Apunts Biocel Definits 2023-2024 (PDF)

14. MECANISMES MOLECULARS DEL TRANSPORT CEL·LULAR TRANSPORT VESICULAR 1. Formació de la vesícula (budding) -> cargo seleccionat per senyals, receptors i posteriorment es forma la vesícula gràcies a proteïnes (com COPI i II i clatrina) 2. Separació de la vesícula del compartiment (pinch-off) 3. Cober...

14. MECANISMES MOLECULARS DEL TRANSPORT CEL·LULAR TRANSPORT VESICULAR 1. Formació de la vesícula (budding) -> cargo seleccionat per senyals, receptors i posteriorment es forma la vesícula gràcies a proteïnes (com COPI i II i clatrina) 2. Separació de la vesícula del compartiment (pinch-off) 3. Coberta proteica es desfà 4. La vesícula es mou cap al compartiment diana pels microtúbuls (dirigida per marcadors Rab) 5. Fusió de les membranes de la vesícula i el compartiment diana RUTES DE TRANSPORT VESICULAR PROTEÏNES MONOMÈRIQUES GTPases Tipus i funció - Ran -> transport nucleoplàsmic, formació fus mitòtic - Ras -> proliferació cel·lular, diferenciació, supervivència, apoptosis, expressió de gens - Rho -> regula la formació del citoesquelet d’actina - Arf -> tràfic de vesícules, migració i divisió cel·lular - Rab -> tràfic de vesícules Funcionament de les GTPases 1. Part lipídica de la proteïna inhibida per GDI, impedint la unió a una membrana. Unit un GDP. 2. GEF canvia GDP per GTP, activant la proteïna i traient l’inhibidor, permetent la unió a membranes 3. Unió a la membrana, a la GTPasa s’hi uneix una proteïna efectora que farà una funció determinada 4. Unió de GAP, activa la hidròlisi de GTP a GDP, inactivant la proteïna i unint-hi un GDI (GTPasa molt inefectiva i no pot hidrolitzar GTP sola) 49 MAQUINÀRIA MOLECULAR DE TRANSPORT VESICULAR Selecció del carregament i formació de la vesícula de transport (fosfatinositols i proteïnes adaptadores) 5. Unió del lligand al receptor 6. Fosforilació d’un inositol d’una manera determinada fa que es puguin unir les proteïnes adaptadores al receptor - PI i PIP kinases -> fosforilen - PIP fosfatases -> treuen fosfats En fagocitosi -> anticossos units al patogen 1. Receptors detecten FC (part comuna ac) 2. Quan s’ha tancat la vesícula una fosfatasa treu el tercer fosfat de l’inositol per indicar que el fagosoma es pot unir als lisosomes per degradar-se Proteïnes de coberta -> formes geomètriques Tipus de coberta Clatrina Clatrina COP II COP I Proteïnes Clatrina+adaptina 1 Clatrina+adaptina 2 Proteïnes COP II Proteïnes COP I Origen AG MP ER AG Destí AG (CGN) AG ER Vesícula de clatrina 1. Unió receptor-lligand 2. Proteïnes adaptadores (AP-1 al AG i AP-2 a MP) 3. Unió de triskellions de clatrina i dominis BAR (dobleguen membrana amb la seva forma) 4. Separació de membrana i vesícula amb dinamines (estrenyen el coll de la vesícula Vesícules de COPII -> permeten formació de vesícules amb diferents formes (pot ser tubular, col·lagen) Proteïnes que formen la coberta de COPII: - Sec16 marca ERES (exit sites ER), s’uneix a totes les proteïnes de COPII i fa que la vesícula es formi ràpidament (bàsicament manté perquè funcioni la formació) - Sec12 és una GEF per Sar1 (GTPasa), està a la membrana del RE - Sar1 és una GTPasa, unida a GDP al citosol i a GTP quan està ancorada a una membrana (hèlix amfipàtica) - Sec23/24 són GAP de Sar1 - Sec13/31 tenen un rol estructural Formació de les vesícules ( temps molt limitat per crear-les degut a les GAP) 1. Sec12 (GEF) intercanvia GDP per GTP de Sar1, fent que s’uneixi a la membrana de RE 50 2. Sar1 activat atreu Sec23/24 (GAP) i Sec13/31 i es forma ràpidament la vesícula (si no s’aconsegueix GAP farà que Sar1 es desenganxi de la membrana i que no es formi la vesícula) 3. Sar1 té capacitat de separar la vesícula del RE 4. Coberta de la vesícula es desfà quan GAP fa que Sar1 hidrolitzi el seu GTP a GDP, se li uneix un GDI i es separa de la membrana, fent que també es separin Sec23/24 i Sec13/31. Moviment i direccionament de la vesícula de transport (proteïnes Rab) Moviment: proteïnes motores mouen les vesícules pels microtúbuls Cada endosoma té unes proteïnes Rab diferents: - Rab4/5 -> endosomes primerencs - Rab11 -> reciclatge de membranes - Rab7/9 -> lisosomes i endosomes tardans Mecanisme d’intercanvi de Rab durant la maduració de vesícules 1. Entre les proteïnes efectores de la Rab4/5 hi ha una GEF de la Rab7/9 2. GEF provoca intercanvi de GDP a GTP en Rab7/9, i la Rab s’uneix a la membrana 3. Rab7/9 té una proteïna efectora GAP per Rab4/5 4. GAP provoca hidròlisi de GTP a GDP a Rab4/5, fent que salti de la membrana 51 Fusió amb el compartiment diana (proteïnes Rab i tethering proteins(d’anclatge)) Vesícula: té v-SNARE indicant orgànul receptor, un Rab activat (GTP), i receptors i cargo Compartiment diana: té proteïna d’anclatge (tethering protein, efectora de Rab vesicular) a la membrana, i t-SNARE. 1. Proteïna d’anclatge i Rab s’uneixen, apropant vesícula a la membrana del compartiment diana. 2. V-SNARE i t-SNARE uneixen les seves hèlix (4 en total, complex SNARE), les enrotllen i provoquen la unió de la vesícula al compartiment diana 3. Complex SNARE que queda a la membrana després de la fusió de la vesícula, complex proteic NSF i proteïnes accessòries desfan el complex amb despesa d’ATP 52 Esquema resum del mecanisme de transport vesicular SECRECIÓ DE NEUROTRANSMISSORS Propagació de la senyal nerviosa 1. Arribada de senyal per l’axó indueix l’entrada de calci (obertura del canal de Ca2+) 2. Exocitosi d’una vesícula amb neurotransmissors 3. Cèl·lula receptora té un receptor de neurotransmissors, i en rebre’ls obre un canal que permet l’entrada d’ions Secreció dels neurotransmissors de la vesícula sinàptica - v-SNARE -> sinaptobrevina (1 hèlix) - t-SNARE -> sintaxina (1 hèlix) i SNAP25 (2 hèlix) - Complexina -> atura enrotllament de les SNARE Sinaptotagmina -> expulsa complexina quan arriba Ca2+ 1. Formació complex SNARE amb sinaptobrevina, sintaxina i SNAP25 2. Unió de complexina al complex SNARE per evitar la unió total de les 4 hèlix (evita que toqui la membrana) 3. Arriba Ca2+ i sinaptotagmina expulsa complexina 4. Fusió de la vesícula sinàptica amb la MP -> secreció dels neurotransmissors 53 Propagació de la senyal nerviosa Reciclatge local a la terminació nerviosa 54