ruta endocitica (2015)

Resumen Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Biotecnología - 2º curso
Asignatura Biología Celular
Año del apunte 2015
Páginas 7
Fecha de subida 08/01/2015
Descargas 7
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

4.7 RUTA ENDOCÍTICA La ruta endocítica es la via de transport intracel·lular centrípeta, per la que es vehiculen materials que han entrat a la cèl·lula per endocitosi . Constitueix un procés dinàmic de maduració d’orgànuls.
Així, les vesícules d’endocitosi, per fusió homotípica, formen un priemr compartiment, els endosomes primerencs, els quals maduren per a donar lloc als endosomes tardans. Aquesta maduració implica dues coses: una acidificació progressiva per part de bombes protòniques a la membrana i una formació de vesícules gràcies a l’invaginació d’aquesta membrana . D’aquesta manera els endosomes tardans esdevenen cossos multivesiculars. Els lisosomes són orgànuls de procedència golgiana amb un pH de 4-5 i que contenen hidrolases àcides. Per fusió de lisosomes i endosomes tardans es forma un compartiment híbrid on es degraden els components, solubles i de membrana internalitzats per endocitosi.
ENDOCITOSI L’endocitosi és la internalització de macromolècules i partícules a l’Interior de la cèl·lula. Es relaciona en diferents funcions cel·lulars. Comporta una deformació de la membrana facilitada pel citosquelet d’actina i tot una colla de proteïnes de recobriment. Les endocitosi es classifiquen en: 1. Dependents de clatrina: - Endocitosi mitjanada per receptor o endocitosi regulada.
2. No dependents de clatrina: (on hi ha diferents reguladors implicats) - Caveolina.
- Flotilina.
- Macropinocitosi: internalització de grans quantitats de membrana i líquid extracel·lular, a parir de partícules víriques, però és un procés diferent a la fagocitosi.
- GEEC: via de pinocitosi constitutiva.
ENDOCITOSI REGULADA INTERNALITZACIÓ DEL COLESTEROL. PARTÍCULES LDL 1. El colesterol es vehicula en partícules (LDL, Low Density Lipoprotein) que fan les funcions de lligand. El lligant és el component de l’endocitosi regulada que reconeix el receptor. El receptor és una apoproteïna B que està situada a l’exterior de la partícula.
2. Partícules LDL unides al receptor s’internalitzen en vesícules recobertes de clatrina que, un cop formades, perden el recobriment i passen a integrar-se en els endosomes primerencs.
3. La maduració d’aquests fa que el receptor i la partícula LDL passin a integrar-se als endosomes tardans., en els que a causa del baix pH regnant en aquests compartiments, es dissocien receptor i lligand.
4. Per fusió dels endosomes tardans amb els lisosomes, es degraden les LDL.
5. A la vegada que el receptor es recicla cap a la membrana per la via retrògrada.
PARTÍCULA LDL És una vesícula envoltada per una monocapa lipídica de fosfolípids i colesterol no esterificat que conté colesterol esterificat (colesterilèsters) i triglicèrids. La vesícula té una fracció proteica, l’apolipoproteïna B, que forma una banda superficial, amb la que interacciona específicament el receptor.
INTERNALITZACIÓ DEL FERRO. TRANSFERRINA La transferrina, una glicoproteïna de la sang que es sintetitza en el fetge i que transporta el ferro a tots els teixits, fa de lligand per la seva internalització en cèl·lula concretes com ara els eritroblasts.
1. La entrada és per una endocitosi regulada, el receptor implicat en la qual reconeix la 2. transferrina rica en ferro (en estat oxidat) o ferrotransferrina.
3. L’endocitosi suposa la formació de vesícules recobertes de clatrina, que un cop alliberades del recobriment passen a formar part dels endosomes primerencs.
4. En aquestes condicions el receptor s’uneix amb molta afinitat a la ferrotransferrina amb el ferro oxidat.
5. Al madurar els endosomes primerencs a tardans, la davallada del pH fa que el ferro es redueixi i s’alliberi de la transferrina, la qual esdevé apotransferrina. En aquest pH l’apotransferrina segueix unida amb molta afinitat al receptor, per el que la ruta de reciclatge es transporten cap a la membrana del receptor i lligand units.
6. El pH neutre de l’exterior cel·lular fa minvar l’afinitat receptor lligand per el que s’allibera l’apotransferrina.
CALVEOLES A part de les vesícules recobertes de clatrina, cèl·lules com les del endoteli de certs vasos sanguinis o d’altres cèl·lules epitelials, poden internalitzar materials en unes depressions de la superfície cel·lular, la membrana de les quals és rica en colesterol i esfingolípids. Reben el nom de caveoles (cavitats petites). Al TEM, la superfície citoplasmàtica de les caveoles apareix llisa, però amb la tècnica de gravat per congelació es pot observar en aquesta superfície unes estructures laminars concèntriques.
Aquestes estructures són riques en una proteïna específica, la caveolina, que interactua solament amb la monocapa citoplasmàtica de les caveoles. Les caveoles, en principi depressions, es poden tancar per l’acció de la dinamina, i poden endinsar-se fins arribar a un compartiment, el caveosoma, i des d’aquí es distribueixen per tota la cèl·lula per mecanismes de transport i direccionalitat desconeguts.
ALLIBERAMENT DE LES PROTEÏNES PER A LLUR DEGRADACIÓ A l’endosoma tardà hi arriben dos tipus de proteïnes de membrana.
