Biología Celular transporte vesicular PDF

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Resumen Transporte vesicular de proteínas biología celular....

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TRANSPORTE VESICULAR APARATO DE GOLGI Está formado por una serie de cisternas aplanadas dispuestas una sobre otra. La cara cis es la más cercana al RE. Las vesículas cargadas provenientes del RE ingresan al Golgi por su cara cis, luego van pasando por las cisternas medias y finalmente salen en vesículas por la cara trans. Durante este pasaje los oligosacáridos agregados a las proteínas en el RE son modificados. Finalmente el Golgi decidirá el destino de las vesículas. Si son enviadas a la membrana plasmática para que secreten su contenido al exterior, si llevan su contenido a los endosomas o a la superficie celular.

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El transporte de proteínas desde el RE hasta el Golgi se da a través de vesículas de transporte Las vías de transporte mediadas por estas vesículas se extienden hacia afuera del RE hasta la membrana plasmática y hacia adentro, desde esta última hacia los lisosomas: de este modo, proporcionan vías de comunicación entre el interior de la célula y sus alrededores.

El APARATO DE GOLGI dirige el tráfico vesicular del sistema vacuolar 1.

Los ribosomas del RER forman las proteínas destinadas a otros compartimientos 2. Se forman las vesículas de transporte 3. Las vesículas llevan la carga a la cara cis del Golgi 4. Pasan por las cisternas hasta terminar en la cara trans

Los 3 destinos principales Lisosomas Exositosis (vesicula secretoria) Membrana plasmática

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El transporte vesicular entre los compartimientos delimitados por membranas del sistema de endomembranas está muy

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organizado. o las vias secretoras principales hacia el exterior comienza con la biosíntesis de proteínas sobre la membrana del RE y su ingreso en el RE, y continua a través del complejo de Golgi hasta la superficie celular en el complejo de Golgi, una rama lateral las conduce por las endosomas hasta los lisosomas. o las vías endociticas principales hacia el interior que determina la ingestión y la degradación de las molèculas extracelulares, moviliza los materiales desde la membrana plasmática, a través de las endosomas, hacia los lisosomas. Las vesículas recubiertas son aquellas que tienen una cubierta proteica característica en su superficie citosólica Se considera que la cubierta cumple al menos dos funciones: da forma de brote a la membrana y ayuda a capturar moléculas para el posterior transporte Tres tipos de vesículas recubierta: clatrina, COPI y COPII (COP indica proteína de la cubierta). Las vesículas recubiertas con estas proteínas intervienen en el transporte entre distintos compartimentos de la vía

COP I: retrógrada, Aparato de Golgi → RER Las vesículas cubiertas de COPI abandonan el compartimento intermedio RE-Golgi por gemación y llevan su carga en sentido retrógrado para devolver a las proteínas residentes a los compartimentos anteriores de dicha vía. Por consiguiente, COPI es una proteína de cubierta presente tanto en las vesículas de recuperación que devuelven a las proteínas residentes en el RE a compartimentos anteriores de este orgánulo desde el compartimento intermedio RE-Golgi o la red cis del Golgi como en las vesículas que recuperan enzimas de procesamiento del Golgi de los compartimentos finales de este aparato

COP II: anterógrada (hacia delante) RER →Aparato de Golgi & Golgi trans→ Golgi cis Las vesículas cubiertas de COPII se encargan de transportar proteínas secretoras desde el RE al compartimento intermedio REGolgi y el aparato de Golgi, de modo que salen por gemación del RE transicional y transportan su mercancía hacia etapas secretora posteriores de la vía secretora.

Clatrina: Membrana plasmática & trans-Golgi → Endosomas se encargan del transporte bidireccional entre la red trans del Golgi, los endosomas, los lisosomas y la membrana plasmática

CLATRINA • • •

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Participan en la endocitosis mediada por vesículas. Principal modo de internalización de nutrientes y molécula señalizadoras.

