sintetitzada amb la seqüència exacta (però que és funcional), causa el mal funcionament dels canals de clor (CFTR), l’increment de la mucositat de les membranes cels i, amb aquest, el de probabilitats que s’hi uneixin bacteris. El tractament consisteix a rebaixar la restricció del control de qualitat del RE.
U4. EL TRANSPORT VESICULAR I L’APARELL DE GOLGI 1.TRANSPORT VESICULAR És la via biosinètica d’una proteïna que relaciona el reticle endoplasmàtic (RE) i l’aparell de golgi (AG) i els seus compartiments.
2.PROTEÏNES DE COBERTA Poden ensamblar-se entre elles facilitant així la formació de vesícules.
• COPII: formació de vesícules al RE per transportar material cap a l’AG (t. anterògrada) • COPI: formació de vesícules al AG per transportar material cap al RE (vies de retorn) o entre cisternes de l’AG (t. retrògrada) • Clatrina: formació de vesícules en la membrana plasmàtica (endocitosi) i en l’AG que aniran als lisosomes a través d’endosomes tardans → Selecció del material a transportar • Forma una estructura geomètrica d’hexàgons i pentàgons • Està formada per 3 subunitats pesades i 3 de lleugeres • La coberta es forma amb l’assemblatge del trisquèlion.
3.FOSFATIDILINOSITOLS Fosfolípids minoritaris formats per un inositol que es pot fosforilar en ≠ posicions, cosa que donarà lloc a ≠ formes i funcions.
• Regulació en l’activació de determinades proteïnes 4.PROTEÏNES SNARE’S Són pro. helicoïdals amb un extrem hidrofòbic (extrem C terminal) que queden inserides a la m. citoplasmàtica i encarades al citosol.
• Regulen l’especificitat de direccionament del transport vesicular • Funcionen per parelles: les v-snare (vesícules) interaccionen amb la seva t-snare (compartiment diana) corresponent.
• Abans que la vesícula es fusioni amb el compartiment diana cal que es desprengui la coberta de la primera.
• Fusions homotípiques (vesícules =) o heterotípques (≠) • L’alliberació de les pro. SNAREs ve regulada pel complex NSF.
5.PROTEÏNES RABS Proteïnes monomèriques amb activitat GTP-asa.
• Estat actiu (unida a GTP) o inactiu (unit a GDP) • Regulen la freqüència d’interacció entre vesícula i compartiment.
6.FORMACIÓ DE VESÍCULES COPII El RE té unes regions especialitzades en la formació de vesícules de transport a l’AG i que venen regulades per les COPII.
• Sar 1-GTP: s’uneix a llocs específics del RE on s’activa i permet que s’hi uneixin subunitats del complex COPII, de manera que es formin vesícules en aquestes regions • La selecció del material ve determinada per l’activitat d’unes pro. transmembrana que interactuen amb el complex COPII i recluten les pro que s’han d’empaquetar i enviar a l’AG • Un cop formades algunes vesícules, es fusionen i conformen l’ERGIC, que va madurant a la vegada que és transportat pels microtúbuls fins a la cara cis de l’AG. Les pro que retornen al RE durant aquest procés ho fan gràcies a la SS KDEL 7.POLARITZACIÓ DE L’APARELL DE GOLGI L’AG és un compartiment polaritzat: la composició de les vesícules no és homogènia. Això s’explica segons els models del transport vesicular (ràpid, p.e. per a proteïnes) i de la maduració de cisterna (lent, p.e. molè grans que no es poden empaquetar en vesícules) 8.FUNCIONS DE L’APARELL DE GOLGI • O-Glicosilació: glicosila sucres a l’oxigen de la Treonina • Maduració i concentració de les pro que vénen del RE • Selecció i classificació de pro i lípids a les ≠ localitzacions cels • Formació de glúcids: hemicel·lulosa, pectina, GAG, etc.
