Membranas internas II

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MEMBRANAS 
INTERNAS II
EXOCITOSIS
Célula exporta sustancias hacia el exterior celular a través de la ruta 
biosintética - secretora. 
También se suministra a la membrana plasmática nuevas proteínas, hidratos 
de carbono y lípidos.
La vesícula de transporte se fusiona con la 
membrana plasmática aportando 
macromoléculas y liberando la sustancia que 
transportaba al exterior celular
ENDOCITOSIS
La célula incorpora nutrientes a través de la formación de un endosoma y 
se van eliminando componentes de la membrana plasmática, pueden ser 
reciclados o degradados por los lisosomas.
TRANSPORTE VESICULAR
Entre compartimentos topológicamente equivalentes entre sí y con el 
exterior celular.
Las moléculas pasan de un compartimento a otro a través de vesículas.
TT
T-0
VESÍCULAS DE TRANSPORTE
Compartimentos rodeados por una membrana, heterogéneos de diferentes 
tamaños. 
Transportan componentes de membrana y moléculas solubles.
Surgen por gemación de un compartimiento dador rodeando a las 
moléculas que tienen que transportar.
Cuando llegan al compartimiento diana, se fusionan con la membrana del 
compartimento y liberan su carga.
Compartimento
dador
Vesícula
con carga Compartimento
receptor
AUTOPISTA DE MICROTÚBULOS
Las vesículas se desplazan por microtúbulos para poder llegar de un 
compartimento a otro.
Contactan con el microtúbulo a través de proteínas motoras: Dineinas que 
generan movimientos centrípetos y las quinesinas que generan movimientos 
centrífugos.
Oo
RUTAS VÍA VESICULAR
Ruta biosintética secretora: Vesículas se desplazan desde el RE hasta el 
Golgi y desde allí van o a los lisosomas o al exterior celular.
Ruta endocitica: Las vesículas se incorporan desde el exterior celular 
fomrando endosomas madurando a lisosomas.
Vías de flujo retrógrado/de recuperación: Equilibran el flujo de 
membrana entre los compartimientos.
Mantienen el tamaño de membrana de los compartimentos.
SECUENCIA DE EVENTOS EN UN TRANSPORTE VESICULAR
1. Clasificación de los componentes a transportar. Se reclutan proteinas en 
los dominios de membrana en la cara citosólica, esto se llama CUBIERTA 
PROTÉICA ESPECÍFICA.
2. Gemación de la vesícula recién formada
3. Cuando la vesícula está formada se pierde la cubierta proteica se 
traslada, se ancla a la membrana destino, se fusiona y se libera la carga.
4. Recuperación por flujo retrógrado de los componentes esenciales de la 
membrana del compartimiento dador
CUBIERTAS PROTEICAS
Clatrina: En las vesículas que transportan desde el complejo de Golgi 
hacia los lisosomas y la membrana plasmática
COP I: En las vesículas que van del complejo de Golgi hacia el RE por 
flujo retrogado
COP II: Dede el RE al Golgi
Funciones de la cubierta
Selección de moléculas para el transporte. Se encarga de concentrar los 
componentes a transportar en la región de la membrana donde surgirá 
la vesícula.
Modelar la vesícula en formación, produce la curvatura necesaria para 
poder formar la vesícula.
CUBIERTA DE CLATRINA
Cada subunidad está formada por tres cadenas polipeptidicas grandes y 
tres pequeñas. 
Forman una estructura de tres brazos denominada TRISQUELION
Cada trisquelion se va ensamblando uno con otro formando una red de 
hexágonos y pentágonos como una jaula que rodea la vesícula.
Cadena ligera
Cadena pesada
Entre la cubierta de clatrina, que es externa, y la membrana de la vesícula 
existen proteínas adaptadoras se unen a los receptoras transmembrana que 
recolectan a las moléculas carga que se quieren transportar.
YEMA REVESTIDA: cuando no se desprendió la vesícula pero está revestida 
por la cubierta proteica.
DINAMINA: Proteína que desestabiliza la bicapa lipídica haciendo que se 
fusionen y permitiendo el desprendimineto de la vesícula, cuando se separa 
se pierden todas las proteínas. este proceso puede ser bloqueado por 
mutaciones de la dinamita.
