Vesículas recubiertas y Golgi

• Biología Celular, Bloque 2: Estructura y función de las células, Unidad Didáctica 5.
• Distribución y transporte de proteínas: retículo endoplásmico, aparato de Golgi y lisosomas.

Aparato de Golgi

• Las proteínas sintetizadas y procesadas en el RE llegan al Aparato de Golgi, donde son reprocesadas y distribuidas a sus destinos finales.
• El Apartato de Golgi se distribuyen a los lisosomas, la membrana plasmática o la secreción.
• Los glicolípidos y la esfingomielina se sintetizan en el AG.
• El AG está implicado en el procesamiento de una amplia gama de componentes celulares que viajan a lo largo de la vía secretora.
• El Aparato de Golgi está compuesto por bolsas aplanadas, rodeadas de membrana (cisternas) y vesículas asociadas.
• El AG es un orgánulo polar, estructural y funcionalmente.
• Las proteínas procedentes del RE entran por la cara cis convexa (cara de entrada) y suelen orientarse hacia el núcleo.
• Las proteínas se transportan a través del AG y salen por la cara cóncava de salida (cara trans).
• Las proteínas se modifican y distribuyen a medida que atraviesan el AG para su transporte a destinos dentro de la célula.
• El dictiosoma es un conjunto de sáculos membranosos aplanados y apilados, rodeados por una red tubular y numerosas vesículas.
• Cada célula puede contener uno o varios dictiosomas, que juntos forman el Aparato de Golgi.
• El AG se divide en cuatro regiones funcionales diferentes: cis, media, trans y la red trans-Golgi
• Diferentes procesos de procesamiento y distribución ocurren en una secuencia ordenada en los diferentes compartimentos del AG.
• Las proteínas del compartimento intermedio RE-Golgi (CIREG) entran en el compartimento cis del AG, donde comienzan las reacciones de modificación de proteínas, lípidos y polisacáridos.
• Posteriormente, atraviesan los compartimentos medial y trans, se someten a nuevas modificaciones, y finalmente migran a la red trans del Golgi, que actúa como centro de organización y distribución, dirigiendo el tráfico molecular.
• Existen dos modelos para explicar el desplazamiento de proteínas a través del AG: el modelo de cisternas estables y el modelo de maduración de cisternas.
• El procesamiento de proteínas en el Golgi implica una extensa modificación de las porciones de carbohidratos de las glicoproteínas.
• El AG contiene más de 250 enzimas que catalizan la adición de diferentes azúcares en las glicoproteínas y están situadas en diferentes compartimentos.
• Unidades de oligosacáridos (2 N-acetilglucosamina, 9 manosas y 3 glucosa) se añaden a los residuos de Asn.
• Residuos de azúcar de las cadenas polpeptídicas en crecimiento, que son translocados al RE.
• El oligosacárido sintetiza en un transportador lipídico (Dolicol.)
• El oligosacárido se transfiere como una unidad a los residuos aceptores de Asn con la secuencia consenso Asn-X-Ser/Thr a través de Oligosacaril-transferasa.
• Tres residuos de glucosa se eliminan mientras la proteína permanece en la luz del RE y posteriores modificaciones en el Aparato de Golgi.
• Los N-glicosacáridos de las glicoproteínas se modifican posteriormente mediante una secuencia ordenada de reacciones catalizadas por enzimas en diferentes compartimentos.
• Las glucoproteínas se modifican de forma diferente durante su paso por el AG, dependiendo de la estructura de la proteína y de las enzimas procesadoras presentes.
• Proteínas pueden salir del Golgi con diferentes oligosacáridos unidos a su grupo N-terminal.

Marcaje y dirección de las proteínas

• Las proteínas destinedas lisosomas se reconocen y se les añden grupos fosfatos en la posición 6 de los residuos de manosa.
• En el primer paso, los fosfatos de N-acetilglucosamina se transfieren a los residuos de manosa desde la UDP-N-acetilglucosamina.
• Los grupos N-acetilglucosamina se eliminan dando lugar a la manosa-6-fosfato.
• La reacción se produce en el compartimento Golgi cis.
• Los residuos de manosa-6-fosfato son reconocidos por un receptor de manosa-6-fosfato en la red trans del Golgi, que dirige el transporte de estas proteínas al lisosoma.
• UDP-N-acetilglucosamina o (UDP-GlcNac) es un compuesto molecular, formado por un nucleótido (Uridina difosfato) y una acetilglucosamina, derivado de la glucosa.
• Las N-glicoproteínas se unen al átomo de nitrógeno de la cadena lateral del aa Asn.
• Las O-glicoproteínas usan el átomo de oxígeno de los aa Ser o Thr como unión a la cadena polipeptídica.
• Los azúcares que se unen directamente a estos sitios N-acetilglucosamina o N-acetilgalactosamina, respectivamente.
• Los proteoglicanos, son proteínas secretadas que son componentes importantes de la matriz extracelular son un ejemplo de O-glicosilación extendida.
• Su procesamiento en el AG implica la adición de 100 o más cadenas de carbohidratos a un polipéptido, con hasta 100 azúcares por cadena modoficados por la adicion fosfatos.
• Los proteoglicanos son proteínas secretadas que son componentes importantes de la matriz extracelular con O-glicosilación extendida.
• El procesamiento en el AG implica la adición de 100 cadenas de carbohidratos (glicosaminoglicanos GAG) a hasta 100 azúcares en la formacion del polipéptido ademas de fosfatos.
• Los glicolípidos y la esfingomielina se sintetizan en el AG a partir de ceramida.
• La esfingomielina es el único fosfolípido no glicérico en las membranas celulares y es sintetizada por la transferencia de un grupo fosforilcolina desde la fosfatidilcolina a la ceramida.
• La esfingomielina sintetiza en la cara luminal del Golgi, mientras que la glucosa se añade a la ceramida en la cara citosólica.
• Tras el transporte vesicular las glicoproteínas glicoproteínas se localizan en la cara externa de la membrana plasmática.
• Las proteínas se distribuyen en diferentes tipos de vesículas de transporte, salen por gemación de la región trans y llegan a la localización adecuada.
• Algunas proteínas se transportan directamente a la membrana plasmática o a través de endosomas de reciclaje como compartimento intermedio.
• Otras se secretan a través de gránulos de secreción o se dirigen lisosomas.
• Las proteínas Golgi residentes se distribuyen a la vía secretora regulada, empaquetandose en gránulos secretores inmaduros.
• En primer lugar, se produce una agregación de proteínas dado el pH 6,4 de la región trans y posterior maduracíon hacia el exterior.
• Las membranas plasmáticas se dividen en dominio apical y el dominio basolateral de funcion diferenciadas que se embalan y trasnportar de froma selectiva.
• Las proteínas que dirigirse al dominio basolateral marcandose por secuencias cortas de dileucina o tirosina.
• Las proteínas destinedos lisosomas están marcadas con manosa-6-fosfato generandolos N-oligosacáridos iniciales del AG