U5. EXOCITOSI 1.CONCEPTE És la fusió de vesícules amb la membrana plasmàtica o els lisosomes amb la conseqüent alliberació de la càrrega d’aquestes vesícules. Hi ha dos tipus d’exocitosi: • Constitutiva: feta contínuament per totes les cèls. Dirigida a la membrana plasmàtica • Regulada: regulada per estímuls i només en algunes cèls.
Dirigida als lisosomes o a les vesícules de secreció (i després a la membrana plasmàtica). Ex: El mastòcit és una cèl que allibera histamina en les reaccions al·lèrgiques. Davant d’un al·lèrgen (estímul), les seves vesícules alliberen aquesta histamina.
A més, en certs casos és important que l’exocitosi només tingui lloc en una part de la membrana plasmàtica 4.EXOCITOSI EN CÈL·LULES POLARITZADES En cèls polaritzades (2 membranes ≠: apical i basolateral) les proteïnes que s’envien des de l’AG poden seguir una via: • Directa: l’AG reconeix i envia les pro glicosilades o unides a GTP a la membrana corresponent • Indirecta: formació de vesícules per endocitosi que van als endosomes primerencs, on es classifiquen i s’envien a la membrana corresponent 5.FORMACIÓ DE VESÍCULES SINÀPTIQUES Són unes vesícules especials de secreció molt petites de les neurones (cèls polaritzades: cos neuronal i axó). Alliberen neurotransmissors als terminals nerviosos per mitjà de reciclatge local, necessari perquè arriben molts estímuls i l’axó és llarg.
Procés: 1. Formació de les vesícules sinàptiques amb certs components a la TGN (xarxa transG) 2. Arribada als terminals nerviosos, fusió amb la membrana plasmàtica 3a. Endocitosi dels components de la vesícula sinàptica per formar una nova vesícula sinàptica.
3b. Endocitosi dels components de la vesícula sinàptica, que van a un endosoma i es forma una nova vesícula sinàptica 4. Entrada dels neurotransmissors (citoplasma) a la vesícula 5. Exocitosi dels neurotransmissors en arribar un potencial d’acció (estímul: Ca2+) U6. ENDOCITOSI 1.CONCEPTE És la captació de porcions de membrana plasmàtica amb molè, nutrients… cap a l’interior de la cèl, que arriben als endosomes primerencs i són distribuïts. Distingim pinocitosi de fagocitosi.
• Pinocitosi: captació per vesícules de mida petita. És constitutiva.
Pot ser depenent o independent de clatrina • Fagocitosi: captació per vesícules de mida gran. Només la presenten algunes cèls especialitzades A més, segons com es capten les molècules a transportar, distingim: • Endocitosi depenent de receptor (específica) • Endocitosi de fase fluïda (inespecífica) 2.PINOCITOSI DEPENENT DE CLATRINA La majoria de pinocitosis són depenents de clatrina • La clatrina s’associa a la membrana i hi forma uns socs, aquests formen una invaginació i es forma la vesícula. La clatrina se’n desprèn, va als endosomes primerencs i d’allà a diferents regions de la cèl • La dinamina és una pro amb activitat GTP-asa (activa unida a GTP i inactiva unida a GDP) que permet la fisió de la vesícula.
Ho fa polimeritzant i “estrangulant” el coll de la vesícula 2.PROCÉS GENERAL El procés consisteix en: 1. Concentració del material a transportar (enzims, hormones, neurotransmissors…) a la cara trans de l’AG (regula la clatrina) 2. Formació de la vesícula de secreció immadura (clatrina) 3. Maduració de la vesícula (pèrdua d’una part de la membrana) 4. Formació de vesícules/grànuls de secreció de nucli dens, degut a la gran quantitat de molècules que transporten 5. Fusió amb la membrana plasmàtica o lisosoma (necessita un estímul) 3.PROCESSAMENT PROTEOLÍTIC Algunes proteïnes tenen una forma inactiva “pro-…”. L’hidròlisi d’aquest grup, que comença a la xarxa trans Golgi i acaba als grànuls de secreció, comporta l’activació de la proteïna 3.TIPUS D’ENDOSOMES En cèls polaritzades tenim 2 E primerencs i 1 de cadascun dels altres 4.PINOCITOSI INDEPENDENT DE CLATRINA • Vies depenents de caveoles (també en depenents de clatrina) • Vies depenents de dinamina 4.1.PINOCITOSI DEPENENT DE CAVEOLES Les caveoles són proteïnes de forma omega (cabdell de llana).
