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1\. Proteínas Macromoléculas compuestas por una secuencia de ***aminoácidos*** formada por una o varias cadenas polipeptídicas. Cumplen todas las funciones que se llevan a cabo en las células, es decir órdenes contenidas en el ADN, como transporte, movimiento, etc. La actividad de una proteína est...

1\. Proteínas Macromoléculas compuestas por una secuencia de ***aminoácidos*** formada por una o varias cadenas polipeptídicas. Cumplen todas las funciones que se llevan a cabo en las células, es decir órdenes contenidas en el ADN, como transporte, movimiento, etc. La actividad de una proteína está determinada por su ***estructura tridimensional***, determinada por la secuencia de aminoácidos, determinada por la secuencia de bases del ADN. ***Función*** → Tarea que realiza ***Actividad*** → Si la proteína funciona o no funciona #### Jerarquías Estructurales 1. **[Primaria:]** Se establece gracias a la secuencia de las bases en el ADN. Uniones covalentes entre el carboxilo de un aminoácido y el amino del carbono alfa (unión peptídica). Puede tener restos apolares como la metionina, o polares, como la tirosina. Siempre intentarán plegarse para que las bases apolares queden dentro. 2. **[Secundaria:]** La establece el primer plegamiento de la cadena, se estabilizan con puente de hidrógeno (interacciones débiles) y Random Coil (plegamiento al azar). Tienen ***motivo***, es decir, zonas de la cadena que poseen una determinada forma que determina una función. 3. **[Terciaria:]** Plegamiento total de la cadena. Se estabiliza por interacciones débiles entre aminoácidos enfrentados (puente de hidrógenos, atracción electrostática, interacción hidrofóbica) y enlaces covalentes (puente disulfuro). Poseen ***dominio***, que es la región de un polipéptido plegada en forma compacta formando Módulos de Estructura Terciaria. Funcionan de manera semi independiente, como el dominio catalítico que interviene en reacciones químicas. 4. **[Cuaternaria:]** Dos o más polipéptidos transcritos por el mismo gen (homodímero) o por diferentes genes (heteropolipeptidos). Interacciones débiles y fuertes. ***[Estado Nativo:]*** Luego de la estructura terciaria, es el estado termodinámico más estable de la proteína con menor energía libre, lleva a cabo la función de la proteína. **[Chaperonas:]** Facilitan el plegamiento de proteínas recién sintetizadas, parcialmente plegadas o repliegan proteínas mal plegadas y las estabilizan evitando su agregación. Pueden ser ***chaperonas moleculares***, se unen temporalmente a la proteína no plegada, la estabilizan y evitan su agregación y degradación. (ej: Hsp70. Hsp90, Bip), o ***chaperoninas***, complejos supramoleculares, que unen la proteína y durante un tiempo proveen un ambiente necesario. ***[Mal plegamiento:]*** Si se muta una de las bases en el ADN, se modifica el plegamiento. Este modifica toda la forma de la proteína, entonces no se obtiene la forma adecuada para cumplir con su actividad, por lo tanto, no se podrá degradar. Produciendo una acumulación de estas proteínas dando como resultado diferentes enfermedades. ***[Complementariedad Molecular:]*** Las proteínas no interactúan por enlaces covalentes, se hace mediante interacciones débiles, uniéndose mediante un ligando. Pueden ser Antígeno -- Anticuerpo, Enzima -- Sustrato, Proteína -- Proteína, etc. 2\. Biomembranas Todas las membranas se caracterizan por su permeabilidad selectiva, por poseer transportadores y proteínas, y que su función sea aislar reacciones bioquímicas que no pueden estar libres en el citoplasma. #### Estructura Su estructura se explica mediante el modelo de mosaico fluido, compuesto de una bicapa lipídica con proteínas asociadas. La bicapa lipídica se forma de tres compuestos principales - **[Glicerofosfolípidos:]** Principales responsables de la matriz, aproximadamente, el 75% de la membrana. Están