ruta secretora (2015)

Resumen Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Biotecnología - 2º curso
Asignatura Biología Celular
Año del apunte 2015
Páginas 17
Fecha de subida 08/01/2015
Descargas 5
Subido por

Descripción

microtúbuls, filaments intermedis, orgànuls i compartiments cel·lulars, citoplasma, transport nucli-citoplasma, transport mitocondris, cloroplasts i peroxisomes, ruta secretora, transport vesicular i ruta endocítica

Vista previa del texto

4.5 RUTA SECRETORA La ruta secretora és la ruta per el que els components recent sintetitzats són transportats des del compartiment de síntesi o reticle endoplasmàtic (RE) fins a: - Altres orgànuls com l’aparell de Golgi, lisosomes, cloroplasts....
La membrana plasmàtica.
El medi extracel·lular.
Es distingeixen dos tipus de secreció: 1. La secreció constitutiva: a mesura que els lípids i les proteïnes són sintetitzades, es transporten i es secreten sense pausa fins al seu destí final. Aquesta secreció té lloc en totes les cèl·lules.
2. La secreció regulada: solament té lloc quan apareix una senyal específica, com l’entrada d’alguns ions (calci) o com a conseqüència de la interacció entre una hormona i el seu receptor. Els productes, un cop sintetitzats, s’emmagatzemen en unes estructures esfèriques de membrana conegudes com a vesícules o grànuls de secreció (en funció de la mida que tinguin), a la espera de que apareixi la senyal de dispar de la secreció. Aquesta secreció té lloc en les cèl·lules de teixits endocrins (glàndules secretores d’hormones) i exocrins (pàncrees exocrins), els macròfags, alguns tipus de leucòcits i les neurones.
RETICLE ENDOPLASMÀTIC Totes les cèl·lules eucariotes tenen un reticle endoplasmàtic. Normalment, la seva membrana constitueix més de la mitat del total de la membrana de la cèl·lula. El RE està organitzat en forma d’una xarxa de túbuls ramificats i de sacs aplanats que s’expandeixen per tot el citoplasma.
El RE té un paper central en la síntesi cel·lular i també constitueix un magatzem intracel·lular de Ca2+ utilitzat en les senyalitzacions cel·lulars. La membrana del RE és el lloc de producció de totes les proteïnes transmembrana i lípids de la majoria dels orgànuls cel·lulars. La membrana del RE també fabrica la majoria dels lípids de les membranes dels mitocondris i dels peroxisomes. A més, gairebé totes les proteïnes que seran secretades a l’exterior cel·lular són transportades inicialment a la llum del RE.
Les proteïnes han de patir un procés de plegament i han d’estar glicosilades. La translocació és majoritàriament cotraductiva, així com el plegament i la glicosilació. S’utilitzen xaperones per dur a terme el plegament. Cal més d’un cicle per poder plegar-la correctament. A més, hi ha un control de qualitat, realitzat per la glucosil transferasa, les quals reconeixen si la proteïna està ben plegada, i si la qualifica com a mal plegada, fa que es tornin a repetir els cicles necessaris.
Les cèl·lules de mamífer comencen a importar la majoria de proteïnes al RE abans de que la cadena polipeptídica s’hagi acabat de sintetitzar, és a dir, que la importació és un procés cotraduccional. Pel contrari, la importació de les proteïnes en els mitocondris, als cloroplasts, al nucli i als peroxisomes és un procés postraduccional. En el procés cotraduccional, el ribosoma que està sintetitzant la proteïna està unit directament a la membrana del ER i permet que un extrem de la proteïna s’estigui translocant al RE mentre el resta de la cadena encara s’està fabricant. Aquests ribosomes cobreixen la superfície del RE, generant regions anomenades ER rugós. Les regions del ER que no tenen reibosomes units s’anomenen ER llis (minoritari).
El RE és un orgànul limitat per membrana lipídica, fet que implica que hi hagi curvatura de membranes. Els fosfolípids poden tenir formes diferents: - Cònica: els braços estan molt separats. Donen lloc a una curvatura negativa.
