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El transporte, tanto de proteínas solubles como de proteínas asociadas a membranas y lípidos de membranas desde el retículo endoplasmático hacia la superficie celular estará dado a través del transporte en determinadas vesículas; lo mismo ocurre con el transporte desde la superficie celular hacia el retículo endoplasmático de las sustancias que la célula captura desde la superficie celular y la lleve a distintos compartimientos de la ruta endocítica. Las vesículas constituyen los medios de transporte de estas sustancias; y estos transportes van a seguir rutas que se encuentran bien especificadas genéticamente en la estructura celular. Ruta que va desde el retículo endoplasmático hacia el cis Golgi. Ruta que va desde el cis Golgi a través de todo el aparato de Golgi y termina en la superficie celular o en el endosoma temprano y el endosoma tardío y lisosoma. Ruta que va desde la superficie celular y a través de la ruta endocítica termina siendo degradado en los lisosomas para que luego esos productos puedan ser utilizados en distintos compartimientos celulares. Rutas transportan proteínas de membranas, proteínas solubles y lípidos hacia distintos destinos celulares → utilizan como medio de transporte a las VESÍCULAS → estas van a gemar desde un COMPARTIMIENTO DADOR y se dirigirán hacia el COMPARTIMIENTO DE DESTINO o a la MEMBRANA PLASMÁTICA → en donde sufrirán un proceso de 22° T E O R I C O fusión liberando el contenido que llevaban en su lumen, en el lumen del compartimiento de destino o hacia el exterior (si se trata de la membrana plasmática). Estas vesículas están perfectamente dirigidas desde el compartimiento dador hacia el compartimiento de destino ya que se desplazan gracias a proteínas motoras sobre calzadas específicas → con lo cual, LAS VESÍCULAS SON TRANSPORTADAS EN FORMA ESPECÍFICA a través de calzadas constituidas por elementos del citoesqueleto. En general → las vesículas se transportan sobre los MICROTÚBULOS gracias a proteínas motoras llamadas DINEÍNAS o QUINESINAS. Cuando las vesículas se encuentran más cerca de la MEMBRANA PLASMÁTICA → pueden transportarse también sobre MICROFILAMENTOS DE ACTINA. MECANISMOS MOLECULARES DE FORMACIÓN Y FUSIÓN DE VESÍCULAS SE TIENE UN COMPARTIMIENTO DADOR → de él se puede producir una vesícula para transportar componentes que están en este compartimiento hacia un compartimiento de destino. PARA QUE LA VESÍCULA PUEDA GEMAR → DEBE ESTAR RECUBIERTA. En la vesícula se tiene PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA DE CARGA que deben ser transportadas (violetas en esquema). Se tiene también otras proteínas transmembrana llamadas PROTEÍNAS RECEPTORAS → estas reconocerán en su dominio luminal a aquellas proteínas solubles que fueron sintetizadas y translocadas completamente hacia el retículo endoplasmático y que deben ser transportadas desde el RE hacia un compartimiento de destino → para poder ser transportadas deben interaccionar con las proteínas receptora. En la vesícula recubierta también hay POLI FOSFOINOSÍTIDOS (PPI) → son lípidos específicos de membrana. PROTEÍNAS DE UNIÓN A GTP, proteínas V-SNARE y PROTEÍNAS DE CUBIERTA. PROTEÍNAS DE CUBIERTA Las proteínas que pueden estar recubriendo una vesícula son 4: Las funciones de las proteínas de cubierta en la formación de la vesícula son: darle curvatura a la membrana, favorecen que la vesícula emerja y se movilice hacia el citoplasma con forma de vesícula → LE OTORGAN LA FORMA A LA VESÍCULA. las proteínas de cubierta tienen dominios que les permiten seleccionar y concentrar las proteínas de carga → es decir las proteínas que deben