También pueden salir del aparato de Golgi y pueden transportar Las moléculas de clatrina se ensamblan y forman una red del tipo de una canasta sobre la superficie citosólica de la membrana y este proceso de ensamblado es el que empieza a darle forma de vesícula

Recibe ayuda de las adaptinas para la captura de moléculas para el transporte y estas también afirman la cubierta de la clatrina Las moléculas que se transportarán conducen señales específicas que son reconocidas por los receptores de carga presentes en la membrana del compartimiento. Las adaptinas ayudan a capturar moléculas de carga especificas al atrapar los receptores a los que se unen. De esta manera, se incorpora un con junto seleccionado de moléculas de carga, unidas a sus receptores específicos, en la luz de cada vesicula recubierta por clatrina de reciente formación Existen por lo menos dos clases de adaptinas: las que se unen a los receptores de carga en la membrana plasmática son diferentes de las que se unen a los receptores de carga en el complejo de Golgi.

La proteína dinamina se une al GTP y se ajusta como anillo alrededor del cuello de la vesícula. Estas producen la constricción del anillo y por lo tinte el desprendimiento de la vesícula de la membrana

proteínas adaptadoras (adaptor protein) que unen la clatrina a proteínas integrales de la membrana que funcionan como receptoras (cargo receptor) para moléculas que serán endocitadas (cargo molecules). La dinamina es una proteína G monomérica o GTPasa que une a GTP y lo hidroliza a GDP. Esto produce un cambio de su conformación que constriñe la conexión a la membrana plasmática separando la vesícula Dinamina en formación de esta última.VIDEO Mientras que las vesículas de COPI y COPII poseen dianas limitadas, las vesículas de clatrina salen del trans Golgi con diversos destinos: endosomas, lisosomas o diferentes dominios de la membrana plasmática. Puesto que estas dianas requieren mercancías específicas, diferentes proteínas pequeñas de unión a GTP y adaptadores juegan un papel clave en el ensamblaje de vesículas con diferentes destinos.

COPI Y COPII en estas vesículas, proteínas de la membrana, algunas de las cuales funcionan como receptores de la carga (verdes) se unen a proteínas adaptadoras (rojas y amarillas).

FUSIÓN DE VESÍCULAS La fusión de una vesícula de transporte con su diana implica dos tipos de acontecimientos. 1. la vesícula de transporte debe reconocer específicamente la membrana diana correcta 2. la membrana de la vesícula y la membrana diana deben fusionarse, entregándose el contenido de la vesícula al orgánulo diana. Proteínas Rab

proteína adaptadora

proteín a

La Rab de proteínas pertenecientes a las proteínas pequeñas de unión a GTP, desempeña papeles clave en la llegada de las vesículas de transporte. • participan en muchas de las reacciones de gemación y fusión de vesículas durante el transporte vesicular • Cada vesícula tiene una proteína Rab específica que es reconocida por una proteína de reconocimiento específico de la membrana con la que debe fusionarse. Hay más de 60 proteínas Rab. • Funcionan en muchos pasos del tráfico vesicular, incluyendo la interacción con las SNARE para regular y facilitar la formación de los complejos SNARE/SNARE, • Primero las proteínas Rab dirigen la vesícula al compartimento adecuado y luego las proteínas SNARE inducen la fusión de ambas membranas. • ubicadas sobre la superficie de la vesícula, son reconocidas por las proteinas de reconocimiento inicial (tethering proteins) que se encuentran sobre la superficie citosólica de la membrana diana. Cada organulo y cada tipo de vesicula de transporte tiene una combinacion unica de proteinas Rab. Este sistema de codificación de Rab y las proteinas de reconocimiento inicial ayudan a asegurar que las vesiculas de transporte se fusionen solo con la membrana correcta. SNARE Primero las proteínas Rab dirigen la vesícula al compartimento adecuado y luego las proteínas SNARE inducen la fusión de ambas membranas. Las Rab son GTPasas que cuando están unidas a GDP están en el citosol y cuando se unen a GTP despliegan una hélice anfipática que se une a sitios específicos de las membranas. Estas proteínas son reconocidas por proteínas de reconocimiento que están en la membrana target. Una vez que las dos membranas están cerca, las proteínas vSNARE (en rojo) que están sobre la vesícula se unen a las tSNARE (en azul) que están sobre la membrana del compartimento target, desplazando el agua que queda entre las dos membranas e induciendo la fusión de las mismas con lo que la vesícula se conecta con el compartimento target y puede volcar su carga (en marrón) en él