- Cilíndrica.
Cònica invertida: cues molt juntes. Donen lloc a una curvatura positiva.
Una altre funció crucial del ER en la majoria de les cèl·lules eucariotes és la de segrestar Ca2+ del citosol. L’alliberació de Ca2+ al citosol a partir del ER, i la seva posterior recaptura, es produeix en moltes respostes ràpides de les senyals extracel·lulars. Una bomba de Ca2+ transporta Ca2+ des del citosol fins a la llum del RE, on elevades concentracions de proteïnes d’unió a Ca2+ faciliten l’acumulació de Ca2+ (exemple: reticle sarcoplasmàtic, en músculs). L’alliberació i posterior recaptació de Ca2+ pel reticle sarcoplasmàtic dispara respectivament la contracció ràpida i la relaxació de les miofibril·les durant la contracció.
Experiment: Al RE entren moltes proteïnes i moltes còpies d’una mateixa proteïna. Diferents ribosomes en el RE poden traduir un mateix ARNm, això pot col·lapsar el RE. En el RE hi ha condicions oxidants. Tot això es demostra amb un experiment.
L’experiment es basa en afegir un DTT (agent reductor, que redueix el RE) al cap d’una estona el RE queda dispers pel citoplasma, ja que el DTT provoca que les proteïnes dins del RE no es pleguin i per tant s’acumulen, in vivo també pot passa, si passa en moltes proteïnes podem arribar a una situació de col·lapse. El RE per tal de fer front a aquesta situació, té diferents recursos: El processament de proteïnes de secreció implica a proteïnes residents: - - BiP (xaperones solubles)  cicle d’hidròlisi d’ATP i bescanvi de nucleòtids (plega dins del RE).
PDI (solubles)  catalitzen els ponts disulfur. Catalitzen una reacció d’oxidació, es redueixen i per tal de tornar a fer el cicle hi ha una altre proteïna anomenada Ero1. Els ponts disulfurs són entre cisteïnes properes i específiques, el PDI reduït s’encarrega de treure els S-S erronis i els resitua en el lloc correcte. (Hi ha més proteïnes implicades) N-glicosil transferases (de membrana)  afegeixen oligosacàrids específicament a asparagines.
TRANSLOCACIÓ DE PROTEÏNES - - Cotraductiva: una seqüència senyal comença a sintetitzar-se al citoplasma. La seqüència queda a la membrana del RE i el ribosoma continua sintetitzant el polipèptid que va entrat al reticle endoplasmàtic.
Després marxarà la seqüència senyal.
Postraductiva: la proteïna plegada arriba a la membrana del RE. La seqüència senyal quedal al canal i les xaperones despleguen perquè entrei el polipèptid i després es torna a plegar. Tenen una senyal N-terminal de 2025 aminoàcids, totalment degradable.
TRANSLOCACIÓ COTRADUCTIVA 1. El ribosoma llegeix el mRNA i surten els aminoàcids de la seqüència senyal lluny del RE.
2. Els 25 aminoàcids de la senyal són reconeguts per la senyal SRP (partícula de reconeixement de senyal), una ribonucleoproteïna sintetitzada al nucli. El reconeixement té lloc lluny del RE. Quan s’uneix s’atura la traducció.
 No reconeix a la senyal si no està totalment sintetitzada, és a dir, si no arriba als 25 aminoàcids, ni tampoc quan hi ha hagut massa traducció. Si no la reconeix, serà degradada pels protosomes, fet que succeeix en un 25-30% de les còpies de les proteïnes.
3. Arriba a la membrana del reticle endoplasmàtic.
4. Reconeguda per un receptor de la membrana del RE. El ribosoma es col·loca damunt del canal Sec 61, situant al canal la seqüència senal.