ser transportadas entre distintos compartimientos en la membrana. CLATRINA cop i cop ii RETRÓMERO Las vesículas que estarán recubiertas por las proteínas que forman la cubierta de clatrina → son aquellas que EMERGERÁN DESDE LA MEMBRANA PLASMÁTICA HACIA EL INTERIOR CELULAR; o desde la red trans del Golgi hacia los endosomas tardíos o lisosomas. Las vesículas recubiertas por las proteínas que forman la cubierta COP I son aquellas que emergen de la red trans Golgi y que se dirigen a cisternas anteriores del Golgi; o VESÍCULAS QUE EMERGEN DEL GOLGI MEDIAL O DEL CIS GOLGI Y SE DIRIGEN EN UN TRANSPORTE RETRÓGRADO HACIA EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO. Las vesículas recubiertas por las proteínas que forman la cubierta de COP II son aquellas que geman desde el retículo endoplasmático y que se dirigen hacia el cis Golgi. Las vesículas que tendrán una cubierta de retrómero son las que SE FORMAN A PARTIR DEL ENDOSOMA TARDÍO; y son las que devuelven al aparato de Golgi ciertas proteínas que son necesarias para el transporte de las enzimas lisosomales. GTPASAS → son proteínas capaces de unir GTP → estas proteínas de unión a GTP se encuentran activas cuando están unidas a GTP; y cuando el GTP es hidrolizado a GDP, la GTPasa se inactiva. Luego → la proteína inactiva, gracias a un intercambiador de nucleótidos de guanina, puede intercambiar GDP por GTP y volverse a activar. CUANDO LA PROTEÍNA ESTÁ ACTIVA → INTERACCIONA CON OTRAS PROTEÍNAS, Y GRACIAS A MECANISMOS DE REGULACIÓN ALOSTÉRICA LAS ACTIVA. PROTEÍNA ARF → asociada a la formación de vesículas recubiertas por COP I o por clatrina. PROTEÍNA SAR1 → asociada a vesículas recubiertas por COP II. EN AMBOS CASOS → LAS PROTEÍNAS GTPASAS PARTICIPAN DEL RECLUTAMIENTO DE LAS PROTEÍNAS DE CUBIERTA. PROTEÍNA RAB → participa del direccionamiento y anclaje de la vesícula a su compartimiento de destino. PA = proteínas adaptadoras En todos los casos, estas proteínas G pequeñas unidas ya sea a la vesícula que gema o la vesícula a la cual se direccionan → generarán una nueva superficie de reconocimiento y permitirán que la vesícula interaccione con la membrana del compartimiento de destino; o que, sobre la membrana que se está gemando, gracias a la nueva superficie de reconocimiento, se forme la cubierta adecuada. POLIFOSFOINOSÍTIDOS POLIFOSFOINOSÍTIDOS (PPI) → son lípidos derivados del fosfatidilinositol, el cual es un glicerofosfolípido; el inositol es un azúcar que junto con el fosfato formarán la cabeza polar del fosfolípido → este fosfolípido se encuentra distribuido asimétricamente y en general se encuentra en la hemicapa citosólica de las membranas celulares. El anillo de inositol del fosfatidilinositol puede ser fosforilado en distintas posiciones y convertirse en distintas especies fosfolipídicas. Todas estas especies de fosfatidilinositoles generaran distintas formas del anillo de inositol ya que en él se tendrá reemplazados distintos OH que estarán en posición ecuatorial o axial. ESTO GENERA EN EL ESPACIO UNA REGIÓN DE RECONOCIMIENTO PARA LAS PROTEÍNAS QUE TENGAN EL LUGAR EXACTO QUE ENCAJEN EN ESTAS FORMAS DE INOSITOL FOSFORILADO → por ejemplo las figuras E y F muestran dos figuras de fosfatidilinositol → debido a la cantidad y posición de los fosfatos unidos se generan distintas formas las cuales serán reconocidas por sitios en proteínas que encastraran con la forma adecuada de fosfatidilinositol. LOS DISTINTOS FOSFATIDILINOSITOLES EN LAS HEMICAPAS CITOSÓLICAS DE LAS MEMBRANAS GENERAN DISTINTAS SUPERFICIES DE RECONOCIMIENTO. Los fosfatidilinositoles son característicos de los distintos compartimientos celulares → por ejemplo (en esquema), las