1. Les procedents de la TGN i que són proteïnes de membrana dels lisosomes, no degradables (en verd).
2. I les procedents de la membrana per a degradar en els lisosomes (en blau).
3. Per la internalització de membrana, l’endosoma tardà esdevé un endosoma multivesicular, procés en el que selectivament s’internalitzen també les proteïnes a degradar.
4. Llavors es fusionen l’endosoma multivesicular i el lisosoma i es degraden vesícules i proteïnes de membrana.
Després de la degradació, les proteïnes no internalitzades, com ara bombes proteòniques, queden en la membrana del lisosoma.
COSSOS MULTIVESICULARS I DEGRADACIÓ DE PROTEÏNES DE MEMBRANA Els cossos multivesiculars (endosomes tardans) poden contenir proteïnes de membrana que s’han de degradar en els lisosomes. Per exemple, L’EGFR n’és una d’aquestes proteïnes, l’endocitosi i la degradació de la qual regula la concentració de receptors en la membrana de la cèl·lula, i per tant, la sensibilitat de la mateixa cèl·lula al factor de creixement epidèrmic EGF, responsable, entre d’altres factors, del balanç proliferació/diferenciació cel·lulars.
Les proteïnes de membrana a degradar s’internalitzen durant la maduració dels endosomes primerencs i posteriorment queden segrestades en les vesícules internes dels cossos multivesiculars. Tot fusionant-se amb els lisosomes, les lipases i les proteases que contenen degradaran les membranes internes de les vesícules i les proteïnes de membrana segrestades.
Una mono ubiqüitina fa de senyal d’internalització i segrest de les proteïnes a degradar, senyal que les discrimina de les proteïnes de membrana dels endosomes (pe. bombes protòniques) que queden a la membrana externa dels cossos multivesiculars, i no es degraden.
ENDOSOMES. VIES DE RECICLATGE Els endosomes representen diferents graus de maduració de la ruta endocítica, en els que es reciclen receptors i/o lligands. Els components no reciclats, o els aprofita la cèl·lula o són degradats. Així la transferrina i el seu receptor es recliquen des dels endosomes primerencs o tardans. El factor de creixement epidèrmic (EGF) i el seu receptor, un cop internalitzats, ambdós es degraden. Això representa un cas de regulació negativa de la funció d’aquest factor, implicat en la modulació del balanç divisió/diferenciació cel·lulars.
LISOSOMES Són orgànuls amb un pH intern de l’ordre de 4-5, que conté enzim hidrolítics, i la funció dels quals és la degradació dels materials internalitzats per endocitosi o de components cel·lulars en l’autofàgia.
BIOSÍNTESI DE LISOSOMES. RUTA SECRETORA TARDANA Més enllà de la trama trans-Golgi, es transporten materials a diferents destinacions.
1. En direcció retrògrada cap a la cara trans.
Aquest transport es realitza en vesícules amb recobriment.
2. En direcció anterògrada cap als lisosomes, en vesícules recobertes per adaptadors AP3 que no necessàriament recluten clatrina. Aquestes vesícules contenen proteïnes lisosomals, tant de membrana com solubles (hidrolases).
3. En direcció anterògrada cap als endosomes tardans en vesícules recobertes d’adaptadors AP1 i clatrina.
Aquestes vesícules contenen proteïnes lisosomals reconegudes pel receptor de la manosa-6-fosfat.
4. i 5.
En direcció anterògrada cap a la membrana en vesícules de secreció, constitutiva i regulada, respectivament.
COMPARTIMENT HÍBRID Al final de la ruta endocítica normalment es fusionen directament els endosomes tardans i els lisosomes, sorgint un compartiment híbrid amb una densitat electrònica intermèdia entre els dos orgànuls i amb marcadors específics d’ambdós. L’existència d’aquest compartiment híbrid es compatible amb la idea de que el lisosoma és un orgànul de magatzem de hidrolases àcides que catalitzaran, després de la fusió, la digestió de diferents materials inclosos en les endosomes tardans, sent aquest compartiment híbrid una mena d’estòmac cel·lular. Considerant que no hi ha hidrolases actives en els endosomes tardans, aquest orgànul híbrid és el principal lloc de la hidròlisi de les macromolècules endocitades.
Successivament el lisosoma es refà en base a un procés de maduració que suposa una densificació del contingut i la segregació de proteïnes no lisosomals. Hom considera que la presència o absència del receptor de la manosa-6-P (MPR) serveix per a distingir l’endosoma tardà i el lisosoma, respectivament. Llavors la presència d’aquest receptor en el orgànul híbrid li confereix el caire d’endosoma. La segregació d’aquest receptor és necessària doncs per la maduració dels lisosoma.
AUTOFÀGIA Es un procés degradatiu intracel·lular en el que es destrueix un orgànul vell o defectiu, en aquest cas un mitocondri, o qualsevol porció de citoplasma quan la cèl·lula es sotmet a un estat de dejú (manca de nutrients). El procés comença amb la formació d’un orgànul membranós en forma de copa. L’origen de la membrana d’aquest orgànul és incert, però possiblement sigui el complex de Golgi. Diverses proteïnes citosòliques de la família Atg fan que, tot i aportant membrana en forma de vesícules, aquest orgànul en forma de copa es tanqui i es formi una vesícula autofàgica o autofagosoma. Dins de l’autofagosoma hi queda la porció del citoplasma o l’orgànul a degradar (1). La membrana externa de l’autofagosoma es fusiona amb un lisosoma (2), formant-se un autolisosoma, on te lloc la degradació.
PROGRESSIÓ D’ENDOSOMES I Rabs ...