tráfico vesicular d4.1

8/18/2019 Tráfico Vesicular D4.1

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Tráfico

vesicularcelular



Índice

1. Mecanismos de endocitosis

2. Sistema endosomal y reciclajede receptores

3. Tráfico RE↔ Golgi→

Membrana plasmática

4. Tráfico RE↔ Golgi→

Lisosomas

5. Patologías relacionadas con

el tráfico y almacenaje

Cooper: La célula. Sexta edición.

Biología Molecular de la Célula, 5ª Ed. Bruce Alberts.

Páginas de interés:

http://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/5-endosomas.php

http://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/cuerpo-multivesicular

http://www.medicoscubanos.com/diccionario_medico.aspx?q=cuerpo%20multivesicular



INTRODUCCIÓN La célula necesita mantenercontacto con el medio e

intercambiar sustancias comonutrientes, iones, desechos…INTERCAMBIO DE

SUSTANCIAS

PEQUEÑAS: Transporte pasivo

(sin gasto ATP)a. Difusión simple a

través de la membranab. Difusión facilitada a

través de proteínas(permeasas y de canal)

Transporte activo(con gasto de ATP) apartir de permeasas

INTERCAMBIO DE

MACROMOLECULAS Endocitosis

Exocitosis

MECANISMOS DE ENDOCITOSIS



Endocitosis

Fagocitosis

Pinocitosis

Endocitosis

mediada porreceptor

Dependiente

de clatrina

Endocitosisde fase fluida

Independientede clatrina:

caveolas

Independiente de

caveolina y clatrinaLa endocitosis es un proceso por el

cual la célula introducemacromolécula desde el medio

extracelular al medio intracelular,rodeando al material que se va a

introducir con una porción demembrana que posteriormente se va a

invaginar. La endocitosis incluye laingestión de partículas grandes, fluidos

o macromoléculas de pequeñotamaño

Macropinocitosis

ENDOCITOSIS



CARACTERÍSTICAS

Es especifico de algunos tipos decélulas (macrófagos…)

Diferentes funciones: En amebaspara la nutrición, en pluricelulares

principalmente para la defensa En mamíferos la fagocitosis es la

función de dos tipos de leucocitosmacrófagos y neutrofilos (fagocitos

principales). Estos eliminanmicroorganismos de tejidos infectados

o células envejecidas y muertas. La célula engullen partículas

grandes: bacterias, desechos celulareso incluso células

MECANISMO

1

. La partícula se une a unos receptoresde la célula fagocitica

2

. La célula dispara la extensión deseudópodos

3

.Los seudópodos rodean a la partícula yse funden sus membranas, formando

una vesícula (fagosoma)

4

.El fagosoma se une a un lisosomadando lugar al fagolisosoma

5

. Se produce la digestión de la partículaa partir de las enzimas del fagolisosoma

FAGOCITOSIS



CARACTERÍSTICAS

Lo realizan todo tipo de células eucariotas Introducción de fluidos y macromoléculas de

menor tamaño Existen muchos mecanismos de pinocitosis, el más

conocido: Endocitosis mediada por receptor

Captación selectiva de moléculas específicasmediante la unión a receptores específicos de lasuperficie celular Los receptores se concentran en zonas de lamembrana donde existen depresiones revestidasde una proteína: Clatrina.Cuando el ligando se une al receptor estasdepresiones se invaginan y forman vesículasrevestidas de clatrina La vesícula de clatrina se libera de la clatrina y

si dirige hacia el endosoma para seguir diferentesvías

Existen 20 receptoresdiferentes utilizados en

esta vía.

La dinamina es unaproteína de unión a GTPque interviene en el

proceso de invaginación junto con otras proteínas

denominadas

adaptadoras.