5. Es separa la SRP, de manera que la traducció pot continuar.
6. La proteïna entra i un cop tornada a plegar i tallada la senyal, es desplaça dissolta cap a la matriu del RE. El que impulsa l’entrada de la proteïnes és que s’uneix a BiP i aquest “l’estira” SEQÜÈNCIA DE RECONEIXEMENT DE SENYAL (SRP) El pèptid senyal és guiat fins a la membrana del RE mitjançant com a mínim dos components: - SRP: que s’uneix al pèptid senyal i viatja de forma cíclica entre la membrana del ER i el citosol.
Receptor de SRP (SRPr): present en la membrana del ER, que pot reconèixer a SRP.
Aquests dos tenen un lloc d’unió a GTP. I s’uneixen entre si per aquests.
El lloc d’unió de SRP amb la seqüència senyal és una grana butxaca hidrofòbica recoberta amb metionines. Donat que les metionines tenen una cadena lateral no ramificada i flexible, la butxaca és suficientment plàstica com per acomodar-se a seqüències senyals hidrofòbiques diferents en seqüència, forma i mida.
1. La SRP és una estructura que envolta a la subunitat gran del ribosoma, de forma que un dels seus extrems s’uneix a la seqüència senyal quan aquesta surt del ribosoma. L’altre extrem bloqueja el lloc d’unió del factor d’elongació, això bloqueja la síntesi de proteïna quan la senyal ha sortit del ribosoma.
2. Aquesta pausa dona temps suficient al ribosoma per unir-se a la membrana del ER abans de que es completi la síntesi del pèptid, assegurant així que la proteïna no s’alliberi al citosol. També assegura que grans porcions d’una proteïna que es pot plegar formant una estructura compacta, no ho faci abans d’arribar al translocador de la membrana del ER. Per tant, en aquest cas les xaperones no són necessàries per mantenir desplegades a les proteïnes.
3. Quan el complex ribosoma-SRP s’ha format, s’uneix al receptor de SRP, que es troba en la membrana del ER rugós.
4. Aquesta interacció uneix el complex SRP-ribosoma a un translocador de proteïnes. Tant el SRP com el receptor de SRP són aleshores alliberats (gràcies a la hidròlisi dels GTPs, d’aquesta manera poden iniciar un nou cicle) i el translocador transfereix la cadena polipeptídica en creixement a través de la membrana.
5. El ribosoma comença a traduir de nou, i conforme s’allarga, una proteasa elimina la seqüència senyal.
6. El polipèptid va creixent i s’introdueix cap a la llum del reticle.
7. Un cop tot el polipèptid és totalment traduït i dins de la llum del reticle, el ribosoma es separa del translocador i se separen les seves dues subunitats, que es solubilitzen en el citosol.
INSERCIÓ DE PROTEÏNES DE MEMBRANA 1. Segueix la traducció unida al translocador en la membrana del ER i la senyal N-terminal s’elimina. Es du a terme amb el mateix mecanisme que en les proteïnes solubles.
La cadena s’allarga fins que una seqüència hidrofòbica STOP se sintetitza i entra al translocador.
La seqüència STOP es mou lateralment entre les subunitats del translocador.
La síntesi del pèptid continua, tot i que l’elongació es du a terme en el citosol, gràcies a que existeix un petit espai entre el ribosoma i el translocador.
6. Quan la síntesi s’ha completat, les subunitats del ribosoma són alliberades al citosol, deixant a la proteïna lliure per tal de difondre’s en la membrana.
2.
3.
4.
5.
GLICOSILACIÓ I PLEGAMENT Són també processos cotraductius: - N-glicosilació: té lloc en el reticle endoplasmàtic. Implica la unió d’oligosacàrids rics en manosa a diferents asparagines (aminoàcids) de la cadena polipeptídica. Es realitza mitjançant la oligosacaril transferasa. No totes les proteïnes estan glicosilades.
- Plegament: ve donat per les xaperones (BiP, calnexina i calreticulina) i per la formació de ponts disulfur, procés oxidatiu catalitzat per la Protein Disulfide Isomerasa (PDI).