Mecanismo de transporte de las vesículas.

• El transporte de las vesículas es una actividad celular fundamental responsable del tráfico celular rodeados por membrana.
• El transporte vesicular sirve para organizar funcionalmente de la célula.
• La especificidad del transporte reside en selecccionar solo la membrana diana.
• Mecanismos moleculares controlan la gemación, distribución y la fusión un area principal de la biologuia celular.
• El conocimiento basico de mutantes de levaduras, el transporte de vesículas en sistemas acelulares, analisis bioquímicos de las vesículas sinápticas provienen de la convergencia de los enfoques de los experimentos de Randy Schekman, James Rothman y Thomas Südhof en 1980.
• Hay mutantes para el trasnporte y ditribución de proteinas, proteinas de secreción, proteinas en lavacuolas, residencias del RE.
• La proteina verde fluroscente o GFPemite fluroscencia en la zona vede y gen aislado en la biologia para marcar.
• La mayori aprte e las vesicuals revetidadas proteìnas de cubiertas citosòlicas y recibne el nmobre vesículas recubiertas impùlsandola gemaciòn
• Las cubierats se eliminan para fòisionarlas memabrnas evavacuandolas

Selección de la mercancía.

• Se conocen tres familias de proteínas de cubierta de las vesículas: clatrina, COPI y COPII
• Las vesículas cubiertas de COPII transportan proteínas desde el al RE-Golgi y al Aparato de Golgi, que salen por la vía secretora.
• Las vesículas cubiertas de COPI abandonan el compartimento intermedio RE-Golgi a los compartimentos anteriores.
• Las vesículas cubiertas de clatrina el transporte bidireccional entre la red trans del Golgi, los endosomas, los lisosomas y la membrana plasmática
• Arf forma las las vesículas recubiertas con COPI y clatrina que emergen del AG mientas que Sar emerge del RE.
• Las proteína activa ligada a GTP nuclea a la la mercancia con una proteína adaptadora trasmembran y clatrina.
• La contraccion e inicia la gemación del ARF

Fusión de una vesícula de transporte con su diana

• Deben reconocerse y fusionarse correctamente con las membreanas que llevan las estructuras de helix.
• La interacción mediada por factores de anclaje pequenos denominados Rab entre proteinas de union que dan la formaciòn con proteinas trangemabrna denominadar snare que aportan eimpulsan energia y fusionan fosfolipidos.
• Se han identificado más de 60 proteínas Rab que funcionan especificamente y marca orgánulos y vesículas.
• Proteínas de unión con rab para eltransporte, el retículo endoplásmico, el Aparato de Golgi, los trasnporte de membrana, endo y exositosis.

Lisosomas

• Los lisososmas son orgánulos rodeados de membrana que digieren proteìnas, àcidos nucleicos , carbohidratos y lìpidos mediant e enzima, como sistema digestivo de la célula.
• Los lisosomas también tienen vacuolas esfèricas densas en diversos tamanos que se observan en una micrograafìa electrònica de trasmisiòn con miotocondrias que se pueden heredar .Las hidrilasas àcidas a un ph de valor 5 para la membrana tiene un ph neutro que ofrece protecciòn.
• Se produce al mantener la concentraciòn de H+ sobre el valore 100.
• Una de las funciones princiaples es enndocitos mediante la fusion de vesìlulas de transport.
• Se genera un entrelazamientro entfre l las via de secrecciòn paras las proteìnas y las vìas endoliticas para moleculaas externas.
• las celuar snima les tiene 3 tipos de endosomos: tenmprano reiciclaje y tardìo. Los endosomas tmepranosi reviben vesìculas para endocitosis y revstida de clatrina en la mem abrna prlasmativca .Los cpomponentes membrana conecatda y el retìculo se van formando a enndosomas tardìos que son los precursores del los lisososas al igual qire cuerpas muiltiavesifculaers.
• en la facogitocsis las celluyla especializadas engierien material par degradacion y en la autogafia se genera una envoltuta men abrna citisolida y que se en el autisoma se fusion con el lsiosomas, que cumple una fincion funndamentak en la metafmorfosid sse activa cuando hay privvaciòn de nutrirmientes