CONTROL DE ENSAMBLAJE DE LAS DIFERENTES CUBIERTAS
Presencia de fosfatidilnositol y fosfoinositidos
GTPasas de reclutamiento
FOSFATIDILNOSITOL
10% de los fosfolípidos 
Es marcador de los diferentes organillos y de los dominios de membrana
OHOH 
OH
OH
OH
O
P
O
O O
CH2 - CH - CH2
OO
O=CO=C
ALCOHOL INOSITOL 
(GRUPO POLAR)
 GRUPO FOSFATO
GLICEROL
ÁCIDOS GRASOS
Tiene la capacidad de fosforilarse a nivel de los OH libres del Inositol, 
formando los Fosfoinositidos.
OHOH 
OH
OH
OH
O
P
O
O O
CH2 - CH - CH2
OO
O=CO=C
P
PLos fosfatos pueden cambiar de lugar.
Los fosfoinositidos tienen la capacidad de interconvertirse
unos con otros gracias a las quinasas y fosfatasa.
QUINASAS: fosforilan 
FOSFATASAS: Eliminan los grupos fosfatos.
Se encuentran en un comportamiento determinado, son 
reconocidos por proteínas específicas que se reclutan en la 
membrana y forman la cubierta proteica.
Q
÷ .
: :
"
¥:$
-
÷ .
| /
/
i. ¢
GTPASA DE RECLUTAMIENTO
SAR 1 Actua en el ensamblaje de la cubierta de COPII
ARF Actua en el ensamblaje de clatrina y COP I
SAR 1
Se encuentra en el citosol unido a GDP en estado inactivo.
Se une a SAR1 - GEF que se encuentra en la membrana del retículo 
endoplasmático generando que se libere el GDP y que se incorpore un 
GTP.
SAR 1 queda unido a GTP y así se activa.
Se genera un cambio comformacional en SAR1 que expone una hélice 
antipática permitiéndole insertarse en la cara citosólica del retículo 
endoplasmático
Inicia la deformación de la membrana para la formación de la vesícula
SAR1 - GTP se une a las proteínas adaptadoras de la cubierta de COPII.
Proteínas adaptadoras
Sec 23 Se une sar 1
sec 24 se une al receptor de la carga a transportar 
Cara interna de la cubierta proteica
Sec 13 Y Sec 31 dispuestas en malla de forma simétrica 
Proteínas cara externa
Cubierta COPII se pierde recién cuando la vesícula se fusione con la 
membrana diana
RECONOCIMIENTO VESÍCULAR
Las vesículas cuentan con marcadores de superficie en sus membranas 
que las identifican según su origen y carga y que les permiten 
reconocer la membrana diana correcta que cuenta con sus propios 
marcadores.
Proteínas RAB y efectores RAB
Dirigen la vesícula a puntos específicos de la membrana diana correcta
Proteínas SNARE
Median la fusión de ambas membranas
Proteínas RAB
GTPasas
Hay una específica para las organelas
Se encuentran inactivas en el citosol: Rab-GDP 
Activas asociadas a membrana: Rab-GTP
Rab-gtpv-SNARE
Rab-gdp interacción con 
efector de RAB.
Primer contacto vesícula- 
membrana diana
Efector RAB
T-snare
Se entrelazan proteínas
v-nare con t-nare produciendo
el anclaje de la vesícula a la 
membrana diana
Permitiendo la fusión 
de la vesícula y iberación 
de la carga
Durante el anclaje y la fusión 
actua una Rab gap. Induce la hidrólisis
de GTP en GDP. inactivando la RAB ahora unida a GDP
¥
Las proteínas SNARE dan especificidad al proceso de fusión
V-snare: Se encuentran en vesículas
T-snare: Se encuentran en membrana diana
Una v-snare se une a una t-snare complementaria, es una unión muy 
especifica permitiendo que una vesícula se dirige a un compartimiento 
específico.
T-snare se enrolla en una 
estructura muy estable de cuatro 
hélices al rededor de v-snare
Permite que ambas membranas se aproximen y que las moléculas de agua 
de la interface se expulsan.
Los lípidos comienzan a fluir formando el tallo de conexión.
Contactan los lípidos de ambas capas no citosolicas, proceso llamado 
hemifusión.
Por ultimo ocurriendo la fusión de membranas.
h20
h20
h20
h20
h20
h20
Tallo de conexión
1
2
3
Hemifusión
Fusión
4
Disociación del complejo V-snare y T-snare
Se necesita la proteína NSF junto a proteínas accesorias utiliza la 
energía proveniente de la hidrolisis del ATP para disociar el complejo 
#
"
FEF *#
Vesículas cargadas desde el Retículo endoplasmático
Recubiertas de COP II
Se forman en regiones que no presenten ribosomas y presenten las 
GTPasas de reclutamiento
Transporta proteínas solubles dentro de la vesícula o insertadas en la 
membrana de la vesícula, tienen señales de salida que les indica quedeben transportarse a otro compartimento.