A mesura que entra el polipèptid, les xaperones duen a terme el plegament en el RE. Per plegar cal “grapar” la cadena de la molècula per mitjà de ponts disulfur entre dues cisteïnes de la mateixa cadena de la proteïna.
 Les condicions dintre del reticle endoplasmàtic són oxidatives, per mantenir l’estat oxidat cal fer ponts disulfur. Si tractem la cèl·lula amb un agent reductor (DTT), el RE passa de oxidant a reductor. En un ambient reductor les proteïnes no es poden plegar i llavors no poden sortir del RE, produnit-se una hipertròfia.
 A) La PDI catalitza una reacció d’oxidació utilitzant com a substrat la proteïna diana desplegada i reduïda i concretament, dues cisteïnes molt properes en la seqüència d’aminoàcids. La PDI capta primer un protó i un electró quedant unida a la proteïna per un pont disulfur temporal. Després la PDI capta un segon protó i electró, quedant reduïda i formant-se un pont disulfur entre les dues cisteïnes de la proteïna diana. Es tanca el cicle per la oxidació de la PDI, els electrons i protons de la qual els capta una altre proteïna resident del RE anomenada Ero 1.
 B) La PDI reduïda pot també catalitzar la reordenació de ponts disulfur entre cisteïnes no convenients.
TRANSLOCACIÓ POSTRADUCTIVA 1. Després de ser sintetitzat al citosol, una proteïna desplegada queda diluïda per xaperones citosòliques.
2. Es transportat per la seva seqüència senyal cap al canal translocador, compost pel complex Sec61 i Sec62/62. Les xaperones citosòliques són alliberades. El domini J de Sec63 estimula la hidròlisi d’ATP per BiP, aleshores el complex BiP-ADP s’enllaça amb el pèptid que comença a sortir per la llum del RE.
3. Quan el pèptid ha recorregut una distància suficient cap a la llum del RE, una altre molècula de BiP-ADP s’uneix.
4. Aquest procés es repeteix fins que el pèptid ha travessat completament el canal.
5. BiP-ADP s’allibera. Es va el canvi d’ADP a ATP i d’aquesta manera es desfà la unió amb BiP.
DOLICOL. N-OLIGOSACÀRIDS Els N-oligosacàrids units a asparraguines del polipèptid naixent enen la composició Glc3Man9(GlcNAc)2 amb un total de 14 restes. Els primers passos de la síntesi d’aquests oligosacàrids té lloc en el citosol. Tots i cadascun dels monosacàrids estan units a un nucleòtid d’uridina o de guanina.
El primer monosacàrid, GlcNAc-UDP, s’uneix per medi d’un enllaç pirofosfat a un lípid de cadena llarga de la membrana del RE anomenat dolicol. Successivament, d’un en un, es van afegins monosacàrids fins a obtenir un oligosacàrid de set restes unit al dolicol, en la cara citoplasmàtica del RE.
Per un procés de “flipping” del dolicol, no gaire ben estudiat, l’heptasacàrd unit per un enllaç pirofosfat queda a la llum del RE. La resta de monosacàrids fins arribar als 14, es van afegint successivament en la llum del RE, però procedents del citosol. Per això, per cadascun d’aquests monosacàrids s’implica una molècula de dolicol, el qual, tot i captant al monosacàrid del citosol, per un procés de “flipping”, el transfereix a la llum del RE i a la cadena de l’oligosacàrid neixent.
L’oligosacàrid de 14 restes es transfereix al polipèptid naixent per medi d’un oligosacariltransferasa.
La tunicamicina, un agent bloquejant de la N-glicosilació, bloqueja concretament el primer pas d’aquest procés.
Tota la diversitat d’estructures de N-oligosacàrids que es presenten en les glucoproteïnes madures es produeix per modificació posterior de l’estructura del oligosacàrid precursor.
Els N-oligosacàrids són, amb gran diferència, els oligosacàrids més comuns dels que es troben en el 90% de totes les glucoproteïnes. Amb menys freqüència, els oligosacàrids estan units al grup hidroxil de la cadena lateral d’un residu de serina, treonina o hidroxilisina, aquests O-oligosacàrids es formen en el complex de Golgi.
