Biologia cel·lular Laura Piñero Tema 12 i Tema 13.pdf

TEMA 12 I TEMA 13. LISOSOMES I AUTOFAGOCITOSI Lisosomes diferència amb vesícula secreció: els lisosomes tenen l’interior heterogeni. Poden tenir, a més, formes molt diverses, vesícules a l’interior, són molt variables... 140 S’acumulen vesícules i material en els lisosomes perquè els falta un enz...

TEMA 12 I TEMA 13. LISOSOMES I AUTOFAGOCITOSI Lisosomes diferència amb vesícula secreció: els lisosomes tenen l’interior heterogeni. Poden tenir, a més, formes molt diverses, vesícules a l’interior, són molt variables... 140 S’acumulen vesícules i material en els lisosomes perquè els falta un enzim. 12.1 VIA ENDOLISOSOMAL 141 12.2 ENDOLISOSOMES Són estructures dinàmiques, que es trenquen, s’uneixen, van madurant... Poden tenir vesícules a l’interior o no. Endosomes tardans i cossos multivesiculars si tenen vesícules interluminars es fusionen amb lisosomes o endolisosomes preexistents per formar endolisosomes, que maduren cap a lisosomes quan les hidrolases completen la digestió del seu contingut. 12.3 LISOSOMES - Orgànuls encarregats de la degradació de tots els components que els hi arribin. - Molt heterogenis d’estructura. - Contenen >50 hidrolases diferents. - Tenen pH àcid degut a la bomba de protons de la seva membrana. - Hi ha glicoproteïnes i glicolípids a la cara interna de la membrana. Les glucosilacions els protegeixen dels enzims que contingui el lisosoma. - Les unitats del material degradat és transportat a l’exterior selectivament. Per tot el que ha de sortir dels lisosomes (aa, sucres, nucleòtids...) hi ha transportadors específics (amb cost ATP). Si no funcionen, s’acumulen productes al seu interior i tenim un problema. 142 12.4 BOMBA DE PROTONS (H+-ATPASE O V-ATPASE) Per funcionar les hidrolases necessiten un pH àcid. Hi ha bombes de protons (H+-ATPase o v-ATPase) introdueixen protons al lumen del lisosoma per mitjà del cost d’ATP, atès que entren a contragradient. (En la cadena respiratòria dels mitocondris hi ha una bomba similar però en direcció contrària) Fa que la concentració de protons sigui major a l’interior que a l’exterior. 12.5 FUNCIONS LISOSOMES La funció bàsica és la degradació. Però també té transportadors de colesterol, proteínes que faciliten la unió a altres vesícules/orgànuls, proteïnes que els permetrà la unió als microtúbuls per a moure’s per la cèl·lula, regulen el metabolisme... Les hidrolases àcides són marcades amb un fosfat al C 6 d’una manosa. Quan arriba al TGN surt cap als endolisosomes. 143 12.6 LES VIES BIOSINTÈTIQUES SECRETORES 12.7 DIRECCIONAMENT DE PROTEÏNES ALS LISOSOMES: MARCATGE DE LA MANOSA 6FOSFAT 12.8 RUTES QUE APORTEN MOLÈCULES ALS LISOSOMES 1. Endocitosi. 2. Fagocitosi. 3. Macropinocitosi. 4. Autofagocitosi. 144 12.9 FORMACIÓ DELS COSSOS MULTIVESICULARS Quan en els endosomes primerencs hi ha receptors marcats per ubiqÜitina, es formen invaginacions/vesícules intraluminals... El complex ESCRT reconeix les proteïnes amb ubiqüitines i les posen a l’interior de les vesícules intraluminals que s’estan formant. Van reclutant el material, fan la formació de la vesícula... Permet formar vesícules intraluminarss en els cossos multivesiculars per a després degradar aquestes proteïnes. 12.10 SECRECIÓ EXOSOMES Són vesícules de secreció que surten a l’exterior de la cèl·lula. Funciona també com a mecanisme de comunicació entre cèl·lules. Els cossos multivesiculars, en alguns casos, poden ser secretats. Així es poden secretar vesícules. Aquestes vesíclues tenen RNA amb diferents funcions (capaços regular l’activitat de cèl·lules llunyanes), tenen DNA, proteïnes... Modificaran (activaran, inhibiran...) altre cèl·lules. 