Las proteínas solubles se unen a un receptor de carga.
Las proteínas residentes del RE presentan señales de retención en su 
extremo carbonizo terminal (señal KDEL), permiten la formación de 
vesículas con cubierta COP I. 
Para que las proteínas puedan salir del RE deben estar correctamente 
plegadas si no serán degradadas por los lisosomas
Aquellas proteínas multiméricas deben estar correctamente ensambladas
Fusión homotípica de membrana
Las vesículas surgen por gemación se desprenden de sus cubiertas y se 
fusionan unas con otras. Siempre que provengan del mismo 
compartimento
Participan las proteínas v-snare y t-snare pero las dos en la misma 
membrana.
En un primer momento actúa la NSF disociando la v-snare y t-snare 
que se encuentran en la misma membrana y las v-snare y t-snare 
complementarias van a actuar.
Se fusionan de forma continua formando agregados tubulo-vesiculares 
que se desplazan por los microtubulos hasta el complejo de Golgi.
En el medio por una vía de recuperación pueden surgir vesículas 
(cobertura COP I) esto puede ocurrir por ejemplo porque proteínas 
residentes se hayan escapado o para reciclar receptores de carga o 
complejos.
COMPLEJO DE GOLGI
Formado por cisternas: una serie de compartimentos aplanados 
rodeados por membranas.
Se apilan y en conjunto de 4 a 6 cisternas forman un dicteosoma. 
Los dicteosomas se unen a través de uniones tubulares formando un 
único complejo.
FORMACIÓN
UBICACIÓN
Cerca del núcleo y próximo al centrosoma
Se relaciona fuertemente con el RE.
CARACTERISTICAS
Se encuentra polarizada, divida en diferentes regiones con funciones 
específicas.
Regiones
RED CIS: sitio que recibe las vesículas provenientes del RE
CISTERNAS CIS, MEDIA Y TRANS
RED TRANS: Surgen vesículas que van a la membrana plasmatica o 
a los lisosomas
FUNCIONES
Síntesis de hidrocarburos
Procesesamiento de oligosacaridos, principalmente aquellos 
incorporados a las proteínas en el RE.
O-glicolisación de proteínas 
Sulfatacion de proteinas y glicosaminoglicanos
Clasificación y distribución de los productos del RE
Cada una ocurre en una región diferente del Golgi
-
RED CIS DEL GOLGI
Procesamiento de oligosacáridos
CISTERNA CIS
Procesamiento de oligosacáridos
CISTERNA MEDIA
O-glicosilación de proteínas
RED TRANS DEL GOLGI
Sulfatación de proteínas y glucosaminoglucanos
Clasificación y distribución de productos del 
RE
N-GLUCOSILACIÓN
Los oligosacáridos procesados en el RE, unidos a la asparagina llegan 
al complejo de golgi donde continua con su procesamiento.
Hay diferentes tipos:
OLIGOSACÁRIDO COMPLEJO: se recorta el oligosacárido original y se le 
agregan otros oligosacáridos. 
AS
N
OLIGOSACÁRIDO RICO EN MANOSA
Son recortados pero no se le adhieren nuevos oligosacáridos
AS
N
N-acetilglucosamina
Manosa
Glucosa
'
@
@
no
°
-É
*
→ ¥
O-GLUCOSILACIÓN
Implica la unión de un oligosacárido de aproximadamente 10 
residuos al OH de la cadena lateral de los aminoácidos Serina o 
Treonina
LISOSOMAS
Compartimentos rodeados por membrana donde se lleva a cabo la 
digestión celular.
Contienen numerosas enzimas hidroliticas las cuales actúan en un ph 
ácido, HIDROLASAS ÁCIDAS
EL PH ácido se logra gracias a una bomba de protones en su 
membrana, (transporte activo primario)
Hidrolasas ácidas
Se transportan a través de vesículas que surgen de la red trans del 
Golgi hasta el lisosoma.
Para ello están marcadas con una manosa 6-fosfato
HIDROLASA - N-OLIGOSACÁRIDO - MANOSA FOSFORLIADA EN C6
La fosforilación ocurre en la 
red cis del Golgi
Fosforilación de residuo de manosa
Cataliza por enzima fosfotransferasa.
Fosfotransferasa se une a la hidroalas lisosómica y por el sitio 
catalítico se une a una n-acetilglucosamina activada con UDP.