cisternas del aparato de Golgi, las vesículas que se desprenden del Golgi están enriquecidas en fosfatidilinositol 4 fosfato; mientras que las vesículas de los endosomas tempranos y tardíos están enriquecidos por fosfatidilinositol 3 fosfato. ENTONCES → LOS FOSFATIDILINOSITOLES GENERAN SUPERFICIES DE RECONOCIMIENTO Y ANCLAJE. Por ejemplo → una proteína que forma parte de la endocitosis mediada porcubiertas de clatrina interacciona con la molécula de inositol adecuada. ESQUEMA → dos membranas, una pertenece al Golgi y en ella se tiene un FOSFATIDILINOSITOL 4 FOSFATO (característico del complejo de Golgi); la membrana inferior es una membrana plasmática que posee FOSFATIDIL INOSITOL 4,5- DIFOSFATO (característico de la membrana plasmática). Y en el CITOSOL ENTRE LAS DOS MEMBRANAS SE TIENE A LA PROTEÍNA AP-2 QUE FORMARÁ PARTE DE LA FORMACIÓN DE UNA VESÍCULA RECUBIERTA DE CLATRINA → esta proteína tiene 4 subunidades, y la subunidad alfa tiene un sitio que puede interaccionar con una molécula de fosfatidilinositol → encastra perfectamente sobre el anillo de inositol fosforilado en posición 4 y 5 de la membrana plasmática → cuando la subunidad alfa encastra sobre ese anillo fosforilado hay un cambio conformacional en las subunidades de la proteína → la subunidad µ hace un giro que expondrá dos sitios nuevos → otro sitio que reconoce fosfatidilinositol 4,5-difosfato y un sitio que reconoce un dominio de la proteína en fucsia → la cual será endocitada cuando se forme la vesícula de clatrina. Las moléculas de clatrina que se unan a la AP-2 estarán formadas por subunidades de clatrina denominadas TRISQUELIONES y están formadas por 3 cadenas grandes (rosa) y 3 pequeñas (celestes). Los trisqueliones se van a comenzar a ensamblar formando estructuras muy estables por interacciones no covalentes → y formaran enrejados que terminarán formando estructuras en forma de cestas que EMERGEN DESDE LA MEMBRANA DADORA. En la formación de una vesícula cubierta de clatrina se necesitan PROTEÍNAS ADAPTADORAS DE TIPO 1, de TIPO 2, de TIPO 3 o de tipo GGA → y se necesita la participación de una proteína GTPasa ARF. Para que se forme y geme una vesícula recubierta de clatrina → se requiere de la proteína que necesita ser endocitada. En ESQUEMA → la molécula celeste es un receptor que va a favorecer la endocitosis de la molécula carga, esquematizada en rojo. Al dominio citosólico del receptor se unirá el dominio de la proteína adaptadora AP2 → para ello, la AP2 PREVIAMENTE INTERACCIONA CON FOSFATIDILINOSITOL 4,5-DIFOSFATO QUE SE ENCUENTRA EN LA HEMICAPA CITOSÓLICA DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA. A medida que las proteínas adaptadoras van interaccionando con el dominio citosólico de la proteína que lleva la carga y el fosfatidilinositol → se produce un cambio en la conformación de la proteína adaptadora que permite su interacción con los trisqueliones para que se vaya formando la cesta o canasta alrededor de la molécula que va gemando. En esta formación participa la GTPASA ARF y también la GTPASA DINAMINA → la cual favorece el acercamiento de las membranas y la fisión de las mismas → completándose la cubierta de clatrina alrededor de la vesícula que emerge. UNA VEZ QUE LA VESÍCULA EMERGE → DEBE SER RÁPIDAMENTE DESNUDADA, PERDIENDO EL RECUBRIMIENTO DE CLATRINA → para que esto ocurra, se debe hidrolizar ATP mediante una PROTEÍNA HSP70 CON ACTIVIDAD DE ATPASA → la hidrolisis del ATP brinda la energía para los cambios conformacionales necesarios para que se desprenda la cubierta de clatrina y las proteínas adaptadoras de la molécula carga. Además de la hidrolisis de ATP, se necesita, para que se