los ***fosfolípidos*** (glicerol unida a dos ácidos grasos por enlaces éster, y un grupo polar en el tercer grupo hidroxilo) y ***plasmalógenos*** (ácido graso unido al glicerol por un enlace éter en lugar de un enlace éster en la posición uno). - **[Esfingolípidos:]** Importantes en la señalización celular y en la formación de dominios lipídicos (balsas lipídicas). La base no es glicerol, es ceramida. Si a esta ceramida se le une una fosforilcolina como cabeza polar, se forma ***esfingomielina***, mientras que si se une un resto azúcar, forma ***glicoesfingolípidos***, que representan entre el 5% y el 20% de los lípidos de la membrana. - **[Colesterol:]** Forman un 15-20% de la membrana. Su función principal es proporcionar rigidez y estabilidad a la bicapa, se intercala entre las colas de ácidos grasos de los fosfolípidos, disminuyendo la permeabilidad de la membrana y evitando que los lípidos se empaqueten demasiado cerca en condiciones de baja temperatura. - **[Polifosfoinositidos:]** Lípidos presentes en todas las membranas de la célula, formados por glicerol y dos cadenas de ácidos grasos, con un inositol (fosfatidilinositol). Pueden fosforilar sus hidroxilos libres (son 5) y se denominará poli fosfoinosítidos, estos están en la membrana en la hemicapa citosólica de la membrana plasmática o del resto de las organelas. #### Propiedades de la Bicapa Fosfolipídica **[Movimiento:]** ***Difusión lateral***, los lípidos pueden desplazarse por las dos hemicapas de la membrana, pueden ***rotar***, el lípido da vueltas sobre sí mismo, y pueden ***flexionarse***, orientar su cola para un lado o para otro. El ***flip-flop***, el lípido pasa de un a hemicapa a la otra, [el flip flop espontáneo no existe], ya que no es termodinámicamente favorable, si lo pueden hacer gracias a transportadores. **[Fluidez:]** La membrana puede adoptar dos consistencias, de ***gel cristalino***, menos fluida y más ordenada, o ***líquida***, menos ordenada y más fluida. Hay varios factores que influyen: --------------------------- ---------------------- ---------------------------- ***Temperatura*** Baja → Gel Alta → Líquido ***Composición Química*** A.C. Saturados → Gel A.C. Insaturados → Líquido ***Largo de Cadena*** Larga → Líquida Corta → Gel ***Colesterol*** T. Alta → Gel T. Baja → Líquida --------------------------- ---------------------- ---------------------------- **[Asimetría:]** Hay dos tipos de asimetría, la asimetría ***de bicapa*** refiere a la distinta composición lipídica entre ambas hemicapas, mientras que la asimetría ***de membrana,*** contempla también la distinta composición de proteínas e hidratos de carbono entre ambas hemicapas. **[Biogénesis de Membrana:]** El retículo endoplásmico se desparrama por toda la célula, tiene puntos de contacto con las demás organelas, lo que favorece poder transportar los lípidos producidos a las membranas. **[Espesor:]** Mientras más larga es la cadena, más espesa resulta la membrana. **[Curvatura:]** La forma está determinada genéticamente. Cada fosfolípido tiene una cabeza polar y una cola hidrofóbica, dependiendo de la proporción entre el tamaño de la cabeza y la cola. inducen distintas curvaturas: - Si el tamaño de cola y cabeza es similar, como la fosfatidilcolina, se tiende a formar regiones ***planas*** en la membrana, contribuyendo a la estabilidad. - Si la cabeza es chica en comparación a la cola, como la fosfatidiletanolamina, favorecen la ***curvatura negativa*** de la membrana. - Si la cabeza es grande en comparación a la cola, como la fosfatidilglicerol, promueven la ***curvatura positiva.