• La oligomerització de la caveolina origina les diferents caveoles • Són vies d’entrada de nutrients i toxines • Rutes endocítiques a partir de la 1a vesícula: → Degradació: Endosomes (E) primerencs → E. tardans → Lisosomes → Reciclatge: retorn a la membrana directament o a partir d’un E de reciclatge que actua com a compartiment intermedi → Transcitosi (pas d’una mem. a una altra en cèls polaritzades) • A la membrana dels compartiments trobem bombes de protons que disminueixen el pH de l’interior al llarg del procés. Això és necessari perquè els enzims hidrolítics dels lisosomes siguin funcionals (pH = 5) 5.FAGOCITOSI • Cal un procés de polimerització d’actina, regulada pel fosfatidilinositol (4,5) difosfat [PI(4,5)P2]: 1. Formació dels pseudopodis d’actina 2. Fosforilació del PI(4,5)P2, que passa a PI(3,4,5)P3 (gràcies a la PI 3-kinasa), que unit als pseudopodis d’actina formen el fagosoma 3. Desplaçament al centre de la cèl i fusió amb els lisosomes: formació dels fagolisosomes • Els lisosomes contenen enzims hidrolítics que degraden el contingut de la vesícula • Ex: alimentació protozous, cèls de defensa animals (limfocits, neutròfils, macròfags…), eliminació de cèls velles o que ja no funcionen correctament (perden la simetria de la membrana) 6.ENDOCITOSI DEPENENT DE RECEPTOR 6.1.CAPTACIÓ DE COLESTEROL El colesterol és necessari per a la síntesi de membranes cel·lulars i és transportat per la Low Density Lipoprotein (LDL).
1. Les cèls capten l’LDL per mitjà dels receptors d’LDL (interaccionen amb l’AP2, que permet la incorporació de l’LDL) 2. Formació de la vesícula, coating & uncoating.
3. El pH (6,5) dels endosomes primerencs fa separar l’LDL del seu receptor (perd l’afinitat en medi àcid), que es recicla (passa per un E de reciclatge i torna a la membrana plasmàtica) 4. LDL arriba al lisosoma i allibera el colesterol • La “demanda” d’LDL de la cèl determinarà el nº de receptors que tindrà i, per tant, la quantitat de colesterol que hi arribarà • El mal funcionament del receptor farà que el colesterol s’acumuli a la membrana plasmàtica, cosa que causa l’arterioesclerosi i l’hipercolesterolèmia familiar.
6.2.CAPTACIÓ DE FERRO El ferro és transportat per la transferrina.
1. Les cèls capten la transferrina per mitjà dels receptors de transferrina (interaccionen amb l’AP2, que permet la seva incorporació) 2. El pH (6,5) dels endosomes primerencs fa separar el ferro, que s’incorpora a la cèl, de la transferrina.
3. L’apotransferrina (transferrina sense ferro), unida al receptor, viatja a la membrana plasmàtica. El pH fa que es dissociïn, i l’apotransferrina es reciclarà 6.3.CAPTACIÓ D’EGF El factor de creixement epidèrmic (EGF) és una hormona.