desprenda la proteína adaptadora de la superficie a la cual se encuentra anclada → que desaparezca el fosfatidilinositol difosfato. Asociado a la proteína dinamina hay una FOSFATIDILINOSITOL FOSFATASA → que hidroliza el fosfato de la molécula de fosfadidilinositol 4,5-difosfato cambiando la especie de polifosfoinosítido que se encuentra asociado a la membrana y favoreciendo el desprendimiento de la proteína adaptadora y de la dinamina que se encuentra rodeando el cuello en la formación de la vesícula. FORMACIÓN DE VESÍCULA CUBIERTA POR PROTEÍNAS COP II Tanto los polifosfoinosítidos como las proteínas GTPasa generan nuevas superficies de reconocimiento para otras proteínas que se encuentran en forma soluble o que se encuentran en las membranas a las cuales se tiene que fusionar la vesícula recubierta de COP II. IMAGEN IZQUIERDA → se tiene una membrana del retículo endoplasmático en la cual se encuentra insertada una proteína denominada SEC12 → es una SAR-GEF (factor intercambiador de nucleótidos de guanina). Cercano a la membrana del retículo endoplasmático se encuentra una proteína soluble que es la SAR-GDP (inactiva) → esta proteína SAR tiene una hélice anfipática mientras se encuentra unida a GDP. La proteína SAR-GEF va a favorecer el intercambio de GDP por GTP → lo que induce un CAMBIO CONFORMACIONAL que permite que la hélice anfipática de la SAR-1 pueda extenderse e insertarse en la hemicapa citosólica de la membrana del RE. CUANDO LA PROTEÍNA SAR SE ACTIVA → GENERA UNA NUEVA SUERFICIE DE RECONOCIMIENTO SOBRE LA MEMBRANA DEL RE → y esta partícula insertada en la molécula, insertada en la membrana del RE SERÁ RECONOCIDA POR LA PROTEÍNA SEC23, QUE JUNTO CON LA PROTEÍNA SEC24 CONTRIBUIRÁN A LA FORMACIÓN DE LAS CUBIERTAS DE TIPO COP II. La proteína SEC23 va a reconocer que la membrana del RE tiene una proteína SAR-1 insertada → esto favorece la interacción del complejo proteico con la membrana. La proteína SEC24 tendrá los sitios de reconocimiento para los dominios citosólicos de las proteínas transmembrana de carga o de los receptores de carga que transportan las moléculas solubles de carga. UNA VEZ QUE SEC23 Y SEC24 RECONOCEN A LA PROTEÍNA SAR-1 UNIDA A GTP → SE INDUCE EL CAMBIO DE CONFORMACIÓN EN SEC24 PARA QUE PUEDA UNIRSE AL DOMINIO CITOSÓLICO DE LA PROTEÍNA DE CARGA. LAS PROTEÍNAS SEC13 Y SEC31 VAN A INTERACCIONAR CON SEC24 Y CON SEC23 → terminando así de formar la cubierta de tipo COPII que favorecerá la gemación de la vesícula desde la membrana del RE hacia la superficie del cis Golgi. Cuando la vesícula se va formando → las membranas se fisionan; y para que la membrana se desnude, o sea, se desprenda de su cubierta una vez que la membrana gemó → SE HIDROLIZARÁ EL GTP UNIDO A LA GTPASA → este pasa a ser GDP y la proteína SAR unida a GDP repliega su cola hidrofóbica sobre la estructura de la proteína SAR → se desprende de la membrana, desprendiéndose así todo el complejo proteico y la vesícula se desnuda. FORMACIÓN DE VESÍCULA CUBIERTA POR PROTEÍNAS COP I Las vesículas recubiertas por COP I SE VAN A FORMAR EN LA SUPERFICIE DEL GOLGI → participan en el TRANSPORTE DESDE EL TRANS GOLGI HACIA CISTERNAS INTERMEDIAS O DESDE CISTERNAS INTERMEDIAS HACIA EL RE. En la membrana del Golgi se tiene una proteína ARF-GEF → permite que la proteína ARF soluble que tiene unido un GDP intercambie GDP por GTP y se pueda insertar a través de una cola hidrofóbica en la hemicapa citosólica de la superficie del aparato de Golgi. La inserción de la proteína ARF- GDP en la membrana del Golgi genera una NUEVA SUPERFICIE DE RECONOCIMIENTO que permite la interacción con complejo de cubiertas de COP I (cada una de