1. 2. 3. 4. 5.

se ensambla la proteína de recubrimiento se desarma la proteína de recubrimiento se forma el complejo Rab-GTP con proteínas de reconocimiento se ensambla el complejo formado por las proteínas SNARE se desarma el complejo formado por las proteínas SNARE

VIA ENDOCITICA • Las células ingieren permanentemente fluidos y moléculas pequeñas y grandes y componentes de la membrana plasmática por endocitosis. Células especializadas pueden ingerir grandes partículas e inclusive otras células. Las vesículas endocíticas con su carga van a endosoma tempranos donde se decide el destino de la carga. Algunas moléculas deben ser recicladas a la membrana plasmática (receptores). Otras continúan el proceso de maduración en los cuerpos multivesiculares y los endosomas tardíos que se fusionan con lisosomas para dar los endolisosomas. En estas organelas la carga es degrada y los restos se incorporan al citosol para ser reutilizados. Cada estadio de la maduración de la endosoma recibe vesículas del Golgi que proveen las enzimas lisosómicas. • La formación de las endosomas y de los lisosomas representa así una intersección entre la vía secretora, mediante la que se procesan las proteínas lisosómicas, y la vía endocítica, mediante la cual son ingeridas las moléculas extracelulares a partir de la superficie de la célula

FAGOCITOSIS • Consiste en la ingestión de partículas grandes (como pueden ser microorganismos patógenos, células senescentes o muertas por apoptosis) por medio de vesículas de gran tamaño (  250 nm) •

La fagocitosis es una forma especial de endocitosis en la que se ingieren grandes partículas, tales como microorganismos y restos de celulas, via grandes vesículas de endocitosis llamadas fagosomas. En los protozoos, la fagocitosis constituye un sistema de alimentacion: las grandes partículas atrapadas en los fagosomas acaban en los lisosomas, y los productos de los procesos digestivos posteriores pasan al citoplasma donde son utilizados como alimento

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Mientras que las vesículas endocíticas implicadas en la pinocitosis son pequeñas y uniformes, el diámetro de los fagosomas está determinado por el tipo de partículas que ingieren, y pueden llegar a ser tan grandes como la propia célula fagocítica. Los fagosomas se fusionan con los lisosomas, y el material ingerido es degradado; en los lisosomas permanecen substancias no digeribles, formando cuerpos residuales.

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La fagocitosis es un proceso regulado y es utilizada por células del sistema inmunitario tales como los neutrófilos y macrófagos para destruir bacterias

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1. Los anticuerpos se unen al agente patógeno 2. Los neutrófilos y macrófagos tienen receptores de membrana que reconocen a los anticuerpos que se unieron al microorganismo 3. Se forma el fagosoma 4. Los fagosomas se unen a los lisosomas para degradar las partículas fagocitadas. A los macrófagos y neutrófilos se los denomina fagocitos profesionales Los macrófagos utilizan la fagocitosis para ingerir material no biológico, células que han muerto por apoptosis o células senescentes. En la fotomicrografía de abajo se observa un macrófago fagocitando 2 glóbulos rojos senescentes.

PINOCITOSIS •

(“bebida de la célula”), que implica la ingestión de fluidos y de solutos vía pequeñas vesículas (...