1. La unió de la EGF amb el receptor d’EGF activa l’activitat tirosinokinasa, que alhora activa la fosforilació de les seves kinases, de manera que s’hi uneixen certs afectors. Això es tradueix en processos d’internalització (p.e. proliferació cèls) 2. El receptor activat s’ubiquitinitza, és reconegut pels cossos multivesiculars i és totalment degradat • En els tumors trobem una sobreactivació del receptor d’EGF 6.4.CAPTACIÓ D’ANTICOSSOS Hi ha un transport d’anticossos (IgGs) en una cèl polaritzada endotelina des de l’intestí cap al torrent circulatori 1. El receptor IgGs capta els IgGs al tub digestiu (pH àcid) 2. El complex realitza transcitosi a la membrana en contacte amb el torrent circulatori 3. El receptor i l’anticós es dissocien (pH neutre) 7.TRANSPORT DE GLUCOSA Els transportadors de glucosa (permeten l’entrada de glucosa a la cèl) s’emmagatzemen als E de reciclatge (entre altres pro) i no aniran a la membrana plasmàtica fins que no arribi un senyal determinat (insulina) U7. LISOSOMES 1.CONCEPTE Són aquells orgànuls encarregats de degradar allò que li arriba per pinocitosi, fagocitosi i autofàgia.
• Contenen enzims hidrolítics o hidrolases àcides (només funcionen a pH àcid): nucleases, fosfolipases, proteases… • El pH es regula amb les bombes de protons de la membrana • A la seva membrana trobem proteïnes transportadores fortament glicosilaes (per a no ser hidrolitzades) que faciliten la sortida dels sucres, dels aa, del colesterol… • Són molt heterogenis i es troben per tota la cèl • Es poden observar bé al ME si les incubem amb citrat de plom, ja que el seu precipitat és molt electrodens 2.L’AUTOFÀGIA Consisteix a evoltar orgànuls i compartiments funcionals amb una doble membrana (provinent del RE) per formar un autofagosoma que es fusionarà amb els lisosomes per tal de ser degradat.
• Els mitocondris es degraden per processos d’autofàgia • L’autofàgia es pot induir en certes situacions (p.e. en dejú) 3.SELECCIÓ DE LES PRO. DESTINADES ALS LISOSOMES Té lloc a la TGN i requereix d’un senyal (M6P) 1. Síntesi dels enzims hidrolítics al RE i viatge fins a la TGN 2. La manosa-6-fosfat (M6P), un component d’aquests enzims que funciona com a senyal, és reconeguda pels seus receptors 3. Els enzims reconeguts interactuen amb l’AP1 dels receptors de la M6P, que permet que siguin empaquetats amb vesícules de clatrina i enviats al lisosoma 4. De camí, a l’E primerenc (pH àcid), es perd el fosfat de la manosa. Conseqüentment, la M6P es dissocia i serà reciclada 5. El receptor de M6P és reciclat gràcies al retròmer, un complex proteïc que permet la formació de vesícules 4.INCORPORACIÓ DE M6P A LES HIDROLASES LISOSOMALS Té lloc a l’AG i hi intervenen dos enzims: 1. L’enzim N-acetilglucosamina fosfatransferrassa reconeix els enzims lisosomals i els incorpora el fosfat a la posició 6 de les manoses, a més d’una N-acetil-glucosamina. Això té lloc a la cara cis de l’AG (CGN) 2. L’enzim ribulasa elimina el sucre (la glucosamina) de l’enzim lisosomal, que queda amb la seqüència senyal de manera que pugui ser reconeguda pel seu receptor 5.PROCESSOS DE DEFECACIÓ Són uns processos d’exocitosi en què els lisosomes poden participar fusionant-se i expulsant el seu contingut a l’exterior.
• Ex: melanosomes; lisosomes que contenen melanina, el pigment que colora la nostra pell 6.LES VACUOLES Són l’equivalent als lisosomes però en les cèls vegetals i fongs; degraden el material que els arriba i tenen altres funcions, com: • Reservori de nutrients, residus, toxines (fongs) i pigments • Control del volum cel·lular: turgència (òsmosi) • Control del pH cel·lular (tenen bombes de protons) • Responsables de la reacció acrosòmica (reproducció vegetal) 7.MALALTIES DERIVADES DELS LISOSOMES El mal funcionament dels lisosomes pot causar cúmuls lisosòmics (substàncies que haurien de ser degradades però no ho són i s’acumulen), responsables de molts trastorns neurològics.