estas proteínas es llamada COATÓMERO) y con el dominio citosólico de la proteína cargo. Una vez que se formó toda la vesícula → ocurre la fisión → Y UNA VEZ FISIONADA LA VESÍCULA HABRÁ UNA HIDRÓLISIS DE GTP → TRANSFORMÁNDOSE EN GDP → el cual induce el CAMBIO CONFORMACIONAL DE LA PROTEÍNA ARF UNIDA A LA MEMBRANA → ésta se libera de la membrana, y junto con su liberación, se desarma toda la cubierta de COP I formada alrededor de la vesícula. En este caso → participan otras proteínas que ayudan a la formación del cuello de la vesícula → estas son las PROTEÍNAS BARS, que tienen dominios de unión a lípidos y se unen en las zonas de las membranas donde hay una determinada curvatura. Para que se forme la curvatura del cuello de la vesícula, es necesaria la presencia del ÁCIDO FOSFATÍDICO → proviene de la hidrolisis de la fosfatidilcolina (fosfolípido de membrana) → y para que esta se hidroliceliberando su colina y dejando formado al ácido fosfatídico se necesita la participación de la proteína PLD2 (fosfolipasa D) → ésta contribuye a la formación del ácido fosfatídico, éste por su forma de cono favorece la curvatura de la membrana; al fosfatídico se unen las proteínas BARS y ayudan al acercamiento de las membranas, al acercamiento de las mismas, y a la fisión de la molécula. FORMACIÓN DE VESÍCULA CUBIERTA POR PROTEÍNAS RETRÓMERO La cubierta de retrómero se une a membranas del endosoma y participan en el transporte de receptores de manosas-6-fosfato y otras proteínas que tengan que ser recuperadas del endosoma → desde el endosoma hacia el aparato de golgi. Ésta cubierta de retrómero está formada por dos tipos de proteínas: PROTEÍNA SNX1 → tiene un DOMINIO BAR (dominio de unión a zonas curvas de las membranas) y tendrá un dominio PX (interacciona con fosfatidilinositol-3-fosfato). ESTA PROTEÍNA SNX1 CONTRIBUIRÁ A LA CURVATURA DE LA MEMBRANA. COMPLEJO DE PROTEÍNAS FORMADO POR LAS PROTEÍNAS BPS29; BPS35 Y BPS26 → tendrán los dominios de unión al dominio citosólico de la proteína carga que se transportará desde los endosomas hacia su membrana de destino. ¿CÓMO SABE LA CUBIERTA QUE TIENE QUE UNIRSE A UN DETERMINADO TIPO DE MEMBRANA? Está codificado en señales de clasificación → son secuencias de aminoácidos que estarán presentes en las proteínas a ser transportadas. ¿CÓMO SABE LA VESÍCULA QUE DEBE DIRIGIRSE A UNA DETERMINADA MEMBRANA? Para indicarle a la vesícula a que membrana debe dirigirse están las PROTEÍNAS RAB → SON PROTEÍNAS GTPASAS PEQUEÑAS. LAS PROTEÍNAS RAB SE ENCUENTRAN FAVORECIENDO EL DIRECCIONAMIENTO Y EL ANCLAJE DE LA VESÍCULA EN LA MEMBRANA DE DESTINO ADECUADA. Cada una de las membranas de los distintos compartimientos intracelulares posee una proteína RAB característica → y cada una de ellas → será reconocida por proteínas en las membranas de destino → que se denominan efectores de las proteínas rab. LA INTERACCIÓN ENTRE LAS PROTEÍNAS RAB Y EL EFECTOR DE PROTEÍNAS RAB PERMITIRÁN EL ACERCAMIENTO DE LAS MEMBRANAS Y LA FUSIÓN DE LAS MISMAS. Las proteínas RAB se encuentran en el citoplasma y tienen una cola hidrofóbica; unen GDP en el citoplasma → la unión de GDP en el citoplasma hace que estén interaccionando con una proteína inhibitoria. La proteína RAB se acerca a la membrana adecuada gracias a dos proteínas → una PROTEÍNA QUE DESPLAZA A LA PROTEÍNA INHIBITORIA DE LA PROTEÍNA RAB y una PROTEÍNA GEF QUE PERMITE EL INTERCAMBIO DE GDP POR GTP. Así la PROTEÍNA RAB INTERCAMBIA GDP POR GTP, CAMBIA SU CONFORMACIÓN Y EXPONE SU COLA HIDROFÓBICA DE PRENILO Y SE INSERTA EN LA MEMBRANA ADECUADA → la inserción en la membrana adecuada permite que luego pueda interaccionar con el efector de RAB adecuado que