PINOCITOSIS



Vía independiente de la clatrina Internación de moléculas en caveolas

(pequeñas invaginaciones más que lasde clatrina))

Organizadas por las caveolinas, familiade proteínas que forman las caveolas

Llevan a cabo la endocitosis mediadapor receptores específicos aunque lapropia caveolina funciona a modo dereceptor para moléculas especificascomo el HLD (lipoproteína de altaintensidad)

El colesterol se transporta a travésdel torrente sanguíneo en forma

de lipoproteínas, la más común esla lipoproteína de baja densidad

(LDL).Esta lipoproteína requiere launión de un receptor especifico de

la superficie celular que seacumula en depresiones revestidascon clatrina. La LDL se transporta a

los lisosomas, donde se libera elcolesterol para ser utilizado en la

célula.

PINOCITOSIS



Vías descubiertas cuando se bloquearon las vías mediadas por clatrina ypor caveolinas

No se conoce en detalle cuales son los mecanismos de selección demoléculas Se sospecha que se pueden concentrar e incorporar moléculas graciasa la acción de las balsas de lípidos. Tampoco se conoce si la formación de estas vesículas es un procesoregulado o no.

Entrada de fluidoextracelular no selectiva

asociada a las endocitosis

mediadas por receptores

Proceso de incorporación de grandes cantidades de fluido extracelular. En lasuperficie celular se crean evaginaciones a modo de ola cuyo sobre la membrana

plasmática y se fusiona con ella formando una gran vesícula interna omacropinosoma. Involucra a los mismos componentes que actúan durante la

fagocitosis (actina y miosina)

VESICULAS INDEPENDIENTES DE CLATRINA Y CAVEOLIA



SISTEMA ENDOSOMAL: Sistema de vesículasencargado de la clasificación y reparto de moléculas

formado por: vesícula endocitica, endosomatemprano y tardío, cuerpos multivesiculares,

vesículas de reciclajes y lisosomas

PROCESO- Endocitosis → liberación de la vesícula delrecubrimiento → fusión con el endosoma temprano- pH de 6 .5 → el ligando se disocia del receptor yambos se transportan a:

1. Vía de degradación: Endosoma tardío yformación lisosoma (vía de degradación)

2. Reciclaje de membrana: complejos proteicos(receptores y proteínas transmembranas) y lasvesículas

SISTEMA ENDOSOMAL Y RECICLAJE DE RECEPTORES



Antesala de degradación demoléculas endocitadas

Procedente de endosomastempranos.

Las enzimas hidrolíticasllegan por medio de vesículasprocedentes delAG.

pH mucho más ácido (bombadeH+)

Lisosoma (unión endosomatardío e hidrolasas pH másacido)

Extensiones tubulares en laperiferia

Reciben vesículas deendocitosis, que se despojande la clatrina y se fusionancon ellos

pH ácido (bomba de H+),permite la disociación deligandos de sus receptores.

Varios dominios: fusión yreciclaje de vesículas, salidade vesículas y complejosmembranosos al AG.

ENDOSOMAS TEMPRANOS ENDOSOMAS TARDÍOS CUERPOS MULTIVESICULARES

SISTEMA ENDOSOMAL Y RECICLAJE DE RECEPTORES

Proceden del endosomatemprano Reciben enzimas del AG Forman los endosomastardíos



1. Endocitosis mediada

por receptores yrevestida con clatrina

2. Captación de LDL3. Invaginación4. Liberación de clatrina5. Fusión con endosoma

temprano6. Separación receptores y

proteínas demembrana del LDL yotras incorporaciones

7. Reciclaje receptores yproteínas (vuelta amembrana) y LDL haciavía de degradación(endosoma tardío ylisosoma)Existen reciclaje de otros receptores como

MP6, TRANSFERRINA…



REGULACIÓN PORDISMINUCIÓN DEL

RECEPTOR

RECICLAJENEUROTRANSMISORES

TRANCITOSIS

No todos los receptores se reciclan,algunos se degradan con ligando. Ej:

receptores de factores de crecimiento

Los receptores también puedetransferirse a otras partes de la célula

Ej: células polarizadas

OTROS PROCESOS



Figura 13-23. Transporte anterógrado y retrógrado.

Biología Molecular De La Célula, 5ª Ed. Bruce Alberts.

