Claudia Marcela Escobar GIl

Presentación del tema: "Claudia Marcela Escobar GIl"— Transcripción de la presentación:

1 Claudia Marcela Escobar GIl
Sistemas de membrana citoplásmica: estructura, función y tránsito en la membrana Claudia Marcela Escobar GIl

2 Tipos de transporte en vesículas y sus funciones.
Los materiales de la célula son transportados entre compartimientos por vesículas, que se desprenden de membranas donantes y se fusionan con las membranas receptoras. La mayoría de estas yemas membranosas están cubiertas en su superficie citosólica por una capa electrodensa “difusa”. La capa consta de una cubierta proteínica citosólica de la membrana donante en sitios en que ocurre el desprendimiento de las vesículas. Cada yema cubierta se desprende para forma una vesícula cubierta.

3 La cubierta proteica tiene por lo menos dos funciones distintas.
Actúan como dispositivo mecánico, hace que la membrana se curve y forme una vesícula desprendible Proporcionan un mecanismo para seleccionar los componentes que transporta la vesícula. Los componentes seleccionados incluyen: Cargamento consistente en proteínas secretoras, lisosómicas y de membrana que deben transportarse La estructura necesaria para dirigir y conectar la vesícula con la membrana receptora correcta.

4 Hay tres vesículas cubiertas mejor estudiadas
Hay diferentes clases de vesículas cubiertas: se distinguen por las proteínas que conforman la cubierta, su apariencia al microscopio electrónico y su papel en el tránsito celular. Hay tres vesículas cubiertas mejor estudiadas Las vesículas cubiertas con COP-II desplazan materiales del retículo endoplásmico “hacia adelante”al ERGIC y al aparato de golgi Las vesículas cubiertas con COP-I Las vesículas cubiertas con clatrina mueven materiales de la TGN a los endosomas, lisosomas y vacuolas vegetales. También mueven materiales de la membrana plasmática a los compartimientos citoplásmicos a los largo de la vía endocítica.

5 VESICULAS CUBIERTAS CON COP-II TRANSPORTE DEL CARGAMENTO DEL RETICULO ENDOPLÁSMICO AL APARATO DE GOLGI Contiene cinco proteínas que se identificaron por primera vez en células mutantes de levaduras que no podían realizar el transporte del ER al aparato de Golgi. Los anticuerpos contra las proteínas de las cubiertas COP-II bloquean el desprendimiento de las vesículas de las membranas del ER, pero no tienen efecto en el movimiento de cargamentos en otras etapas en la vía secretora. Se cree que las cubiertas de COP-II seleccionan y concentran ciertos componentes para el transporte en vesículas.

6 Las proteínas seleccionadas por las vesículas cubiertas con COP-II incluyen: a) enzimas que actúan en las etapas avanzadas de la vía biosintetica, como las glucositransferasas. B) proteínas de membrana participantes en la fijación y fusión de la vesícula. C) proteínas de membrana que pueden unirse con cargamento soluble. Como proteínas secretoras. Proteínas cubiertas de COP-II se encuentra una pequeña proteína G llamada Sar1 que es reclutada en la membrana del retículo endoplásmico. Tiene una función reguladora, en este caso en el inicio de la formación de la vesícula y la regulación del ensamblaje de la cubierta de la vesícula.

7 VESICULAS CUBIERTAS CON COP-I: TRANSPORTE DE PROTEINAS ESCAPADAS DE REGRESO AL RETICULO ENDOPLASMÁTICO. Conservación y recuperación de las proteínas residentes del retículo endoplasmico. Si las vesículas se desprenden en forma continua de los compartimientos de membrana ¿Cómo es que cada compartimiento conserva su composición única? ¿Qué determina si una proteína particular de la membrana del ER permanece en el o se dirige al aparato de golgi? Retención de moléculas residentes que se excluyen de las vesículas de transporte Recuperación de las moléculas “Fugitivas” para devolverlas al compartimiento en el que residen.