Paper de la glicosilació en el plegament de les proteïnes en el RE. CONTROL DE QUALITAT La majoria de les proteïnes del RE estan glicosilades, però no totes. Les 3 glucoses de l’oligosacàrid s’afegeixen i eliminen al RE per mitjà de dues glicosidases: 1. Les dues primeres glucoses són eliminades per mitjà de la glicosidasa I.
2. La glucosa restant és clau. És el monosacàrid pel qual hi ha una gran afinitat per part de les lectines. Aquestes lectines segrestaran la glucosa, fet que implicarà el plegament de la proteïna.
CALNEXINA I CALRETICULINA El processament de les proteïnes en el reticle endoplasmàtic és una operació complexa que no s’assoleix complertament en totes les còpies d’una proteïna.
La majoria de les proteïnes del RE estan glicosilades, però no totes. Les 3 glucoses de l’oligosacàrid s’afegeixen i eliminen al RE per mitjà de dues glicosidases: les dues primeres glucoses són eliminades per mitjà de la glicosidasa I.
La calnexina i la calreticulina 1són dues proteïnes residents del RE que a la vegada fan de xaperones i de lectines2 (totes dues requereixen Ca2+ per la seva activitat): reconeixen a la glucosa més proximal dels Nglicosacàrids amb molta afinitat i per tant retenen amb força a les glicoproteïnes en processament. Per tant, la tercera glucosa és segrestada per aquestes molècules, fet que implica el plegament de la 1 Calnexina: xaperona de membrana. Calreticulina: soluble, però a prop de calnexina.
Lectina: és una proteïna generalment d’origen vegetal que s’uneix específicament a un monosacàrid d’una cadena d’oligosacàrids.
2 proteïna.
No obstant això la glicosidasa II allibera aquesta glucosa de forma no específica, quedant la proteïna lliure i no necessàriament plegada correctament.
És una glicosiltransferasa la que fa de sensor d’aquest plegament incorrecte, afegint de nou una glucosa i fent a la proteïna susceptible de ser retinguda una altra vegada per la calnexinacalreticulina.
Aquest procés es va repetint varies vegades fins que la proteïna ja està plegada correctament i la glicosiltransferasa ja no la reconeix. Llavors la proteïna ja pot sortir del RE cap a la ruta secretora.
Aquest cicle té lloc a mesura que el polipèptid va entrant dins del reticle endoplasmàtic.
PLEGAMENT DE PROTEÏNES I CONTROL DE QUALITAT I DEGRADACIÓ ASSOCIADA (ERAD) 1. Una oligosiltransferasa (OST) addiciona l’oligosacàrid al poilpèptid mentre es transloca cotraductivament.
2. La glicoproteïna entra en el cicle d’unió a la calnexina (UGT1 i Glc II). Si la proteïna no està glicosilada:  O bé es plega via BiP i d’altres proteïnes (PDI, Grp 94).
 O bé es glicosia postraductivament per una OST i entra en el cicle.
3. Un cop la proteïna plegada correctament s’empaqueta en vesícules i surt del RE.
4. Normalment les manoses dels oligosacàrids s’eliminen en el Golgi, però a vegades manosidases del RE (ER Man1) eliminen 4 manoses (cercles grocs) quedant oligosacàrids amb 5 manoses amb baixa afinitat per la UBT1 i alta afinitat per una altra lectina, la XTP3, que mena la glicoproteïna cap a la retrotranslocació i degradació posterior.
5. En aquests dos darrers processos hi intervenen canals de sortida (Sec 61, Hrd1), E3 lligases, ubiqüitines i proteasomes, tot plegat constituint un sistema de degradació associat al RE (ERAD). També són dianes d’aquest sistema proteïnes mal plegades o proteïnes en excés.
Aquest sistema de degradació està fora del RE. Dintre del RE no hi ha cap tipus de degradació.