145 Els virus embolcallats utilitzen aquest sistema per sortir de la cèl·lula. Cèl·lules canceroses també l’utilitzen per a preparar el nínxol on s’establirà el tumor. Els lisosomes i cossos multivesiculars també alliberen material acumulat degut a una malaltia, cosa que no soluciona la malaltia però allibera una mica la cèl·lula. 12.11 ESPECIALITZACIONS DELS LISOSOMES Melanosomes: Lisosomes especials dels melanòcits, units a 30 keratinòcits. Els melanòcits fan melanosomes, que van acumulant melanina a l’interior. La fan els melanòcits i les passen als keratinòcits, que posen la melanina al voltant del seu nucli per a protegir el DNA de la llum UV. Els kerainòcits poden transmetre senyals als melanòcits demanant-los melanina. Quan aquesta via de formació i secreció falla, es dona l’albinisme. 146 Acrosoma: Zona al voltant del cap de l’espermatozoide. Té enzims que s’encarreguen de degradar. Tenen lisosmes en la capa palúcida (??) que degradarà la membrana perquè es pugui degradar a l’oòcit. 147 12.12 MALALTIES D’ACUMULACIÓ LISOSOMAL Solen ser malalties autosòmiques i monogèniques. Són malalties rares. Els gens estan implicats en el funcionament dels endosomes. La més coneguda és la malaltia de Gaucher. És causada per una deficiència en la glucocerebrosidasa. Aquest enzim falla i augmenta el nombre de lisosomes i la seva mida. S’acumulen productes que no són capaços de sortir de la cèl·lula i deixen de funcionar. En la majoria de casos afecta a macròfags, sobretot. - La LSD més comuna. - Increment del número i mida dels lisosomes per acumulació de glucosil ceramida, colesterol i esfingolípids. - Gaucher tipus I: menys sever, sense afectació neuronal. Hepato i esplenomegàlia. Lesions als ossos. - Gaucher tipus II: Afectacions molt greus neurològiques. - Gaucher tipus III: Gravetat intermèdia, apareixen problemes neuronals als 10 anys d’edat. Es va proposar com a teràpia posar-los aquest enzim, esperant que els macròfags l’agaféssin, i funciona. 148 Teràpia gènica: intentar reparar el gen (perquè en aquesta malaltia només es veu afectat un gen). Transferència gènica directa o indirecta: imatge. 12.13 VACUOLES DE CÈL·LULES VEGETALS I FONGS Les vacuoles de les cèl·lules vegetals, que són lisosomes modificats, tenen funcions d’emmagatzematge, de defensa (alliberen substàncies amb mal gust quan se la menja algun animal), de hidròlisi i deggradació, homeòstasi, i control del volum cel·lular (acumulen glúcids que fan que hi hagi pressió osmòtica a l’inteiror, entri aigua i la vacuola creix i apreta les parets cel·lulars i creix la cèl·lula. 13.1 AUTOFAGOCITOSI Procés que s’encarrega d’endocitar estructures que ja no fan falta a la cèl·lula, com mitocondris que no fan falta, o si la cèl·lula està en dejuni (no té nutrients, estrès), es trenquen orgànuls per a utilitzar-ne els aminoàcids. Si s’administra una droga augmenta el REL, un com detoxificada, la cèl·lula redueix en REL per autofàgia. Reciclatge d’estructures que ja no serveixen. 1. Biogènesi a partir de subdominis del reticle endoplasmàtic (PI-3-P): omegasomas. El reticle endoplasmàtic es posa al voltant de les estructures que s’han de fagocitar. I es formen dues bicapes al voltant d’aquesta (autofagosoma). 149 2. Contingut del citoplasma és tancat dintre d’una doble membrana (autofagosoma). 3. L’autofagosoma es fusiona amb lisosomes formant amfisomes. 4. Els amfisomes maduren a autolisosomes. Autofagosoma: embolcall es veu blanc (en la imatge de la dreta de dalt) 150 Biogènesi de l’autofagocitosi Va descobrir tots els gens implicats en l’autofagocitosi. 13.2 GENS ATG 151 13.3 TIPUS D’AUTOFÀGIA Macroautofàgia: Pot agafar coses del citoplasma de manera indiferenciada, perquè estres i la cèl·lula necessita degradar alguna cosa, o pot ser selectiva (degradació d’un organul concret) Microatofàgia: Formar vesícules introluminals que entren als lisosomes per degradar proteïnes concretes. Autofàgia mediada per xaperones: es reconeix el que s’ha de degradar i la proteïna entra a l’interior del lisosoma amb un canal. 152