8 Las proteínas que habitualmente residen en el ER, sea en la luz o la membrana, contienen secuencias cortas de aa en su extremo C que sirven como señales de recuperación lo que asegura su regreso al ER en caso que se trasladen por accidente. La recuperación de las proteínas del ER que “escaparon” de estos compartimientos se realiza mediante receptores específicos que capturan las moléculas y las regresa al ER en vesículas cubiertas con COP-I.

9 MÁS ALLA DEL APARATO DE GOLGI: ORDENAMIENTO DE PROTEINAS EN EL TGN
Es importante que una célula sea capaz de distinguir entre las diversas proteínas que elabora. Esto se logra cuando la célula separa las proteínas destinadas a sitios diferentes en distintos portadores limitados por membranas. La red de trans de golgi que es la última estación en el aparato de golgi. Funciona como una instancia clasificadora y dirige las proteínas hacia diversos destinos. La más conocida de las vías posteriores del aparato de golgi es la que lleva enzimas lisosomicas

10 ORDENAMIENTO Y TRANSPORTE DE ENZIMAS LISOSOMICAS
Las proteínas lisosómicas se sintetizan en ribosomas unidos con la membrana en el ER y se transportan al aparato de golgi junto con otros tipos de proteínas. Ciertas enzimas reconocen a las enzimas lisosomicas solubles y catalizan la adición de un grupo fosfato en dos pasos a cierto azucares manosa de las cadenas de carbohidratos con enlaces N.

11 Los receptores para manosa 6 fosfato reconocen y capturan a las enzimas lisosomicas mas integrales de la membrana que cruzan las membranas de la TGN. Las vesículas cubiertas con clatrina contienen: Una celosía externa parecida a un panal formada por la proteína clatrina, la cual constituye un soporte estructural Una capa interna formada por adaptadores de proteína que cubre la superficie de la membrana de la vesícula y que está dirigida hacia el citosol

12 SEPARACION Y TRANSPORTE DE PROTEINAS NO LISOSOMICAS
Se cree que las proteínas que descargan a la célula mediante un proceso de secreción regulada, como el caso de las enzimas digestivas y las hormonas, forman agregados selectivos que al final se retienen en gránulos secretores grandes y muy concentrados. Después, los gránulos secretores se almacenan en el citoplasma hasta que su contenido se libera después que la célula recibe la estimulación de una hormona o impulso nervioso.

13 DIRECCIONAMIENTO DE LAS VESICULAS A UN COMPARTIMIENTO PARTICULAR
La fusión de las vesículas requiere interacciones específicas entre membranas diferentes. La fusión selectiva es uno de los factores que asegura un flujo directo por los compartimientos membranosos de la célula Movimiento de la vesícula hacia el compartimiento blanco específico: las vesículas membranosas deben viajar a distancias considerables en el citoplasma antes de llegar a su objetivo final.

14 Fijación de las vesículas al compartimiento blanco: las vesículas con frecuencia se “fijan” a un supuesto compartimiento blanco. Se ha postulado la hipótesis de que la fijación es una etapa temprana del proceso de fusión vesicular que requiere cierta especificidad entre la vesícula y el compartimiento blanco.

15 Acoplamiento de las vesículas al compartimiento blanco
Acoplamiento de las vesículas al compartimiento blanco. En algún momento durante el proceso que conduce la fusión vesicular, las membranas de la vesícula y el compartimiento blanco entran en contacto estrecho como resultado de la interacción entre las regiones citosólicas de las proteínas integrales de las dos membranas.

16 Fusión entre las membranas de la vesícula y el blanco: cuando las vesículas artificiales de lípidos (liposomas) con SNARE-t purificada se mezclan con liposomas que contienen SNARE-v purificada, los dos tipos de vesículas se fusionan entre sí, pero no las vesículas del mismo tipo. Esto indica que las interacciones entre las proteínas SNARE-t y v son capaces de unir dos bicapas de lípidos con la fuerza suficiente para hacer que se fusionen.

17 EXOCITOSIS La fusión de una vesícula secretora o gránulo secretor con la membrana plasmática y la descarga subsiguiente de su contenido se llama exocitosis. Ocurre en forma continua en la mayoría de las celulas, conforme se envían proteínas y otros materiales a la membrana plasmática y al espacio extracelular. En otros tipos de células, la exocitosis casi siempre se inicia por la liberación de Ca^2+ de las reservas citoplásmicas.

18 LISOSOMAS Los lisosomas son los organelos digestivos de una célula animal. Un lisosoma típico contiene cerca de 50 enzimas hidrofílicas diferentes que se producen en el retículo endoplásmico rugoso y se dirigen a estos organelos. Consideradas en conjunto, las enzimas lisosómicas pueden hidrolizar todo tipo de macromoléculas biológicas. Las enzimas de un lisosoma comparten una propiedad importante: todas alcanzan su actividad óptima en un pH ácido, por lo que son hidrolasas ácidas.

19 La presencia dentro de una célula de lo que es, en esencia, una bolsa de enzimas destructivas tiene varias funciones. El papel mejor estudiado de los lisosomas es la degradación de materiales que llegan a la célula desde el ambiente extracelular. Muchos organismos unicelulares ingieren partículas de alimento que luego degradan por medios enzimáticos en un lisosoma. Los nutrientes obtenidos pasan por la membrana lisosómica hacia el citosol.

20 Los lisosomas también tienen un papel clave en la rotación de organelos, esto es, la destrucción regulada de los propios organelos de la célula para su reposición. Durante este proceso, denominado autofagia, un organelo, como la mitocondria es rodeada por una membrana doble derivada de una cisterna del ER. Después, la membrana externa se fusiona con un lisosoma para producir autofagoliosoma, en el cual el organelo encerrado se degrada y los productos de degradación se hacen disponibles para la célula. Una mitocondria se somete a autofagia cada 10 minutos en una célula hepática de mamífero.

21 Una vez que se completa el proceso digestivo en el autofagoliosoma, el organelo se conoce como cuerpo residual. Según sea el tipo celular, el contenido del cuerpo residual puede eliminarse de la célula mediante exocitosis o conservarse dentro del citoplasma por tiempo indefinido como un gránulo de lipofucina

22 VACUOLAS CENTRALES EN CELULAS VEGETALES
Hasta el 90% del volumen de muchas células vegetales está ocupado por una sola vacuola central llena con líquido y limitada por una membrana. Aunque su estructura es sencilla, las vacuolas vegetales realizan una gran variedad de funciones especiales. Muchos de los solutos y macromoléculas de una célula, incluidos iones, azúcares, aminoácidos, proteínas y polisacáridos, se almacenan en forma temporal en la vacuola. Las vacuolas también pueden almacenar muchos compuestos tóxicos.

23 Las plantas carecen del tipo de sistemas secretores que se encuentran en los animales, utilizan sus vacuolas para aislar estos productos intermediarios del resto de la célula. La membrana que limita la vacuola, el tonoplasto, contiene diversos sistemas de transporte activo que bombea iones hacia el compartimiento vacuolar a una concentración mucho mayor de la que se encuentra el citoplasma o el liquido extracelular

24 El agua entra a la vacuola por osmosis
El agua entra a la vacuola por osmosis. La presión hidrostática (turgencia) que ejerce la vacuola no solo suministra soporte mecánico a los tejidos blandos de una planta si no que también estira la pared celular durante el crecimiento de la célula. Las vacuolas vegetales también son sitios de digestión intracelular, no muy distintos a los lisosomas, que no existen en las plantas. Las vacuolas vegetales tienen alguna de las mismas hidrolasas ácidas que se encuentran en los lisosomas.

25 GRACIAS