se encuentra en la otra membrana, con la cual la vesícula debe interaccionar. Vesícula con una proteína transmembrana que posee una proteína de carga (marrón); la vesícula posee una proteína RAB en su membrana → esta proteína se ancló en la membrana gracias a que una proteína RAB-GEF permitió el intercambio de GDP por GTP. Además → inserta en la membrana de la vesícula hay una proteína v-SNARE que PERMITE EL ACERCAMIENTO DE LA MEMBRANA DE LA VESÍCULA Y DE LA MEMBRANA DE DESTINO UNA VEZ QUE LA PROTEÍNA RAB HAYA SIDO RECONOCIDA POR EL EFECTOR DE RAB QUE SE ENCUENTRA EN LA MEMBRANA. Si en la membrana a la que se acerca la vesícula tiene el EFECTOR DE RAB ADECUADO → ambos interaccionaran; y esa interacción permitirá el acercamiento de la vesícula a la membrana con la cual debe fusionarse → y en la FUSIÓN DE LA VESÍCULA VAN A PARTICIPAR LA PROTEÍNA V-SNARE Y LAS PROTEÍNAS COMPLEMENTARIAS DE LA VESÍCULA DIANA. PROTEÍNAS SNARE Las proteínas SNARE son proteínas que se encuentran o en la VESÍCULA (V-SNARE) o en la MEMBRANA DEL COMPARTIMIENTO CON EL CUAL LA VESÍCULA SE VA A FUSIONAR (T-SNARE). Las proteínas SNARE participan concretamente del proceso de fusión y se caracterizan por tener secuencias repetidas de aminoácidos cargados y aminoácidos hidrófobos. En la región citosólica de las proteínas SNARE los aminoácidos forman hélices → y cuando las hélices de las proteínas v-SNARE y t-SNARE se acercan se forman COMPLEJOS TRANS- SNARE que liberan una gran cantidad de energía → LAS HÉLICES INTERACCIONAN DE UNA MANERA TAN COMPLEMENTARIA QUE LIBERAN ENERGÍA FAVORECIENDO UNA MAYOR INTERACCIÓN → la interacción entre las hélices acerca a las membranas de la vesícula que se tiene que fusionar con la membrana del compartimiento en donde se tiene que fusionar. A medida que las vesículas se van acercando y que se va formando el complejo Trans-SNARE el agua se va eliminando del espacio que se encuentra entre la vesícula y el compartimiento donde se tiene que fusionar → de manera de no tener agua ya que sería termodinámicamente desfavorable. SE PODRÁN FUSIONAR PRIMERO LAS HEMICAPAS CITOSÓLICAS → una vez fusionadas estas, se favorecerá la fusión de las hemicapas luminares. De manera que el contenido de la vesícula quedará en contacto con el lumen del compartimiento donde se fusionó. Como consecuencia de la interacción de la proteína RAB con su efector adecuado → se acercan las vesículas, se forma un complejo Trans-SNARE que acercan las dos vesículas, se elimina el agua, se fusionan las membranas → y quedan los lúmenes de los dos compartimientos en contacto. Como consecuencia → LAS PROTEÍNAS SNARE (T-SNARE Y V-SNARE) QUEDAN EN LA MISMA MEMBRANA FORMÁNDOSE EL COMPLEJO CIS-SNARE que todavía se encuentra interaccionando fuertemente. PARA DESARMAR EL COMPLEJO Y RECUPERAR A LA PROTEÍNA V-SNARE Y T-SNARE SE NECESITA DE LA HIDRÓLISIS DE ATP → esto será llevado a cabo por la PROTEÍNA NSF y proteínas accesorias que forman un complejo de hidrolisis de ATP y de recuperación de las proteínas SNARE. Entonces → se tiene la vesícula que gemó desde un compartimiento dador y que tiene sobre su membrana la incorporación de una proteína RAB específica y que tiene a su vez proteínas v-SNARE. Gracias a la proteína RAB será reconocida por una proteína efectora de RAB en el compartimiento de destino → lo cual favorecerá el acercamiento de la vesícula con la membrana del compartimiento de destino; favorecerá la formación de los complejos SNARE y el acercamiento y fusión de las membranas. Para recuperar las proteínas de los complejos SNARE; el complejo proteico formado por la proteína NSF y proteínas accesorias hidrolizaran ATP permitiendo