• Ex: malaltia de Tay-Sachs, malaltia de Hurler, malaltia cel·lular-1, artritis reumatoide U8 - MITOCONDRIS I PEROXISOMES • Són electrodensos i, per tant, ben observables al ME 1.ELS MITOCONDRIS Són uns orgànuls que actuen com a factories de síntesi d’ATP • Són molt plàstics i molt mòbils; viatgen per la cèl a través dels microtúbuls. Això els permet adaptar-se als diferents tipus cel·lulars • Les dues membranes són diferents i, per tant, tenen funcions diferents: • La m. interna, impermeable, conté els enzims que intervenen a la cadena de transport d’electrons i l’ATP-sintetasa • La m. externa, porosa, conté unes pro que formen uns canals aquosos (entrada de partícules de fins a 5kD) • El mateix passa amb els espais que aquestes delimiten: • La matriu conté els enzims del cicle de Krebs • L’espai intermembranós conté enzims que funcionen amb gradient d’ATP • Tenen la capacitat de dividir-se i fusionar-se entre ells 6.ELS PLASMALÒGENS Són uns fosfolípids presents a les capes de mielina dels axons de les neurones.
• Són sintetitzats als peroxisomes • El seu mal funcionament deriva en malalties neurològiques 2.ORIGEN EVOLUTIU DELS MITOCONDRIS La teoria endosòmica diu que va tenir lloc fa 2000M d’anys, quan una cèl pre-eucariota i anaeròbica va fagocitar una procariota aeròbica i van establir una relació de simbiosi. Proves: • Membrana doble dels mitocondris • Semblança entre mitocondris i procariotes actuals: proteïnes en comú, genoma propi… • Independència de reproducció del mitocondri respecte la cèl eucariota que el conté 3.INCORPORACIÓ DE FOSFOLÍPIDS AL MITOCONDRI És necessària, perquè el mitocondri no els pot sintetitzar.
1. Síntesi dels fosfolípids al RE llis 2. Associació amb la cardiolipina, una pro transportadora formada per 4 àcids grassos que dóna impermeabilitat a aquests lípids (necessari, sinó no podrien ser al citosol) 3. Transport fins al mitocondri, facilitat per les zones de contacte entre els dos orgànuls, anomenades zones MAM 4.INCORPORACIÓ DE PROTEÏNES AL MITOCONDRI Hi ha vàries proteïnes que els mitocondris no poden codificar amb el seu propi genoma i que s’han d’importar del nucli.
1. Síntesi i traducció de la pro amb una seqüència senyal determinada d’uns 20 aa, que fa que es plegui en forma de doble hèlix helicoïdal i amfipàtica 2. El complex TOM (receptor), situat a la membrana externa del mitocondri, reconeix aquesta estructura 3. Transport de la pro desplegada, gràcies a certes xaperones (p.e. hsp-70), per transport transmembrana 4a. El complex TIM permet que la pro travessi les membranes: el TIM23 apropa les dues membranes creant unes zones de contacte. Això requereix un gradient electroquímic i una despesa ATP, que permetrà que les xaperones es desprenguin de la proteïna 4b. Travessar m. externa gràcies al canal del complex TOM, i la interna gràcies al complex TIM22 o al complex OXA 5. Dins del mitocondri unes noves xaperones faciliten l’entrada de la pro a la matriu (requereix despesa d’ATP) 6. Arribada de la pro a la matriu 5.ELS PEROXISOMES Són els orgànuls encarregats d’oxidar allò que hi entri. Per tant, necessiten altes concentracions d’enzims oxidatius (p.e. catalasa) i s’hi gasta oxigen.
• Oxiden molècules tòxiques, com l’alcohol • Molt presents al fetge i als ronyons • Creixen i es divideixen per fissió • Com als mitocondris, els lípids s’incorporen gràcies a proteïnes transportadores, i les proteïnes per transport transmembrana, on la seqüència senyal s’anomena SKL i on les proteïnes arriben plegades a la membrana del peroxisoma • En les cèls vegetals hi ha el glyoxisomes, uns peroxisomes especials on té lloc el cicle del glyoxalat (gluconeogènesi a partir d’àcids grassos), important en la germinació de les llavors ...

Tags: