SEMINARIO 3 BIOLOGÍA CELULAR 1. COMPARTIMIENTOS INTRACELULARES Distribución y transporte de proteínas 2. SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS 1

1. COMPARTIMIENTOS INTRACELULARES Núcleo Citosol Sistema de endomembranas Mitocondrias Peroxisomas

El Sistema de endomembranas comprende: Vesículas de transporte Envoltura Nuclear RER REL Aparato de Golgi Endosomas Lisosomas Vesículas de transporte

Rutas de intercambio de proteínas I. Transporte por compuertas (complejo del poro) II. Transporte transmembrana III. Transporte vesicular

Envoltura nuclear: sus componentes, estructura, organización Relación con el RE Cara citoplasmatica Cara nuclear Cara citoplasmatica

Microscopía Electrónica Poro nuclear

Técnica de criofractura, mostrando poros nucleares Poro nuclear Poro nuclear

Proteínas relacionadas con la envoltura nuclear, complejo del poro y relación envoltura nuclear con ribosomas Cara citoplasmatica de la envoltura nuclear ó

Distribución de proteínas involucradas en el transporte de proteínas desde y hacia el núcleo: I. Transporte por compuerta.

….. Exportación nuclear Importación de proteínas a través del poro nuclear

Transporte de los ARNs entre núcleo y citosol (Transporte por compuerta) Regulación del transporte de factores de transcripción

“Señales de clasificación” en las proteínas Las señales que determinan la distribución y localización de las proteínas residen en las proteínas. Señales de localización nuclear:

Retículo endoplasmático Ultraestructura del RER Ultraestructura del REL

Aislamiento del RER, REL. Concepto de microsomas

Síntesis de proteínas con distintos destinos

Síntesis de proteínas en el REG II. Transporte transmembrana Péptido señal y partícula de reconocimiento de la señal

Péptido señal y partícula de reconocimiento de la señal

Síntesis de proteínas de exportación FUNCIONES DEL REG Síntesis de proteínas de exportación Síntesis de proteínas de membranas Síntesis de proteínas lisosomales Agregado de oligosacáridos formados por 14 monosacáridos a la N –Aspargina de proteínas (Inicio de la N-glicosilación) Participar en el plegamiento de la proteína Determinar si la proteína está perfectamente plegada.

Funciones del REL Síntesis de Lípidos Síntesis de hormonas esteroides Detoxificación Glucogenólisis Reservorio de Ca2+

La via secretora de proteínas.

Elementos del sistema de endomembranas involucrados en la vía secretora de proteínas. Topología de los mismos.

III: Transporte de vesículas del RER al Golgi

Aparato de Golgi

Organización del aparato de Golgi

FUNCIONES DEL APARATO DE GOLGI Glicosilación de proteínas. Glicosilación de lípidos. Sulfatación de proteínas e hidratos de carbono. Distribución y empaquetamiento de proteínas

El transporte desde el Golgi: . Vesículas de transporte Endosomas tardíos. Lisosomas. . Secreción regulada y constitutiva (exocitosis). . Reciclado de membranas (exocitosis, endocitosis, endosomas tempranos, exocitosis).

DIGESTIÓN CELULAR: ENDOCITOSIS Y LISOSOMAS

ENDOCITOSIS Entrada de material extracelular en vesículas formadas a partir de la membrana plasmática. Fagocitosis: Entrada de partículas grandes , como bacterias a la célula Pinocitosis: Entrada de fluídos o moléculas al interior de una célula mediante vesículas pequeñas. 28

Entrada de material extracelular en vesículas formadas a partir de la ENDOCITOSIS Entrada de material extracelular en vesículas formadas a partir de la membrana plasmática. Endocitosis en fase fluída: Entrada no selectiva de fluídos extracelulares durante la endocitosis. Endocitosis mediada por receptor: Entrada selectiva de macromoléculas que se unen a receptores de la superficie celular, que se concentran en depresiones revestidas por clatrina. 29

Endocitosis mediada por receptor: Rol de los endosomas tempranos en la distribución del material: Reciclaje hacia la membrana plasmática y digestión en endosomas tardíos y lisosomas.

LISOSOMAS

Lisosomas: organoides que participan en la formación de los mismos. 1. Enzimas hidrolíticas provenientes del aparato de Golgi 2. Algunas vías que llevan materiales a ser digeridos en los lisosomas Fagocitosis Endocitosis mediada por receptor Autofagia

Los lisosomas contienen hidrolasas ácidas activas a pH ácido (pH=5). El interior del lisosoma está a pH ácido por acción de la bomba de protones presente en la membrana lisosomal que importa protones al interior lisosomal.

1. La manosa-6-fosfato marca a las enzimas lisosomales

2. Origen de material a ser digerido en los lisosomas

Tipos de autofagia en células de mamíferos Se describen 3 tipos diferentes de autofagia: 1: MACROAUTOFAGIA 2: MICROAUTOFAGIA 3: AUTOFAGIA MEDIADA POR CHAPERONAS (CMA)

Autofagia: comprende 4 estadíos: Nucleación, Expansión, Maduración y Degradación Autofagia: capacidad dual citoprotección y muerte celular Enfermedades por acumulación

TRANSPORTE VESICULAR: mecanismos moleculares

Los revestimientos protéicos de las vesículas permiten la formación de las mismas por gemación. Las proteínas G pequeñas dan direccionalidad a la gemación y a la fusión de las vesículas. Las proteínas SNARE v y t participan en determinar la especificidad de la fusión entre la vesícula y la membrana blanco.

Endocitosis Tipos de endocitosis Endocitosis mediada por receptor (Vesículas cubiertas de clatrina) Endocitosis independiente de clatrina (por cavéolas)

Formación de las vesículas revestidas con clatrina

Cavéolas, su participación en la endocitosis independiente de clatrina

Vesículas revestidas Las vesículas recubiertas con COPI y COPII Transporte Golgi-RE Transporte RE-Golgi

Formación y fusión de una vesícula de transporte Las cubiertas protéicas permiten la gemación de las vesículas.

Proteínas pequeñas que unen GTP direccionalizan la formación de vesículas y la fusión de las mismas con las membranas blanco. Rol de ARF en la iniciación de una vesícula revestida por clatrina

Rol de Rab y SNAREs en la fusión de vesículas a la membrana blanco

Autoevaluación: Explique qué organela del sistema de endomembranas participa en la liberación de calcio durante la contracción del músculo estriado (integración con Histología). 2) Explique de qué componente del citoesqueleto depende la distribución intracelular del RE y del aparato de Golgi. 3) Justifique que sucedería con una proteína de ubicación nuclear si por ingeniería genética fuese eliminada la porción del gen que codifica para su señal de importación. 4) Explique que sucedería si por una mutación con pérdida de función los lisosomas de una persona careciesen de una enzima lisosomal. Mencione algún ejemplo (integración con Genética).

Autoevaluación: 5) Explique qué organela del sistema de endomembranas participa en la formación del casquete acrosómico (integración con Embriología e Histología). 6) Explique qué consecuencias se producen en un individuo que tiene una mutación con pérdida de función del gen que codifica para el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDL). 7) Realice un esquema del reciclaje de membrana en el terminal sináptico –señalando los componentes del sistema de endomembranas que participan en el mismo- (integración con Histología).