T6-Exocitosi PDF - Biologia Cel·lular - Universitat de Barcelona

T6-Exocitosi.pdf FarmaHero_05 Biología Celular 1º Grado en Farmacia Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación Universitat de Barcelona Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica...

T6-Exocitosi.pdf FarmaHero_05 Biología Celular 1º Grado en Farmacia Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación Universitat de Barcelona Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10859968 TEMA 6 Exocitosi A l’aparell de golgi es creen vesícules o elements de transport. Aquests elements de transport viatgen a través de microtúbuls fins que es fusionen amb la membrana (exocitosi). 1. XARXA-TRANS-GOLGI (TGN): Sortida de molècules a diferents destinacions cel·lulars EXOCITOSI: fusió de les vesícules de transport amb la membrana plasmàtica. En totes les cèl·lules, la via d'exocitosi és contínua (en constant construcció) i CONSTITUTIVA: 1. Una proteïna arriba a la TGN, on és reconeguda (segons les seves seqüències) 2. En aquesta, és empaquetada dins d’una vesícula o en grànuls de secreció i és dirigida cap a la mem. plasmàtica. 3. La vesícula de transport arriba a la mem. plasmàtica a través de microtúbuls i, un cop allà, es fusiona amb ella: - El cargo és alliberat a l’exterior - La nova membrana és aportada a la membrana plasmàtica ➔ L’exocitosi també pot ser REGULADA: via d’exocitosi no contínua, ja que la fusió i l’alliberament del cargo depenen d’un senyal determinat que marca l’inici d’aquests processos. Ex: cèl·lules pancreàtiques o neuronals Un exemple de senyal o estímul és la interacció de Receptor-Hormona = aquesta unió provoca un augment de calci intracel·lular que actua com a senyal per iniciar la fusió de les vesícules amb la MP. Reciclatge de membrana: via endocítica regulada que permet mantenir la mida determinada de la cèl·lula, mentre la MP d’aquesta va adquirint nova membrana (noves proteïnes i nous lípids) contínuament, gràcies a la via d’exocitosi contínua. EXOCITOSI CONSTITUTIVA vs REGULADA a. Ruta constitutiva: és continua, no selectiva i la presenten totes les cèl·lules. b. Ruta de secreció regulada: Hi ha cèl·lules especialitzades en la secreció de proteïnes (hs, neurotransmissors, enzims digestius,...) que s’emmagatzemen primer en vesícules i són secretades més tard de forma regulada. Augment de calci = senyal que permet que la vesícula es fusioni amb la membrana. 2. FORMACIÓ DE VESÍCULES DE SECRECIÓ (2a via) A les cèl·lules que tenen una exocitosi regulada: 1. EN la TGN, les proteïnes de coberta (Clatrina) seleccionen el cargo i l’empaqueten formant vesícules immadures. 2. Quan la vesícula s’ha format, la clatrina es desprèn de la vesícula i s’emporta una part de la membrana d’aquesta. 3. Aquesta proteïna torna a la TGN, constituint una via de retorn de proteïnes i lípids per poder formar noves vesícules. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10859968 Mentre que la vesícula va perdent molècules (que són retornades a la TGN) va madurant ja que el cargo es va concentrant en vesícules més petites anomenades vesícules de nucli dens: - Són vesícules electrodenses que permeten l’alliberació de gran quantitat d’enzims, hormones,... - Són detectables per immunodetecció, amb anticossos afins a la clatrina i or col·loïdal, amb el MET. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. 3. VIA BIOSINTÈTICA-SECRETORA (Experiments de George Palade) George Palade va aconseguir observar el funcionament d’aquesta via: 1. Durant 3 min = la leucina es marca amb aminoàcids radioactius 2. Es formen proteïnes radioactives (radioactivitat en el RE) 3. Al cap de 7 min = es comença a detectar la radioactivitat a l’Aparell de Golgi 4. En 37 min = les proteïnes radioactives es troben en vesícules immadures 5. Al cap de 117 min = la majoria de proteïnes es troben en grànuls de secreció madurs i en els llocs de secreció d’aquests. 4. EXEMPLE D’EXOCITOSI REGULADA EN MASTÒCITS Els grànuls de secreció dels mastòcits presenten gran quantitat d’histamina en el seu interior i, en interaccionar amb un estímul, s’inicia una serie de senyalitzacions que finalitza amb la fusió d’aquests amb la MP i l’alliberació de calci. Procediment: 1. Els mastòcits s’incuben en els seus activators (Ex. anticossos) i s’activen les Rac1 i CDC2 = petites proteïnes de la subfamília Ro i amb activitat GTPasa. 2. En conseqüència, s’activa la PLC (fosfolipasa C) que hidrolitza els fosfatidilinositols (Pi4,5P2) i aquestes dónen lloc a diacilglicerol i IP3. 3. L’ IP3 viatja fins a la membrana del RE i provoca la sortida del calci cap a la membrana plasmàtica, on s’obren canals de calci de voltatge. 4. L’obertura d’aquests canals fan que es desenvolupi el procés de fusió de les vesícules de secreció amb la MP i, per tant, l’alliberació d’histamina. 