Se transfiere el grupo n-acetilglucosamina y fosfato a la manosa y se 
libera UMP.
Luego se produce la liberación de la proteína con la acción de otra 
enzima que eliminará el grupo n-acetilglucosamina.
P
P
U
P
PU
P
1.7
→
-
→
-
Transporte de hidrolasas
En la membrana de la red trans del Golgi existen receptores que 
reconocen a la manosa 6-fosfato.
Los receptores se unen del lado luminal a la hidroalas lisosomica y del 
lado citosolico a proteínas adaptadoras que permiten el ensamblaje de 
una cubierta de clatrina
Las hidroalas ácidas se empaquetan en vesículas recubiertas en cubiertas 
de clatrina y se dirigen al endosoma temprano. 
La cubierta se desprende rápidamente.
El ph:6 del endosoma temprano permite que la hidrolasa se desprenda 
del receptor, este vuelve a la red trans del Golgi para ser reutilizado
Materiales que van a ser degradados por los lisosomas
Pueden provenir del exterior célular.
Moléculas o organelas del interior celular.
Procesos
ENDOCITOSIS: se incorpora material desde el exterior de la célula a través 
de vesículas endociticas las cuales se fusionan formando en un primer 
momento endosoma temprano, va madurando a endosoma tardío a medida 
que disminuye su PH y luego se transforma en lisosoma.
FAGOCITOSIS: se incorpora al interior de la célula bacterias o células 
muertas por fagosomas que se fusionan posteriormente con fagolisosomas, 
son bastante grandes y heterogéneos.
AUTOFAGIA: Se degradan componentes de la propia célula, se rodea al 
componente con una membrana formando un autofagosoma, se fusiona 
con un lisosoma para degradar su contenido formando un 
autofagolisosoma. Permite la renovación de los propios componentes de la 
célula.
AUTOFAGIA
INDUCCIÓN
Moléculas de señalización van a activar todo el proceso
NUCLEACIÓN Y CRECIMIENTO
Una membrana comienza a rodear el material a degradar, cuando se 
cierra se lo denomina AUTOFAGOSOMA
FUSIÓN
Autofagosoma se fusiona con un lisosoma formando un 
AUTOFAGOLISOSOMA
DIGESTIÓN DEL CONTENIDO
INDUCCIÓN
NUCLEACIÓN Y 
CRECIMIENTO
AUTOFAGOSOMA AUTOFAGOLISOSOMA
Los productos finales van a salir al citosol para ser reeutilizados
DEGRADACIÓN
LISOSOMA
ii. →I. →⑨→ EDI
← es
MADURACIÓN DEL 
ENDOSOMA
la membrana plasmática se invagina formando una vesícula endocítica 
que presenta una cubierta de clatrina.
Las vesículas endocíticas se fusionan formando un ENDOSOMA TEMPRANO
presenta proyecciones tubulares y puede devolver material a la membrana 
plasmática por vesículas de reciclaje.
El endosoma temprano sufre un proceso de maduración y se transforma 
en ENDOSOMA TARDÍO.
Pierde las proyecciones tubulares por lo que no puede devolver material 
a la mp.
Tanto el endosoma temprano como el tardío reciben vesículas de la red 
trans del golgi que contienen las enzimas lisosomas para degradar el 
contenido incorporado del exterior celular.
Los endosomas presentas una bomba de protones en su medio haciendo 
que sus enzimas sean cada vez más activas y que su medio sea cada vez 
más ácido
El endosoma tardío se fusiona finalmente con un lisosoma formando un 
ENDOLISOSOMA donde se produce la degradación del material extracelular
RUTAS ENDOCITICAS
Fagocitosis
Pinocitosis
Endocitosis mediada por receptor
PINOCITOSIS
La invaginación de la membrana plasmática ocurre en zonas 
especializadas resultando en la formación de una VESÍCULA 
PINOCÍTICA.
Contiene principalmente fluidos con moléculas disueltas.
Rodeada por cubierta de clatrina. 
Pueden aparecer otro tipo de vesículas llamadas CAVEOLAS son 
invalidaciones bien profundas. formadas por la proteína caveolina son 
estructuras estáticas pegadas a la membrana plasmática, se desprenden 
solo en la presencia de algún estimulo.
FAGOCITOSIS
FAGOSOMAS: son grandes vesículas endociticas. 