*** #### Proteínas Asociadas a la Membrana Las proteínas se pueden clasificar en; proteínas ***integrales***, que interactúan con el núcleo hidrofóbico de la bicapa, y proteínas ***periféricas***, que no interactúan con el núcleo. Si quiero separarlas de la membrana: - ***Periféricas:*** Con alta fuerza iónica, por ejemplo KCl 1M, desplaza a las proteínas de lo que esté unido, y queda en solución. - ***Integrales:*** Se las separa con detergentes. Este puede ser iónico, desnaturalizan a la proteína, o no iónicos, tienen una parte polar pero no son tan fuertes, permiten sacar a la proteína de la membrana en su conformación nativa. Hay algunas proteínas que pueden desplazarse como quieran, mientras que algunas interaccionan con el lado citoplasmático, por ejemplo con el citoesqueleto de actina, y por lo tanto se encuentran ancladas. También hay proteínas que pueden moverse en una sola dirección, y hay otras que forman clusters (agrupaciones de proteínas) y solo van a poder moverse entre un cluster y otro. ***[Vectorialidad de Membrana:]*** Refiere a la orientación y dirección específica de los procesos que ocurren en la membrana plasmática. Ciertas funciones de la membrana, como el movimiento de iones o la transmisión de señales, tienen una dirección preferente, lo que es esencial para mantener gradientes, polaridad celular y la correcta comunicación entre diferentes compartimentos celulares. Por ejemplo, los azúcares y los puentes de sulfuro siempre se encuentran en el dominio extracelular debido a que el citoplasma es altamente reductor por lo que rompería los puentes disulfuro formando de nuevo los dos hidroxilos. 3-4. Transporte a través de Membranas Hay dos mecanismos principales de transporte, ***activos***, requieren energía y transportan solutos en contra de los gradientes, o ***pasivos***, se producen de manera espontánea, no requieren energía. #### Activos - **[Primarios:]** Transporte tipo bomba impulsadas por ATP permiten mover iones o moléculas en contra de su gradiente de concentración utilizando la energía derivada de la hidrólisis de ATP. Hay tres tipos: a. ***Tipo P:*** Transportan iones e hidrolizan ATP directamente en su sitio de unión. *Por ejemplo la bomba Na+/K+ ATPasa*, expulsa sodio y transporta potasio al interior de la célula, manteniendo los gradientes electroquímicos. b. ***Tipo F:*** ATP sintetasas, transportan protones a favor del gradiente y generan ATP a partir de ese transporte. *Se encuentran en mitocondrias y cloroplastos*. c. ***Tipo V:*** Transportan protones en contra del gradiente, regulando la acidez en organelas *como los lisosomas.* d. ***Transportadoras ABC:*** Transportan pequeñas moléculas y son la mayor familia de proteínas de transporte, *por ejemplo CFTR.* - **[Secundario:]** Usan la energía contenida en un transporte de una sustancia a favor del gradiente de concentración para transportar otra sustancia en contra del gradiente de concentración, son *cotransportadores*. Hay dos tipos: a. ***Simportadores:*** Pasaje de un ion o molécula en contra de su gradiente de concentración, con el movimiento de uno o más iones a favor de su gradiente de concentración en la misma dirección, *por ejemplo, simportador Na^+^/glucosa.* b. ***Antiportadores:*** Pasaje de un ion o molécula en contra de su gradiente de concentración, con el movimiento de uno o más iones a favor de su gradiente de concentración en dirección opuesta, *por ejemplo el intercambiador Na^+^/Ca^+^.* #### Pasivos - ***[Difusión Simple:]*** No necesita una proteína de transporte, se transportan a favor del gradiente de concentración, por ejemplo, oxígeno. - **[Difusión Facilitada:]** A favor del gradiente de concentración, mediado por una proteína de transporte. Esta proteína puede ser: a. ***Canal:*** Permiten el movimiento de iones específicos o agua a favor de su gradiente electroquímico - ***Canales Iónicos:*** Pasaje rápido de iones. Son proteínas transmembranas con poros acuosos o hidrofílicos, tienen una compuerta donde entran los iones y posee un filtro de selectividad y un sensor a un estímulo permitiendo que se abran o cierren. Pueden ser regulados, se abren frente a un estímulo, o no regulados, oscilan entre abiertos y cerrados. - ***Acuaporinas:*** Transportan agua y pequeños solutos hidrofílicos no cargados. b. ***Uniportadoras:*** Permiten el pasaje de un solo tipo de moléculas, por ejemplo, uniportador de glucosa. 