TRÁFICO RE↔ GOLGI



Proteínas empaquetadas envesículas recubiertas de COPII

→ Proceso selectivo

Proteínas de membrana: Unióndirecta a las vesículas de COPII

→ Receptores de carga Proteínas solubles: Unión

indirecta a las vesículas deCOPII

Las proteínas mal plegadas oensambladas se unen achaperonas que las retienenen el ER.

Figura 13-20. Reclutamiento de las moléculas de cargaen vesículas de transporte del ER.


50 nm Vesícula de transporte200 proteínas de carga

diferentes

TRANSPORTE ANTERÓGRADO

RECLUTAMIENTO DE PROTEÍNAS EN VESÍCULAS DE TRANSPORTE



FORMACIÓN DE AGREGADOS TUBULARES

Vesículas → Fusión homotípica → Agregados túbulo-vesiculares

Los SNARE complementarios provocan la fusión de las membranas Las proteínas Rab regulan la extensión de la fusión homotípica

Los agregados túbulo-vesiculares son transportados mediante microtúbulos



TRANSPORTE ANTERÓGRADO

Algunas proteínas residentes en el ER que escapan son devueltas al ER mediante un procesode transporte vesicular anterógrado.

Se inicia en agregados túbulo-vesiculares y continúa en cada región del complejo de Golgi.

Cubiertas COPI.

Figura 13-24. Modelo de la recuperación de lasproteínas residentes del ER. (B)




Receptor KDEL Captura las proteínas de

agregados túbulovesiculares y Golgi

residentes del ER, que hanescapado, y las transportaen vesículas recubiertas deCOPI de vuelta al ER.

Figura 13-24. Modelo de la recuperación de las

proteínas residentes del ER. (A).Biología Molecular De La Célula, 5ª Ed. Bruce Alberts.

Electromicrografía de una sección ultrafina:Transición entre el ER y el complejo de Golgi

Electromicrografía de una secciónde agregados túbulo-vesiculares



TRANSPORTE A TRAVÉS DE GOLGI

Modelo de transporte vesicular Modelo de maduración de cisternas



PROCESO DE CLASIFICACIÓN DE PROTEÍNAS EN GOLGI

1. Proteínas marcadas conM6P → lisosomas

↓

Vesículas recubiertas de

clatrina

2. Proteínas secretoras →vía de exocitosis

regulada.↓

Vesículas secretoras

3. Proteínas sin señalespecífica → vía de

exocitosis constitutiva↓

Vesículas



GOLGI→ LISOSOMAS

LISOSOMAS Contienen moléculas cuyo destino es la

degradación, que se incorporan por: Corpúsculos membranosos con

dimensiones variables. Contienen hidrolasas ácidas (pH=5) Bomba de ATP en su membrana.

1. Endocitosis2. Fagocitosis

3. Autofagia

Figura 13-27. Visualización

histoquímica de los lisosomas.



Figura 13-44. Transporte a los lisosomas de lashidrolasas ácidas recién sintetizadas.




GOLGI→MEMBRANA PLASMÁTICA

La EXOCITOSIS es la fusión de vesículas producidas principalmentepor el aparato de Golgi con la membrana plasmática.

CONSTITUTIVA REGULADA



VESÍCULAS SECRETORAS

Almacena productos procedentes de célulassecretoras especializadas (moléculas

pequeñas o proteínas de secreción) Se forman a partir de la red trans del Golgi

por gemación Liberan su contenido al exterior celular en

respuesta a una señal (mensajero químico) Incremento transitorio de la concentración

de calcio intracelular.

Figura 13-65. Formación de las vesículas de secreción.


Las vesículas permanecen en el interiorcelular. Cuando reciben la señal para suliberación se dirigen hacia regiones concretasde la membrana de la célula.

El citoesqueleto, mediante proteínas motoras,transporta las vesículas secretoras hasta sulugar de fusión.

SINAPSIS NEURONAL



LIBERACIÓN DE MOLÉCULAS AL EXTERIOR CELULAR

1.Fusión de la membrana de la vesícula con la membrana

plasmática, de la cual terminará por formar parte.