RESPOSTA A LES PROTEÏNES MAL PLEGADES (Unfolded Protein Response: UPR) Per tres vies de senyalització paral·leles diferents, l’acumulació de proteïnes mal plegades en el RE, indueix senyals cap al nucli per activar la transcripció de gens que codifiquen per a proteïnes que ajuden a fer front a aquest estrès en el RE.
Quan hi ha estrès al RE es va observar que la expressió de proteïnes residents implicades en el plegament augmentava extraordinàriament. Això és degut a que hi ha una resposta que condueix a la fabricació de més del que cal per plegar. L’estrès és degut a diversos factors: a.
b.
c.
d.
e.
Desenvolupament de les cèl·lules secretores.
Alteració del metabolisme.
Mutacions genètiques.
Patogènesi.
Canvis químics.
Les tres vies són: 1. IRE1: es duu a terme un splicing. Es talla un mRNA i a l’hora de traduir es sintetitzarà la proteïna reguladora. És un splicing citoplasmàtic, un fet poc habitual.
La maduració controlada del mRNA inicia la traducció de  Proteïna 1 reguladora de gens  Activació de gens que augmenten la capacitat de plegament de la proteïna en el ER.
Les proteïnes desplegades en el ER activen una proteïna quinasa transmembrana del ER que fa que la quinasa oligomeritzi i s’autofosforili, això activa un domini endorribonucleasa en la porció citosòlica determinada i elimina un intró. Els exons separats s’uneixen per un RNA lligasa, generant un mRNA madur que és traduït i produeix una proteïna reguladora de gens activa. Aquesta proteïna activa la transcripció de gens que participen en la resposta a proteïnes desplegades.
2. PERK: indueix l’actuació sobre la maquinària de traducció de les proteïnes. Hi ha una fosforilació. Es redueix la síntesi de proteïnes de secreció del RE. Es duu a terme la traducció selectiva d’una proteïna reguladora de gens, que entra dins del nucli entrant en contacte amb factors que indueixen la traducció de gens que codifiquen per proteïnes de plegament.
La fosforilació inactiva el factor d’inici de la traducció (es redueixen les proteïnes que entren al ER i...)  traducció selectiva de proteïna 2 reguladora de gens  activació de gens que augmenten la capacitat de plegament de la proteïna en el ER.
Les proteïnes mal plegades activen una altre quinasa transmembrana del ER, que fosforila i inhibeix un factor d’iniciació de traducció, reduint així la producció de més proteïnes en tota la cèl·lula. Una conseqüència de la reducció de la traducció proteica consisteix en reduir el flux de proteïnes al ER, limitant la càrrega de proteïnes que han de ser plegades. No obstant això, algunes proteïnes són traduïdes sobretot quan els factors de transcripció són escassos.
3. ATF6: proteïna de membrana, el seu domini citoplasmàtic va cap a l’aparell de Golgi, una proteasa el trenca i constituirà la proteïna reguladora dels gens.
La proteòlisi regulada allibera la proteïna 3 reguladora de gens  activació de gens que augmenten la capacitat de plegament de la proteïna en el ER.
Una tercera proteïna reguladora de gens és inicialment sintetitzada com una proteïna integral de membrana del ER. Donat que està unida de forma covalent a la membrana, no pot activar la transcripció de gens en el nucli. Quan s’acumulen proteïnes mal plegades en el ER, la proteïna transmembrana és transportada al complex de Golgi, on troba proteases que separen el seu domini citosòlic, el qual ara pot migrar al nucli i col·laborar en l’activació de la transcripció de gens que codifiquen proteïnes que participen en la resposta a proteïnes desplegades.
Totes les proteïnes d’aquest mecanisme es dimeritzen i indueixen una cadena cap al citoplasma.