recuperar a la proteína v- SNARE y t-SNARE. TRANSPORTE DESDE EL RE HACIA Y A TRAVÉS DE GOLGI El aparato de Golgi está formado por un conjunto de cisternas; las células pueden tener uno o varios aparatos de Golgi cercanos a su núcleo dependiendo de la actividad secretora de la célula. El aparato de Golgi tiene región de entrada y una región de salida ya sea de vesículas o de materiales. La REGIÓN DE ENTRADA se encuentra próxima al retículo endoplasmático y se denomina CARA CIS DEL GOLGI. La REGIÓN DE SALIDA se encuentra enfrentando a la superficie celular y se denomina CARA TRANS DEL GOLGI. El aparato de Golgi está formado en su región cis por una región denominada RED DEL CIS GOLGI que está formada por vesículas o sáculos que son túbulo vesiculares. Hay 3 tipos de cisterna diferentes (cisternas cis, cisternas mediales y cisternas trans) que forman en su conjunto un DICTIOSOMA → es el apilamiento de los 3 tipos de cisternas diferentes. En la zona del aparato de Golgi direccionado hacia la superficie celular → se encuentra la RED DEL TRANS GOLGI → a partir de la cual emergen las vesículas que serán direccionadas hacia distintas zonas celulares. Cada una de las regiones del Golgi cumple una función diferente. Las sustancias (tanto lípidos como las superficies quevienen del RE y se dirigen hacia la superficie celular) sufren modificaciones en su paso por el aparato de Golgi → fundamentalmente en el agregado o modificación de los azúcares que traen del retículo endoplasmático. EN LA ZONA DEL CIS GOLGI → las sustancias serán clasificadas y serán fosforilados oligosacáridos que serán dirigidos hacia lisosomas. EN LA CISTERNA CIS DEL DICTIOSOMA → se eliminan residuos de manosa. EN LA CISTERNA MEDIAL DEL DICTIOSOMA → se eliminan residuos de manosa y se adicionan n- acetilglucosamina. EN LA CISTERNA TRANS DEL DICTIOSOMA → se adiciona galactosa y ácido neuramínico. EN LAS CISTERNAS DE LA RED DEL TRANS GOLGI → sulfatación de tirosinas y de carbohidratos y también ocurrirá el proceso de clasificación de sustancias que van desde la red del trans Golgi hacia alguna otra región de la célula. EN EL RE → se agrega un oligosacárido formado por 14 restos glucídicos y este es modificado en el aparato de Golgi para formar un oligosacárido complejo o será mantenido en su composición en manosa para formar un oligosacárido rico en manosa. Al aparato de Golgi llegan proteínas o lípidos que tendrán un oligosacárido rico en manosa (ya que para abandonar el RE, el residuo glucosídico debe eliminar las glucosas unidas a las manosas). EN EL GOLGI, ESTOS LÍPIDOS O PROTEÍNAS SERÁN MODIFICADOS POR DISTINTOS TIPOS DE ENZIMAS Y TRANSFERENCIA DE DISTINTOS AZÚCARES PARA LA FORMACIÓN DE OLIGOSACÁRIDOS COMPLEJOS. LA GALACTOSA ES UN AZÚCAR QUE SE AGREGA EXCLUSIVAMENTE EN EL APARATO DE GOLGI → EN LA CISTERNA TRANS. La n-glusosilación ocurre en el RE y luego ese resto glusídico es modificado en el Golgi. Mientras que la o-glucosilación en serina o trionina ocurre en el Golgi. GLICOSILACIÓN DE PROTEÍNAS Y LÍPIDOS contribuye al plegamiento y transporte de las proteínas → ya que los restos glusídicos serán reconocidos por otras proteínas que se le unirán para su transporte. protege contra patógenos en algunos tejidos (mucus → capa de oligosacáridos). Síntesis de Gags y proteoglucanos. aumenta la resistencia a la digestión por enzimas proteolíticas. participa en el reconocimiento célula-célula a través de lectinas; función reguladora durante el desarrollo, migración de linfocitos (selectinas). Modifica las propiedades antigénicas de las proteínas. Síntesis de glucolípidos. EN EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO SE SINTETIZAN