Traffico Vescicolare e Smistamento delle Proteine, Appunti di Biologia Genetica

Scarica Traffico Vescicolare e Smistamento delle Proteine e più Appunti in PDF di Biologia Genetica solo su Docsity! Traffico Vescicolare SMISTAMENTO DELLE PROTEINE NELLE VESCICOLE DI TRASPORTO. SEGNALI DI INDIRIZZO. MODALITÀ DI TRASPORTO DELLE PROTEINE TRA I DIVERSI COMPARTIMENTI CELLULARI. BIOGENESI DEL RETICOLO ENDOPLASMATICO, APPARATO DI GOLGI, LISOSOMI E PEROSSISOMI. ENDOCITOSI (PINOCITOSI, FAGOCITOSI, ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE), ESOCITOSI COSTITUTIVA E REGOLATA. AUTOFAGIA. premessa: la traduzione avviene nel citoplasma, quindi le proteine neosintetizzate si trovano nel citoplasma = pool di proteine nel citoplasma ⟶ processo co-traduzionale: trasferimento contemporaneo a traduzione ⟶ processo post-traduzionale: trasferimento solo dopo traduzione NB: la maggioranza delle proteine destinate al RE e a sistema endomembrane utilizzano il co- ⟶ trasporto regolato: citoplasma ⟷ nucleo ⟷ complesso del poro nucleare (con importine ed esportine) ⟶ trasporto transmembrana: citoplasma ⟷ plastidi, mitocondri, perossisomi, RE ⟷ mediato da proteine di membrana specifiche (trasloconi) ⟷ attraversamento membrana degli organelli bersaglio ⟶ trasporto vescicolare: citoplasma ⟷ sistema endomembrane = tutte le proteine sintetizzate da ribosomi associati alla membrana del RE = proteine contenenti materiale da trasportare ⟷ proteine solubili rilasciate nel lume, si muovono tramite vescicole ⟷ dal compartimento donatore gemma una vescicola con un contenuto interno che si va a fondere con la membrana del compartimento accettore Sistema delle Endomembrane: = sistema di compartimenti che comunicano continuamente tra loro tramite lo scambio di vescicole ⟷ le cisterna del sistema sono in continuità con spazio extracellulare ⟶ fusione membrane con membrana plasmatica ⟶ rilascio contenuto lume in spazio extracellulare ⟺ tutte le proteine destinate a questo compartimento, partono dal RE Segnali di indirizzo ⟷ sequenze segnale ⟷ regione amminoterminale (N-terminale) ciascuna proteina presenta nella propria sequenza amminoacidica una sequenza segnale che la indirizza ciascun compartimento ha un tipo di segnale che indirizza la proteina lì Trasporto al NUCLEO membrana nucleare ⟷ complesso del poro nucleare ⟷ importine e esportine ⟹ riconoscono sequenza di indirizzamento ⟹ importano o esportano al compartimento giusto ⟶ segnale di importazione nucleare = amminoacidi basici (lisina, arginina) ⟷ se si muta un amminoacido, non più riconosciuto Trasporto al RE = processo co-traduzionale ⟷ segnale SRP ⟷ complesso di riconoscimento ⟶ particella di riconoscimento del segnale SRP = ribonucleoproteina (proteina complessata a RNA) ⟹ riconosce sequenza segnale ⟶ blocca traduzione ribosoma ⟶ indirizza a RE ⟶ recettore ⟹ riconosce SRP ⟶ associazione ribosoma a membrana RE ⟶ traslocatore proteico = canale proteico ⟶ poi la SRP idrolizza GTP e si stacca dal ribosoma che ricomincia a tradurre ⟶ sequenza segnale successivamente degradata ed eliminata Particella di riconoscimento del segnale SRP: = ribonucleo proteine = 6 subunità polipeptidiche associate a RNA ⟷ det funzioni ⟶ tasca di legame per sequenza segnale ⟹ riconoscimento sequenza ⟶ dominio che interagisce con fattore di allungamento ribosoma ⟹ blocca traduzione ⟶ polipeptide centrale ⟹ interagisce con subunità ribosoma ⟹ contatto con fattori allungamento Traslocone: = canale proteico ⟶ attivo = libero = aperto ⟶ non attivo = presenta un tappo = regione ad alfa elica = chiuso ⟷ cambia