Balanç de l’estrès del reticle endoplasmàtic i de la resposta de proteïnes desplegades (UPR) Moltes condicions activen la UPR, totes elles tenen en comú l’habilitat d’introduir proteïnes mal plegades en el RE. Aquest efecte pot ser a causa d’una elevada carrega de proteïnes a l’orgànul o bé per tal de prevenir la maquinària de control de qualitat del ER. Es creu que totes aquestes vies convergeixen a que BiP s’associa als sensors resistents d’ER (IRE1, ATF6 i PERK).
Les proteïnes mal plegades desassocien BiP d’aquests sensors, permetent que s’activin i indueixin la UPR. Això provoca un decrement de les proteïnes entrants al ER, ja que disminueix la traducció i augmenta les proteïnes naixents perquè ha augmentat el seu plegament gràcies a l’increment de la síntesi de xaperones o bé perquè s’ha estimulat la seva degradació.
És a dir, el RE sempre (poc o molt) està estressat, tot i que normalment funciona. Es troba en funcionament quan les molècules receptores de senyal funcionen, però poden estar bloquejades per BiP, això és degut a que s’acumulen proteïnes que no es pleguen, malmeses... aleshores el RE necessita totes les xaperones i per tant, també agafa les xaperones BiP que bloquegen els receptors.
APARELL DE GOLGI L’aparell de Golgi és un orgànul de pas per les proteïnes que circulen per la ruta secretora. Duu a terme les següents funcions: - Processament, classificació i distribució de les proteïnes.
Metabolisme lipídic: síntesi de glicolípids i de la esfingomielina.
Síntesi de proteoglicans: unió dels glicosaminoglicans a la proteïna central.
El 70% de còpies de les proteïnes que passen la prova de control de qualitat han de passar pel Golgi.
Està format per sàculs aplanats apilats anomenats cisternes, que en conjunt de 6 a 12 formen els dictiosomes. La seva estructura està polaritzada, i trobem una cara cis, propera al RE, per on entren les proteïnes, i una cara trans, pròxima a la membrana plasmàtica, per on surten les proteïnes.
Aquests dictiosomes s’organitzen en diferents filers o cintes (ribbons), formant l’ASSEMBLATGE DEL GOLGI EN CINTA (Golgi ribbon assembly). Si diversos dictiosomes fan el mateix, això vol dir que han d’estar relacionats, això és cert, a més poden fusionar-se3, aleshores passem a “ribbon” que vol dir cinta que travessa tota la cèl·lula. Aquest assemblatge té lloc en diverses fases de la següent forma: a. Els microtúbuls apropen els dictiosomes a la regió perinuclear, a la vora del centrosoma on es concentren.
b. Diverses proteïnes perifèriques dels dictiosomes els lliguen lateralment en cooperació amb els microtúbuls polimeritzats des dels mateixos dictiosomes.
3 La fusió és homotípica, ja que es una fusió entre membranes del mateix òrgan. Si per exemple, haguéssim de treure una vesícula a l’exterior de la cèl·lula, les membranes serien de diferents òrgans, aleshores es tractaria d’una fusió heterotípica.
c. Formació de túbuls. Els túbuls es generen per una deformació de les membranes (augment de curvatura), cosa que s’assoleix per diverses vies: enzims que alteren localment els fosfolípids (fosfolipases), proteïnes de recobriment, components del citoesquelet, microtúbuls i microfilaments.
d. Fusió homotípica de cisternes.
ER-GOLGI-SECRECIÓ En el processament de les proteïnes en el complex de Golgi, els oligosacàrids rics en manosa esdevenen en oligosacàrids complexes, amb una diversitat molt més gran de monosacàrids.
Cara cis - Fosforilació dels oligosacàrids rics en manosa de les proteïnes dels lisosomes, fosforilació catalitzada per fosfotransferases.
Alliberament de manoses dels oligosacàrids rics en manosa de la resta de glicoproteïnes, alliberament catalitzat per diverses glicosidases.
Cara mitjana - Alliberament de manoses dels oligosacàrids de les glicoproteïnes, catalitzat per diverses glicosidases.
Adició de l’N-acetilglicosamina (GlcNac), catalitzada per una glicosiltransferasa.