PROTEÍNAS QUE PUEDEN SER PROTEÍNAS LUMINARES O ASOCIADAS A LA MEMBRANA → que deberán ser transportadas del RE hacia algún otro punto de la célula. Las vesículas que contendrán las proteínas a ser transportadas generan desde el retículo endoplasmático favorecido por la formación de una CUBIERTA DE PROTEÍNAS DE TIPO COPII. Gracias a la cubierta de proteínas de tipo COPII las vesículas gemaran del RE, se desarmará la cubierta de proteínas de COPII por hidrolisis del GTP → las mismas vesículas que emergieron del retículo endoplasmático se fusionaran y comenzaran a formar estructuras de tipo tubulovesiculares; y estas estructuras estarán asociadas a proteínas motoras que permitirán que las vesículas se desplacen sobre los microtúbulos y que así se dirijan desde la superficie DEL RE HACIA LA RED DEL CIS GOLGI. Entonces → las vesículas que emergen del RE se liberan de sus cubiertas se recuperan las proteínas V-SNARE y t-SNARE gracias a las proteínas NSF → estas vesículas se acercan, se forman los complejos SNARE y se fusionan homotípicamente las membranas para formar una estructura tubulovesicular. Cuando las vesículas EMERGEN DEL RE Y SE DIRIGEN AL GOLGI → se denomina VÍA ANTERÓGRADA → puede ocurrir que alguna de las proteínas propias del RE (conos rojos en esquema) se escapen del RE y se dirijan hacia las cisternas del Golgi → estas proteínas no deben estar en las cisternas del Golgi ya que deben cumplir su función en el RE → con lo cual, para recuperarlas y que vuelvan al RE → las proteínas serán reclutadas por receptores adecuados que se encuentran en las membranas del Golgi; esos receptores tienen un dominio citosólico el cual es reconocido por las vesículas de COPI → se forman vesículas cubiertas por COPI y ESTAS VESÍCULAS GEMAN DE LOS DISTINTOS LUGARES DEL GOLGI PARA DIRIGIRSE MEDIANTE UN TRANSPORTE RETRÓGRADO (VÍA DE RECUPERACIÓN) HACIA EL RE. EN LA MEDIDA EN QUE LA VESÍCULA SE ALEJA DEL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO → LAS VESÍCULAS SE VAN ACIDIFICANDO EN SU INTERIOR → y la disminución del pH en el interior de las cisternas que forman la red del trans Golgi FAVORECERÁ UN CAMBIO CONFORMACIONAL EN LA PROTEÍNA RESIDENTE DEL RE QUE SE ESCAPÓ HACIA EL GOLGI → y ese cambio conformacional gracias a la disminución del pH expondrá el PÉPTIDO KDEL que es el que será reconocido por el RECEPTOR DE KDEL y que favorecerá la formación de la CUBIERTA DE TIPO COPI para recupera a las proteínas residentes del aparato de Golgi. Existen dos modelos que explican el transporte de proteínas en vesículas desde el cis Golgi hacia el trans Golgi (o al revés). MODELO DE TRANSPORTE VESICULAR ESTÁTICO Geman las vesículas desde el RE → forman las estructuras tubulovesiculares → y una vez que llegan a la red del cis Golgi se quedan ahí. Las proteínas se transportan ya que de cada cisterna del Golgi geman vesículas y hay un transporte vesicular desde la vesícula anterior hacia la vesícula posterior de manera tal que se forman vesículas que transporten de una cisterna a la otra las proteínas que deben llegar a la cara del trans Golgi. En este modelo → el aparato de Golgi no se mueve, se queda siempre en una posición. MODELO DE TRASNPORTE VESICULAR DINÁMICO Cuando el agregado tubulovesicular llega a la red del cis Golgi → no se queda en el mismo lugar sino que se va acidificando en su lumen, va cambiando su composición proteica y lipídica y las vesículas van madurando → de manera tal que la cisterna del agregado tubulovesicular llega a la red del cis Golgi → ésta madura, pasa a los dictiosomas (cisternas centrales) y luego a la red del trans Golgi.
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