5-6. Compartimentos Celulares Cuando se evolucionó a la célula eucariota, se desarrolló un *sistema de endomembranas*, compartimentos funcionalmente diferentes determinados por las proteínas que los componen. Todas las proteínas se sintetizan en los ribosomas y se tienen que desplazar hacia los distintos compartimentos para llegar a la organela en la cual tiene que cumplir su función. Cuando se sintetizan tienen una ***señal de clasificación***, un péptido con una secuencia que le indica a dónde ir, este péptido necesita alguien que lo reconozca, un ***receptor de clasificación***. Hay tres mecanismos para el movimiento de una proteína: 1. ***Transporte Regulado:*** Una proteína sintetizada en el citosol puede ir al núcleo y viceversa. 2. ***Transporte Transmembrana:*** Direccionan proteínas entre organelas, se necesita un translocador que permita que otra proteína pueda ingresar a esa organela en donde tiene que cumplir su función. 3. ***Transporte Vesicular:*** Proteínas que pasan de un compartimiento a otro a través de una vesícula, una organela que produce vesículas que viajan hasta el órgano diana. El transporte puede ser de tipo ***post-ancional***, donde la proteína se sintetiza completamente en el citosol y después ingresa a la organela o, ***co-transicional***, donde la proteína se va sintetizando mientras va ingresando la organela, esa translocación permite el ingreso de proteínas plegadas o no plegadas. ### Transporte Regulado El interior del núcleo es topológicamente equivalente al citosol. En el núcleo se encuentran los ácidos nucleicos, rodeados de una doble membrana que contiene poros, ***poros nucleares***, con un entramado de filamentos intermedios conocidos como ***lámina nuclear.*** Los poros nucleares están formados por 30 proteínas, conocidas como ***nucleoporinas***. Por el poro nuclear van a pasar un montón de cosas como macromoléculas, por ejemplo el ARN que tiene que salir del núcleo para traducirse en el citosol. Los poros nucleares forman un canal a través del cual pueden pasar macromoléculas. Este transporte está mediado por un gradiente de nucleótidos GDP-GTP. Las proteínas no tienen un péptido señal, solo una secuencia de localización nuclear NLS, ubicado en cualquier parte de la proteína. Las importinas receptoras en el citosol reconocen la ***NLS*** y la llevan hacia el poro nuclear, donde interactúan con las fibrillas citosólicas para facilitar el ingreso al núcleo. Una vez dentro, la proteína Ran unida a GDP (Ran-GDP) participa, allí hay un ***intercambiador GEF***, que reemplaza *GDP por GTP en Ran*, permitiendo a la proteína ser liberada y reciclada. Si las proteínas salen del núcleo, las proteínas que participan son las exportinas, que reconocen una señal de exportación y llevan a cabo el mismo mecanismo en sentido inverso, regulado igualmente por Ran-GTP. ### Transporte Transmembrana Este transporte necesita de un ***traslocador***, ya que va desde un espacio a otro topológicamente diferente. Es un transporte *unidireccional*, del citosol a la organela. #### Mitocondria La función principal de la mitocondria es la síntesis de ATP a través de la fosforilación oxidativa. Aunque posee su propio ADN, y ribosomas para sintetizar algunas de sus proteínas, la mayoría de las proteínas mitocondriales son codificadas por el ADN nuclear, sintetizadas en el citosol, y luego importadas a la mitocondria. La importación de estas proteínas es un proceso postraduccional, en el cual las proteínas deben ingresar a la mitocondria en un estado ***desplegado***. La señal de localización hacia la matriz mitocondrial se encuentra en el [extremo amino] de la proteína y suele consistir en una alfa hélice con aminoácidos hidrofóbicos. Esta es