conformazione al contatto con il ribosoma ⟷ proteine residenti nel RE = proteine solubili, idrofiliche ⟹ apertura verticale ⟶ trasferite nel lume del RE ⟵ peptidasi del segnale ⟶ elimina sequenza segnale ⟷ segnale di ritenzione o sequenza KDEL = lisina-aspratato-glutammina-leucina (C-terminale) se durante il traffico vescicolare sfuggono queste vescicole verso altri compartimenti, i recettori riconoscono i segnali e le reindirizzano al RE ⟷ proteine integrali/transmembrana/di membrana ⟷ anche sequenza idrofoba di arresto del trasferimento ⟶ traslocone incontra sequenza di arresto del trasferimento ⟶ stop trasferimento ⟹ apertura laterale ⟶ interazione sequenza idrofoba di arresto con il doppio strato fosfolipidico ⟶ singolo passo ⟵ peptidasi del segnale rimuove segmento idrofobico ⟶ multipasso/politopica = rimane segmento idrofobico ⟶ proteina transmembrana tipo I: C-terminale nel citoplasma, N-terminale nel lume del RE ⟵ peptidasi rimuove segnale, proteina rimane così ⟶ proteina transmembrana tipo II: C-terminale nel lume, N-terminale nel citoplasma ⟷ sequenza interna d'inizio trasferimento = idrofobica ⟶ associa proteina al traslocone ⟶ proteina rimane con parte idrofobica nel doppio foglietto ⟶ proteina multipasso/politopica ⟷ lavoro parallelo sequenze segnale e di stop trasferimento NB: per l'orientamento ricorda sempre che la sequenza di indirizzamento si trova normalmente nella regione amminoterminale (N-terminale) ⟷ controllo assemblaggio e disasseblaggio NB: disassemblaggio dato da idrolisi GTP fusione con accettore: ⟵ proteine Rab = G-monomeriche = proteine di attracco ⟶ contatto vescicola membrana ⟵ proteine Snare ⟶ V-snare = su vescicola ⟶ T-snare = su membrana target/bersaglio ⟶ associazione V-snare con T-snare ⟹ complesso trans-snare ⟶ eliminazione acqua tra foglietti ⟶ interazione vescicola- membrana ⟵ disassemblaggio trans-snare ⟷ idrolisi ATP Endocitosi = trasporto dall'esterno della cellula all'interno ⟷ endosoma = corpo vescicolare = usato come stazione standby (proteine utilizzabili al bisogno 315) ⟶ endosoma precoce = derivano da evento precoce di invaginazione = vicino alla membrana ⟶ regione tondeggiante = ricca in contenuto ⟶ regioni tubulari = ricche di membrana ⟵ acidificazione per attività pompe protoniche ATPasiche ⟵ acquisizione proteine Rab per targeting ⟶ endosoma tardivo = endosoma precoce dopo maturazione (pH) = vicino al nucleo NB: si ha un cambiamento graduale del pH nel lume ⟹ internalizza materiale ricevuto per endocitosi ⟹ ricicla parti di materiale tutte le vie endocitiche convergono al lisosoma perché contiene gli enzimi necessari alla digesione Endocitosi mediata da recettori ⟵ recettori specifici su membrana ⟶ riconoscono e legano sostanza ⟹ fossetta rivestita da clatrina ⟶ invaginazione membrana ⟶ internalizzazione sostanza ⟶ processo ligando-recettore portato all'endosoma precoce il recettore ha diversi destini: ⟶ trasportato all'endolisosoma, digerito, eliminato ⟶ inglobato in una vescicola di recupero e riportato alla membrana ⟶ inglobato in una vescicola di recupero e portato in un altro punto della membrana = cambio di localizzazione = transcitosi ⟷ uptake colesterolo = trasportato da lipoproteine LDL che formano una specie di vescicola, recettori delle cellule (al bisogno) riconoscono LDL, invaginazione LDL-recettore, colesterolo portato al lisosoma degradato e liberato, recettore recuperato + cellula richiama trasportatori del glucosio in standby nell'endosoma MED: ipercolesterolemia familiare data da recettori non funzionali Pinocitosi = endocitosi aspecifica = materiale liquido = inglobazione liquidi con materiali disciolti Fagocitosi = endocitosi = materiale solido di grandi dimensioni = processo specializzato ⟺ det tipi cellulari: globuli rossi, macrofagi ⟶ meccanismo di difesa ⟷ capacità di inglobare altri organismi ⟶ eliminazione cellule e materiale usurato ⟺ citoscheletro ⟶ polimerizzazione filamenti di actina ⟹ pseudopori = avvolgono e avvicinano materiale ⟺ fosfatidilinositolo-3-chinasi trasforma 4,5-bifosfatidilinositolo in 3,4,5- trifosfatidilinositolo ⟹ pseudopori inglobano batterio ⟹ fagosoma = vescicola ⟶ lisosomi Autofagia = endocitosi = cellula mangia se stessa ⟶ digestione parti cellulari, organelli, mitocondri usurati, porzioni cellulari usurate ⟹ autofagosoma ⟶ lisosoma Trasporto dal Trans-Golgi ai Lisosomi = via endocitica: vescicole endocitiche inglobate da compartimento lisosomiale dalle cisterne più distali del trans-golgi ⟹ vescicole di clatrina contenenti idrolasi ⟹ lisosomi il rivestimento di clatrina seleziona le idrolasi (nucleasi, proteasi, lipasi) ⟷ idrolasi etichettate con aggiunta zucchero mannosio-6-fosfato da un'enzima specifico ⟶ recettore del cargo riconosce zucchero ⟶ vescicola lisosomiale MDG: le vescicole lisosomiali riforniscono i lisosomi di idrolasi ⟶ lisosoma primario = gemma dal golgi, contiene idrolasi ⟶ lisosoma secondario = fusione lisosoma primario e endosoma tardivo, contiene anche substrati enzimi = sistema dinamico ⟷ continua maturazione vescicole ⟵ fusione vescicole lisosomiali con endosomi precoci ⟶ trasporto su microtububuli = trasformazione ⟹ corpo multivescicolare ⟶ fusione corpo multivescicolare con endosoma tardivo ⟶ fusione endosoma tardivo con lisosoma ⟹ endolisosoma ⟹ idrolasi digeriscono materiale delle vescicole Esocitosi = trasporto dall'interno della cellula all'esterno ⟶ via secretoria costitutiva (non regolare) ⟷ materiale sintetizzato nel RE portato tramite traffico vescicolare alla membrana plasmatica ⟶ rilascio nello spazio extracellulare ⟶ via secretoria regolata = propria di cellule che secernono det molecole in risposta a stimoli ⟶ vescicole portate da RE al golgi ⟶ modificate e impacchettate nel golgi ⟹ vescicole secretorie = accumulate sulla membra e rilasciate dopo stimolo BIOGENESI DEL RETICOLO ENDOPLASMATICO, APPARATO DI GOLGI, LISOSOMI E PEROSSISOMI. Biogenesi del Reticolo Endoplasmatico i fosfolipidi che devono entrare a far parte della membrana plasmatica la raggiungeranno tramite una vescicola che si fonderà con la membrana plasmatica stessa = inserimento fosfolipidi di membrana Biogenesi dei LISOSOMI ⟵ trasporto dal trans-golgi = via endocitica: vescicole endocitiche inglobate da compartimento lisosomiale dalle cisterne più distali del trans-golgi ⟹ vescicole di clatrina contenenti idrolasi ⟹ lisosomi il rivestimento di clatrina seleziona le idrolasi (nucleasi, proteasi, lipasi) ⟷ idrolasi etichettate con aggiunta zucchero mannosio-6-fosfato da un'enzima specifico ⟶ recettore del cargo riconosce zucchero ⟶ vescicola lisosomiale MDG: le vescicole lisosomiali riforniscono i lisosomi di idrolasi ⟶ lisosoma primario = gemma dal golgi, contiene idrolasi ⟶ lisosoma secondario = fusione lisosoma primario e endosoma tardivo, contiene anche substrati enzimi = sistema dinamico ⟷ continua maturazione vescicole ⟵ fusione vescicole lisosomiali con endosomi precoci ⟶ trasporto su microtububuli = trasformazione ⟹ corpo multivescicolare ⟶ fusione corpo multivescicolare con endosoma tardivo ⟶ fusione endosoma tardivo con lisosoma ⟹ endolisosoma ⟹ idrolasi digeriscono materiale delle vescicole