Cara trans - Adició de galactosa (Gal) i glicosiltransferases específiques.
d’àcid siàlic terminal Tots aquests enzims són proteïnes residents del complex de Golgi.
(NANA), catalitzada per CLASSIFICACIÓ D’ENZIMS LISOSOMALS. N-acetilglucosamina-fosfotransferasa És un enzim resident en la cara cis del Golgi que catalitza l’addició d’una N-acetilglucosamina fosforilada al carbó 6 d’una manosa.
Aquest sucre forma part d’oligosacàrids rics en manosa de glicoproteïnes sintetitzades i Nglicosilades en el reticle endoplasmàtic i destinades al lisosoma en la ruta secretora.
L’enzim té un lloc de reconeixement de la proteïna i un lloc catalíticc on es dona l’addició del sucre fosforilat. Acabada la reacció, una fosfodiesterasa, també resident en la cara cis, elimina la Nacetilglucosamina. D’aquesta manera la proteïna lisosòmica té la marca molecular, manoses fosforilades, per a ser reconegudes selectivament en les membranes de la trama-Tran-Golgi per receptors específics i vehiculades cap al lisosoma.
TNG: CLASISIFICACIÓ D’ENZIMS LISOSOMALS La trama trans-Golgi (TGN) és un sistema membranós situat a les rodalies de la cara trans, on es classifiquen les proteïnes de secreció que van a l’exterior cel·lular o a la membrana, amb respecte a les que van cap als lisosomes.
Les proteïnes lisosomals o enzims lisosomals (hidrolases àcides) es sintetitzen en el reticle endoplasmàtic, surten d’aquest orgànul glicosilades (són glicoproteïnes) i els oligosacàrids que porten són rics en manosa (cadascun té 9 manoses). Una fosfotransferasa resident a les cisternes cis de Golgi catalitza la transferència d’un grup fosfat al carbó 6 de manoses d’alguns oligosacàrids.
Aquestes manoses-6-fosfat serveixen de senyals de classificació, que són reconegudes per receptors de la membrana de la TGN i empaquetats en vesícules recobertes de clatrina que surten de la TGN i són dirigides cap a un compartiment de la ruta endocítica, l’endosoma primerenc, on hi ha un pH baix (de l’ordre de 6), i que gràcies a aquest pH es dissocien els receptors de les manoses-6-P i també s’allibera el fosfat.
Llavors els enzims lisosomals desfosforilats són vehiculats cap al lisosoma per la ruta endocítica. El recobriment de clatrina es solubilitza i es recicla, i els receptors també es reciclen cap a la TGN en vesícules que surten de l’endosoma primerenc i que estan recobertes de retròmer, recobriment totalment diferent als altres recobriments, en particular la clatrina.
És a dir, al sortir del Golgi hi ha una tria on es determina on van a parar les proteïnes. Les proteïnes lisosomals tenen un marcatge que no es tracta d’una seqüència d’aminoàcids, sinó que és una marca de manoses-6-P (fosforilació de moltes manoses).
SECRECIÓ CONSTITUTIVA I REGULADA - - La via de secreció constitutiva, com assenyala el terme, es dona en la totalitat de les cèl·lules. Moltes proteïnes solubles són secretades contínuament per la cèl·lula, a la vegada que s’aporta membrana nova amb proteïnes i lípids recent sintetitzats. No hi ha regulació.
En cèl·lules especialitzades en la secreció també hi ha una via de secreció regulada, en la que determinades proteïnes de la trama trans-Golgi són conduïdes en vesícules secretores on s’empaqueten i es condensen i resten en el citoplasma fins que una senyal extracel·lular estimula llur secreció.
FORMACIÓ DE VESÍCULES DE SECRECIÓ Les proteïnes de secreció regulada es concentren: - - O bé formant agregats ja des de la trama trans-Golgi, d’acord amb la població iònica que hi regna en aquest compartiment.
O bé alliberant membrana de les vesícules secretores immadures en forma de vesícules recobertes de clatrina.
Els dos processos no són excloents.
...