reconocida por un complejo de proteínas en la membrana externa de la mitocondria llamado complejo ***TOM***, que incluye un receptor y un translocador. Para que la proteína ingrese, atraviesa la membrana interna, gracias al complejo ***TIM23***. - Para que la proteína ingrese, debe estar desplegada, esto, facilitado por chaperonas como HSP70, que se unen a los dominios hidrofóbicos de la proteína. Una vez en la matriz mitocondrial, la proteína atraviesa la membrana interna con la ayuda del complejo TIM23. Durante la translocación, las chaperonas citosólicas se desprenden, y chaperonas adicionales en la matriz mitocondrial,previenen el plegamiento prematuro de la proteína, también utilizando energía. Tras completar la translocación, una peptidasa señal corta la secuencia de señal, permitiendo que la proteína se pliegue en su forma funcional. La energía para este proceso proviene de la hidrólisis de ATP y del gradiente de protones entre el espacio intermembrana y la matriz mitocondrial. Los protones acumulados generan una diferencia de potencial, cuyo reingreso facilita la síntesis de ATP y la translocación de proteínas. #### Peroxisomas Los peroxisomas no tienen ADN ni ribosomas propios, lo que significa que todas las proteínas necesarias deben ser importadas desde el citosol después de su síntesis, se realiza postraduccionalmente. La señal de localización peroxisomal, ***PTS1***, es una secuencia de tres aminoácidos ubicada en el [carboxilo terminal]. Esta secuencia es reconocida por el receptor ***PEX-5***, se une a ella y se dirige hacia la membrana del peroxisoma, donde interactúa con otro componente del complejo de importación, ***PEX-14***, PEX-5, que forman un complejo translocador que permite el paso de la proteína hacia el interior del peroxisoma. La proteína entra plegada, por lo tanto no se necesitan chaperonas. El complejo translocador se recicla para ser reutilizado en el citosol, esto es facilitado por PEX-12, PEX-1 y PEX-6. Este complejo utiliza ubiquitinación y energía derivada de ATP para desanclar a PEX-5 de la membrana del peroxisoma, permitiendo que vuelva al citosol y participe en nuevas rondas de importación de proteínas. #### Retículo Endoplasmático Es un proceso co-traduccional, a medida que la proteína se va a sintetizando la proteína se va traslocando al retículo. Se necesita de una señal de clasificación ubicada en el [amino terminal], el receptor que reconoce a la secuencia señal se denomina ***Partícula de Reconocimiento de la Señal*** (***SRP***). El SRP reconoce la secuencia señal y se une a ella por su sitio de reconocimiento, como es una bisagra, el SRP envuelve al complejo formado por las subunidades del ribosoma, este tiene un sitio de pausa de la traducción que se une al ribosoma en el sitio donde normalmente se unirían los factores de elongación, impidiendo su acción y deteniendo temporalmente la síntesis de la proteína. La pausa es esencial para evitar que la proteína se sintetice completamente en el citosol, lo que impediría su translocación al retículo endoplásmico. También evita que proteínas potencialmente dañinas para la célula se activen en el citosol. Una vez formado este complejo SRP-ribosoma, se une a un receptor específico en la membrana del retículo, provocando un cambio conformacional que permite la interacción con el translocador ***Sec61***, facilitando así el paso de la proteína naciente al interior del RE. El Sec61 transporta a la proteína al retículo, un poro acuoso, y como el péptido señal es hidrofóbico, se ancla en la membrana del retículo, permitiendo la traslocación. La proteínas sintetizadas en el retículo, pueden luego ir al aparato de Golgi, lisosomas, membrana plasmática, y otras van a ir en vesículas secretoras que van a salir de la célula, esto se conoce como **[Vía Secretora]**. Una vez sintetizada la proteína en el retículo, va a sufrir una serie de procesos que sirven como un control de calidad: 1. ***Glicosilación***, ocurre en el retículo (N-glicosilación) o en el Golgi 2. ***Plegado adecuado*** de la proteína para alcanzar su conformación más estable 3. ***Formación de puentes disulfuro***, en el retículo. 