2. Modelo “kiss and run”

http://sites.sinauer.com/cooper6e/animation1002.html



PATOLOGÍAS RELACIONADAS CON EL TRÁFICO Y ALMACENAJE

El estrés en el EResta relacionado con

enfermedadesneurodegenerativas

Obesidad

Párkinson

Diabetes

Cáncer

Relacionadascon el Aparato

de Golgi

Mucolipidosis de tipo II

- Malformaciones.

- Retraso en elcrecimiento.- Falta del tono muscular.- Fallecimiento.



PATOLOGÍAS RELACIONADAS CON DISFUNCIONES DE LOS LISOSOMAS

1. POR ROTURA

GOTA: Acumulación de cristales deurato monosódico . → Artritis muydolorosaTres tipos:

· Ataque de gota.· Gota intercrítica.· Gota tofácea crónica.

SILICOSIS: Depósito de polvo desílice en los pulmones.- Carácter irreversible.- Inflamación crónica.- Citotoxicidad.- Fibrosis pulmonar.- Enfermedad del trabajador.



2. POR ACUMULACIÓN

ESFINGOLIPIDOSIS:


ENFERMEDAD DE FABRY

- Déficit de α-galactosidasa A.

- Defecto genético en el cromosoma X.- Manifestaciones clínicas: ardor en las

palmas de las manos, disminución desudoración, intolerancia al calor y al ejercicio,aparición de angioteratomas, fallo renal yopacidad de la córnea. -Enfermedadincurable

ENFERMEDAD DE GAUCHER

- Déficit en glucocerebrocidasa

- Tres variantes: I, II y III- Enfermedad incurable- Afecta al SN




ENFERMEDAD DE TAY-SACHS

- Afecta al SNC

- Carácter hereditario, autosómico recesivo.- Incapacidad de producir hexosaminidasa-A- Síntomas: temblor de manos, dificultad alhablar, debilidad muscular, sordera, ceguera,

crisis epilépticas, apatía y retrasos decrecimiento.

ENFERMEDAD DE NIEMANN-PICK

- Déficit de esfingomielinasa

- Hereditaria autosómica recesiva.- Tipos: A, B, C, D- Síntomas: dificultad al hablar y andar,

dificultad intelectual, insuficiencia

respiratoria y desconexión del medio.




GLUCOGENOSIS

ENFERMEDAD DE POMPE

- Hereditaria autosómica recesiva

- Déficit de glucosidasa lisosómica.- Tres variedades: infantil, juvenil yadulta.- Manifestaciones: complicacionescardíacas y respiratorias.

TIPO I O SÍNDROME DE HURLER (MPS I)

- Enfermedad congénita

- Déficit de alfa-L-iduronidasa- Provoca acumulación de mucopolisacaridos en lascélulas del tejido conectivo, incluido cartílago yhueso.- Tipos: severa, moderada y atenuada.

TIPO II O SÍNDROME DE HUNTER (MPS II)

-Déficit de iduronosulfato sulfatasa.

- Genética recesiva ligada al cromosoma X.-Síntomas:: hernias inguinales, infecciones del oído,moqueo y resfriados.

MUCOPOLISACARIDOSIS

https://es.wikipedia.org/wiki/Glucosaminoglucano



GLUCOPROTEINOSIS


GALACTOSIALIDOSIS- Enfermedad congénita y

hereditaria.- Tipos: infantil temprana,tardía y juvenil o adulta.- Síntomas: hepatomegalia,

ascitis, trastornos delesqueleto y pérdida devisión.

SIALIDOSIS-Tipo I: contracciones

musculares involuntarias,manchas rojas en retina, etc.- Tipo II: Ascitis,hepatomegalia ,esplenomegalia y muerteprecoz.

FUCOSIDOSIS-Enfermedad genetica.-Síntomas: dismorfia facial,retraso mental grave,hepatomegalia,alteraciones en el

desarrollo óseo y sordera.

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