Ingieren grandes partículas como microorganismos y células muertas
Común en los protozoos que lo utilizan como mecanismo de alimentación 
Los productos pasan al citosol para utilizarlo como nutrientes
Células fagocíticas en mamíferos: MACRÓFAGOS Y NEUTRÓFILOS. Utilizan 
la fagocitosis como mecanismo de defensa y de remodelación celular 
eliminando células muertas.
ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR
Especifico, participan receptores proteicostransmembrana 
complementarias a las macromoléculas a incorporar.
El receptor transmembrana se une en su lado citosolico a una ADAPTINA 
que permite el reclutamiento de moléculas de clatrina, así comienza la 
invaginación de la membrana plasmatica para la formación de una 
vesícula con cubierta de clatrina.
Cuando se desprende se pierde la cubierta con el receptor en su 
membrana.
Esta vesícula se fusiona con un endosoma temprano, se disocia el 
receptor con la molécula por el PH del endosoma
El endosoma madura hasta lisosoma donde se degrada la molécula
VESÍCULA INTRALUMINALES
Regiones de la membrana de la vesícula que pueden invaginarse y 
desprenderse hacia al interior.
A estos endosomas se los llama CUERPO MULTIVESICULAR.
Contienen proteínas que fueron endocitadas y que deben degradarse en 
los lisosomas, van a ser previamente marcadas con ubiquitina.
DESTINO DE LOS RECEPTORES ENDOCITADOS EN CELULAS POLARIZADAS
Recuperarse y volver a la misma membrana
Recuperarse y volver a otra membrana por el proceso de TRANSCITOSIS
Degradarse y no recuperarse
TRANSCITOSIS
Los receptores tienen la capacidad de transferir macromoléculas desde un 
dominio de la célula hacia otro.
Ocurre en células polarizadas (dominios bien diferenciados)
EL receptor se une a la molécula de transporte en la membrana plasmática.
Se forma la vesícula endocitica que madura a endosoma temprano con el 
receptor - molécula intactos.
Luego por medio de vesículas de transporte a un ENDOSOMA DE RECICLAJE
A traves de otras vesículas van a llegar a la membrana plasmatica diana 
donde el PH neutro del fluido extracelular va permitir que la molécula se 
disocie del receptor
ENDOSOMA DE RECICLAJE cumplen también la función de almacenar proteínas 
y permiten su rápida movilización cuando es necesario.
EJEMPLO: célula estimulada con insulina envía una señal al endosoma de 
reciclaje aumentando la captación de glucosa por la célula.
TRANSPORTE DESDE EL GOLGI
HACIA EL EXTERIOR CELULAR
EXOCITOSIS
Las proteínas y lípidos transportados en esas vesículas se van a fusionar 
con la membrana plasmática aportandole nuevos nutrientes.
Las partículas solubles en el interior se van a secretar hacia el exterior 
celular.
Las vesículas surgen desde la red trans del Golgi, donde se produce la 
correcta clasificación de las proteínas. (Con señal hacia los lisosomas, 
sin señal hacia secreción constitutiva o regulada)
VÍAS DE SECRECIÓN
CONSTITUTIVA: presente en todas las células. El contenido se libera sin 
almacenarse anteriormente
REGULADA: se produce en células especializadas, los productos de 
secreción son hormonas, neurotransmisores, enzimas digestivas, que se 
deben almacenar previamente en enzimas de secreción hasta que reciban 
una señal. 
FORMACIÓN DE VESÍCULA DE SECRECIÓN
Surgen por gemación de la red trans del Golgi.
Se van a formar vesículas de secreción inmaduras con una cubierta de 
clatrina y las proteínas a secretar comienzan a empaquetarse formando 
agregados densos.
A medida que la vesícula madura el contenido se va concentrando cada 
vez más y el PH se va haciendo cada vez mas acido gracias a una bomba 
de protones. 
Contenido
Cubierta de clatrina
Red trans
Vesícula
 inmadura
Vesícula
madura
vesícula de
recuperación
G
VÍA DE SECRECIÓN REGULADA
Muchas proteínas se sintetizan como PRECURSORES que necesitan activarse 
mediante cortes proteolíticos que ocurren dentro de la vesícula de 
secreción o cuando llegan a destino. (Ej insulina se sintetiza como 
preproinsulina madura en el RE a proinsulina y en las vesículas se corta 
a insulina y a peptídeo C, se secreta a exterior celular por estimulacion 
del aumento de la concentración de glucosa en la célula)
EXOCITOSIS
Las vesículas se mantienen bajo la membrana esperando algún estimulo que 
les permita anclarse.
Se fusionan con la membrana y pueden liberar su contenido al espacio 
extra celular.
ANCLAJE FUSIÓN