4. ***Divisiones proteolíticas*** específicas en el retículo, Golgi y vesículas secretoras. **[Puentes de Disulfuro:]** Estabiliza la estructura terciaria de las proteínas, ocurre por la enzima disulfurosa del retículo. Cuando hay dos grupos sulfidrilos próximos produce su oxidación, y un enlace entre los azufres. Si los puentes de disulfuro se establecen de forma lateral, la proteína no puede plegarse correctamente, quien corrige los errores es la disulfuro isomerasa. **[N-Glicosilación:]** Se añade un grupo de azúcares a un aminoácido, pero no al terminal. Se añaden presintetizarse en la membrana del retículo, donde un lípido llamado dolicol actúa como base para la adición de distintos carbohidratos en el lado citosólico. Esta cadena se traslada al interior del retículo, donde se le agregan 14 residuos de azúcar. La oligosacaril transferasa transfiere este grupo de azúcares a la asparagina de la proteína. La tunicamicina, puede inhibir este proceso al bloquear la adición de azúcares al dolicol, impidiendo el plegamiento correcto de la proteína. **[Ubiquitinación:]** La proteína ubiquitina se une a las lisinas de la proteína mal plegada ***y la marca para su degradación en el proteasoma***, estructura que degrada proteínas en la célula. Asegura que las proteínas mal plegadas no se acumulen y causen daño celular. La ubiquitinación puede ocurrir en diferentes formas dependiendo de la cantidad de ubiquitinas añadidas y su localización en la proteína, lo que también puede influir en el destino de la proteína. ##### Sistema Ubiquitina-Proteasoma 1. ***Activación de la Ubiquitina:*** Se lleva a cabo por una enzima activadora conocida como E1, usa energía derivada del ATP para unir la ubiquitina a su propio grupo carboxilo terminal mediante un enlace éster. 2. ***Transferencia a la Enzima Conjugadora:*** Una vez activada, la ubiquitina es transferida a una enzima conjugadora conocida como E2, que recibe la ubiquitina de E1 y la prepara para su siguiente destino. 3. ***Interacción con la Enzima Ligasa:*** La E2 se acopla a una enzima ligasa, denominada E3, que contiene un sitio de reconocimiento específico para las proteínas que deben ser degradadas. 4. ***Ubiquitinación de la Proteína Objetivo:*** Cuando E3 reconoce la proteína que debe ser degradada, facilita la transferencia de ubiquitina desde E2 a la lisina 48 de la proteína objetivo. 5. ***Degradación en el Proteasoma:*** Está compuesto por varias subunidades, en la subunidad 19S, se reconocen las proteínas marcadas con ubiquitina y facilita su entrada en la 20S. Antes de la degradación, una enzima conocida como ubiquitina hidrolasa corta la cadena de ubiquitina, liberándose para ser reutilizada. La proteína marcada ingresa al proteasoma, donde es descompuesta en aminoácidos. ##### Respuesta al Estrés del Retículo Endoplasmático ***1. Acumulación de Proteínas Mal Plegadas y Estrés del Retículo:*** Cuando las proteínas no se pliegan correctamente en el retículo endoplasmático, se produce estrés del retículo, que activa una serie de cascadas de señalización celular destinadas a restaurar la homeostasis. ***2. Respuesta de Proteínas Mal Plegadas:*** Intenta reducir la acumulación de proteínas mal plegadas. Si la respuesta funciona, la célula sobrevive, si falla, la célula puede sufrir apoptosis. Esta respuesta se activa a través de tres vías: - ***Vía de IRE1:*** Una endorribonucleasa que se activa mediante dimerización y fosforilación en respuesta al estrés del retículo. Una vez activada, IRE1 corta intrones de un ARNm en el citosol. Este ARN maduro codifica el factor de transcripción XBP1, que se transloca al núcleo y activa la transcripción de genes