5. Es produeix una resposta inflamatòria. Deja que el Latin Spirit de Desperados te lleve a elrow Biología Celular Banco de apuntes de la a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10859968 Aquest procés també permet explicar: - L’alliberació del carg de les vesícules de secreció - Els processos de fusió d’aquestes amb la MP 1. Algunes boles d’agarosa són unides a mastòcits i a l’estímul d’aquests (Ex: IGs). 2. En els llocs d'interacció entre la membrana dels mastòcits i l’estímul alernògen es desenvolupa una serie de senyalitzacions. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. 3. L’increment de calci es produeix de forma local i en llocs determinats es duu a terme la fusió de les vesícules de secreció amb la membrana plasmàtica per alliberar histamina 5. PROCESSAMENT PROTEOLÍTIC Procés que s’inicia a la TGN i que finalitza a les vesícules de secreció. AVANTATGES: Transport de molècules petites. Ex: Encefalines… Protecció. Ex: Enzims digestius, hidrolítics… Possibilitat d’alliberar diferents proteïnes. Ex: poliproteïna… IMPORTÀNCIA DEL PROCESSAMENT PROTEOLÍTIC: a. En l’alliberació d’enceflines → Són neuropèptids que tenen 5AA (per tant, són difícils de sintetitzar i transportar) i actuen amb activitat similar a la de la morfina. 1. Es sintetitzen gran quantitat d’encefalines i es forma una poliproteïna. 2. L’agregació d’aquestes proteïnes permet la seva selecció mitjançant la clatrina. 3. La clatrina dirigeix l’empaquetament en grànuls de secreció. 4. En els grànuls, la poliproteïna és hidrolitzada en els 5AA de les proteïnes per formar encefalines. 5. Quan arribi l’estímul, les encefalines són alliberades. b. En l’alliberació d’enzims digestius: 1. En cèl·lules beta-pancreàtiques, els enzims digestius es sintetitzen com proproteïnes inactives → són proteïnes que tenen una secció inhibidora dels enzims digestius. 2. Al final de la via biosintètica-secretora, en els enzims digestius actius es produeix la hidròlisi de les proproteïnes. c. Desenvolupament d’hormones → A partir d’una mateixa poliproteïna es poden obtenir diferents tipus d’hormones, depenent dels enzims. 6. FORMACIÓ DE VESÍCULES SINÀPTIQUES Deja que el Latin Spirit de Desperados te lleve a elrow a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10859968 Vesícules sinàptiques = són vesícules de secreció especials, d’uns 50 - 60 nm de diàmetre, que poden alliberar hormones i/o neurotransmissors. FORMACIÓ DE VESÍCULES SINÀPTIQUES EN NEURONES Neurona = cèl·lula polaritzada composta per ’Aparell de Golgi perinuclear i per una terminal nerviosa on es desenvolupen processos de sinapsis. El seu potencial d’acció és molt ràpid i, per tant, necessita moltes vesícules que permetin alliberar neurotransmissors de forma ràpida i quasi continuada. Perquè es pugui fer la sinapsis, les neurones segueixen una estratègia anomenada reciclatge local. Sinapsis: procés que duen a terme les vesícules sinàptiques. 1. A la trans-golgi (TGN) es genera una vesícula que conté els transportadors dels neurotransmissors. És a dir, conté canals que permeten que s’ompli de neurotransmissors. 2. Viatgen fins a la terminal nerviosa on la vesícula s’omple de neurotransmissors. 3. La vesícula sinàptica queda a prop de la MP. Quan hi ha un augment de calci, es fusiona per alliberar els neurotransmissors (exocitosi). 4. Per endocitosi, els transportadors de la vesícula tornen a seleccionar proteïnes. 5. Les proteïnes inicien la formació d’una nova vesícula que conté els transportadors dels neurotransmissors. 6. Al cap d’un temps, arriba un anova vesícula que substitueix l’altre. Torna a començar. ALLIBERACIÓ DE NEUROTRANSMISSORS (exocitosi regulada) 1. Les proteïnes V-Snare de la membrana de la vesícula interaccionen parcialment amb les T-Snare de la mem. plasmàtica de les neurones. Això es dóna gràcies a la forma helicoïdal d’ambdues que facilita la seva unió. - Això fa que la vesícula estigui a prop de la mem. plasmàtica, on hi ha les complexines (proteïnes que impedeixen la unió total). 2. En arribar l’estímul (+calci), unes proteïnes fan que les complexines marxin i permetin la unió completa de les proteïnes SNARE(T i V). 3. EN unir-se de forma total, es produeix la fusió de les dues membranes alliberant els neurotransmissors a l’exterior. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-10859968 7. ALTRES ASPECTES RELACIONATS AMB L’ EXOCITOSI A. Citocinesi i divisió cel·lular B. Fagocitosi C. Reparació de membranes: Quan es trenca una membrana, gran quantitat de calci accedeix a l’interior de la cèl·lula afavorint la fusió de vesícules amb la membrana plasmàtica. Això permet taponar la ruptura amb nova Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. membrana. Deja que el Latin Spirit de Desperados te lleve a elrow