que codifican chaperonas, proteínas que ayudan a plegar correctamente otras proteínas. - ***Vía de PERK:*** Proteína quinasica que al activarse, fosforila el factor de iniciación de la traducción eI F2α, reduciendo así la síntesis global de proteínas en la célula para disminuir la carga de proteínas mal plegadas en el retículo. - ***Vía de ATF6:*** Proteína transmembrana del retículo que en respuesta al estrés, es transportada al aparato de Golgi, donde es libera un fragmento que actúa como factor de transcripción, se mueve al núcleo y promueve la transcripción de genes que codifican chaperonas y otros componentes necesarios para restaurar la función del retículo. 7-8. Tráfico Vesicular Las vesículas se forman en el compartimento dador a través de la ***gemación***, sale del compartimento y es direccionada al compartimento diana, donde se fusionan y vierten el contenido. Este proceso implica la participación de varias proteínas y ***GTPasas*** que regulan el ensamblaje, el direccionamiento y la fusión de las vesículas con sus membranas diana. GTPasas Involucradas: - **[GTPasas Monoméricas:]** Son proteínas que actúan como interruptores moleculares, activas cuando están unidas a GTP e inactivas cuando están unidas a GDP. Las GAPs (proteínas activadoras de GTPasa) aceleran la hidrólisis de GTP a GDP, inactivando la GTPasa. Los GEFs (factores de intercambio de nucleótidos de guanina) activan las GTPasas intercambiando GDP por GTP. - **[ARF y SAR1:]** Formación de las cubiertas vesiculares. ***ARF*** regula clatrina y COPI, mientras que ***SAR1*** COPII. - **[Rab:]** Direccionamiento de las vesículas a su membrana diana, ayudando a la identificación y unión. - **[Dinamina:]** Facilita el desprendimiento de las vesículas en la membrana dadora, en un proceso de estrangulamiento, es exclusivo para las vesículas de clatrina ##### Vesículas Cubiertas - **[Clatrina:]** Forma la cubierta proteica que curva la membrana y selecciona proteínas de carga. Se generan a partir de la red trans-Golgi hacia los endosomas o en la membrana plasmática para endocitosis. - **[COPI:]** Transporte retrógrado desde Golgi hacia el RE. - **[COPII:]** Transporte anterógrado desde el RE hacia Golgi. **[Formación de Vesículas Clatrina:]** La ARF se activa, las ***adaptinas*** (AP1, AP2, AP3) reconocen las secuencias de clasificación en las proteínas de carga. La membrana se fusiona gracias a la dinámica, que estrangula el cuello de la vesícula mediante la hidrólisis de GTP. 4. **[Formación de vesículas COPII:]** La SAR1 se activa en la membrana del RE, las proteínas ***Sec23 y Sec24*** actúan como adaptadoras, mientras que ***Sec13 y Sec31*** forman el enrejado. Después de fusionarse, la ***Rab*** las direcciona, y las proteínas ***SNARE***, permiten la fusión de la membrana de la vesícula con la del compartimento diana. - Los ***fosfoinositoles*** juegan un papel clave en la definición de dominios de membrana y en la atracción de proteínas específicas gracias a su capacidad de fosforilarse en sus hidroxilos. PI(4)P está asociado con la exocitosis regulada, mientras que PI(4,5)P2 es esencial para la endocitosis mediada por clatrina. #### Aparato de Golgi Su función principal es la modificación, clasificación, y distribución de proteínas y lípidos que provienen del RE, entre ellas la glicosilación. Existen dos modelos que proponen el transporte de las proteínas a través de las cisternas del Golgi: a. **[Modelo de Transporte Vesicular COPP I:]** El Golgi es estático, por un lado recibe material del RE por COPPI, tanto anterógrado como retrógrado. b. **[Modelo de Maduración o Progresión Cisternal:]** El Golgi es dinámico, tiene una cara cis y una trans. La red ***cisGolgi*** recibe del retículo por vesículas COP II, se forman esos agregados túbulos vesiculares que luego se transportan en sentido anterógrado a la posición más alejada del Retículo. En simultáneo pierde material en vesículas COPI en dirección retrógrada. El transporte en sentido anterógrado no es un transporte vesicular, sino que es un movimiento de toda la cisterna hasta llegar a la red trans Golgi. Cuando llegan a la red trans Golgi sufren una última clasificación diseccionándolos a diferentes sitios, uno de ellos los lisosomas. En los ***lisosomas*** se produce la degradación enzimática de casi todos los compuestos celulares, formados por una única membrana con proteínas de membrana y proteínas solubles en su interior, hidrolasas ácidas. Todas las enzimas hidrolíticas lisosomales tienen una señal ***manosa 6-P***, que los direcciona a los endosomas. Esta señal se incorpora en la cisterna Cis Golgi por la unión secuencial de dos proteínas, Nacetilglucosamina Fosfotransferasa y UDP Nacetilglucosamina. Una vez fusionada la vesícula con el endosoma, se disminuye la afinidad del receptor por la manosa 6 fosfato ya que el endosoma tiene menor pH que la red trans golgi, separando la enzima del fosfato. Por otro lado, el receptor de manosa vuelve hacia la red trans Golgi en una vesícula especial, vesícula de retromero. Vías que aportan materiales a los lisosomas: 1. **[Endocitosis:]** Una vesícula se fusiona con un endosoma temprano, luego madura a un endosoma tardío y finalmente llega al lisosoma donde es degradado. 2. **[Fagocitosis:]** Empieza en una vesícula grande llamada fagosoma que llega al lisosoma para su degradación. 3. **[Autofagia:]** Una vesícula con doble membrana con mitocondria que llega al lisosoma para degradarse. **[Endocitosis:]** Material extracelular y lo introducen en su interior a través de vesículas que se forman de la membrana plasmática. El endosoma temprano está cerca de la membrana plasmática y actúa como un centro de distribución, comunicándose con la membrana, el aparato de Golgi, o moviéndose hacia el interior de la célula a través del citoesqueleto, madurando y transformándose en un endosoma tardío. Cuando este se fusiona con un lisosoma, se forma un endolisosoma, donde ocurre la degradación de compuestos. Lo degradado se libera al citosol para ser reciclado, mientras que el lisosoma se regenera para futuros ciclos. Este proceso es iniciado por la señalización de ubiquitina, que marca a las proteínas para su degradación. Cuatro complejos de clasificación endosomal llamados ESCRT (0, 1, 2 y 3) actúan secuencialmente para formar estas vesículas internas. Las vesículas intraluminales que se liberan al exterior de la célula se denominan exosomas, y tienen funciones importantes en la comunicación celular. Hay varios tipos de endocitosis según el material que se introduce en la célula: 1. ***Fagocitosis:*** Ingestión de grandes partículas por macrófagos. Se forma una gran vesícula llamada fagosoma, que es regulada por el citoesqueleto de actina. 2. ***Pinocitosis:*** Formación de vesículas pequeñas para la captura de fluidos y solutos del medio extracelular. 3. ***Endocitosis Mediada por Receptores:*** Captura selectiva de macromoléculas como el colesterol. Las LDL (lipoproteínas de baja densidad) transportan colesterol y se unen a sus receptores en la membrana plasmática mediante la apolipoproteína β. 4. ***Endocitosis mediada por Caveolas:*** Las vesículas, llamadas caveolas, se forman a partir de dominios especializados de la membrana ricos en colesterol. Participan en el transporte de ciertas moléculas y pueden tener varios destinos: ser recicladas a la membrana plasmática, transportarse a través de la célula por transcitosis, o ser degradadas si las proteínas están dañadas. **[Exocitosis:]** Es el proceso inverso, las vesículas formadas en la red trans-Golgi se fusionan con la membrana plasmática, liberando su contenido al exterior. La exocitosis puede ser de secreción constitutiva, de manera continua en todas las células, o secreción regulada, requiere de una señal extracelular para liberar el contenido de la vesícula.