Seminario BC4 2020

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BIOLOGIA CELULAR
III UNIDAD ACADEMICA. 
CICLO LECTIVO 2020
SEMINARIO Nº 4
SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS II
Secreción y digestión celular 
Sistema de endomembranas o Sistema vacuolar 
citoplasmático
• Complejo sistema membranoso formado por:
- vesículas
- cisternas (sacos aplanados)
- túbulos
• Con interconexión funcional
• Determinante de dos compartimentos:
- intramembranoso
- citosólico
Componentes:
• Envoltura nuclear o carioteca
• Retículo endoplásmico (RE)
- granular o rugoso (RER)
- agranular o liso (REL)
• Aparato de Golgi relacionado con:
- endosomas
- Lisosomas
- Gránulos de secreción.
• Sistema vesicular.
El Sistema de Endomembranas 
Aparato de Golgi
Repasamos 
Funciones
Distribución de las moléculas a sus sitios 
específicos
Figure 13-25a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Organización estructural del dictiosoma
Comunicación RE – Aparato de Golgi
Figure 13-25c Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Figure 13-28 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Modificaciones de 
las glicoproteínas 
originadas en el RER, 
en su paso por el 
aparato de Golgi
Aparato de Golgi
Resumen de funciones
Distribución de moléculas a sus sitios específicos de destino
Síntesis de Glicolípidos
Cerebrósidos (Agregado de Glucosa cara citosólica)
Gangliósidos (cara luminal)
Síntesis de Esfingomielina (cara luminal)
Foforilación de manosa en posición 6.
La manosa 6-fosfato conduce a la enzima hidrolítica al sitio de salida 
del trans Golgi correspondiente a endosomas.
Síntesis de oligosacáridos ligados a proteinas:
Enlaces O-Glicosídicos
Monosacárido inicial una N-acetilgalactosamina, otros monosacáridos
sucesivamente y ácido siálico.
Aparato de Golgi
Resumen de funciones
N-Glicosidación 
(Remoción y transferencia de monosacáridos a las glucoproteínas recibidas desde 
el RER)
Remoción de manosas
Fosforilación de glúcidos
Agregado de grupos sulfato
Agregado de residuos de ácido siálico
Papel en la estructura y función de
- lisosomas
- endosomas
Foforilación de manosa en posición 6.
- gránulos o vesículas secretorias
Procesamiento de prohormonas y preprohormonas (ej.insulina) en 
forma conjunta con el RER
Aparato de Golgi
Resumen de funciones
Transporte vesicular
Complejo tráfico de vesículas entre los 
compartimientos del sistema de endomembranas
La comunicación 
por vesículas 
sigue un esquema básico
El proceso de formación de vesículas a partir de las endomembranas 
celulares es similar (budding y fusión).
Vesículas con distintas cubiertas proteicas.
Tipo de vesícula Proteína de la 
cubierta
Origen 
vesícula
Destino vesícula
recubierta con
CLATRINA
CLATRINA + 
ADAPTINA 1
Aparato de Golgi Lisosomas (vía 
endosomas)
recubierta con
CLATRINA
CLATRINA + 
ADAPTINA 2
Membrana
plasmática
endosomas
recubierta con COP Proteínas COP RE
Cisterna del Golgi
Aparato de Golgi
Aparato de Golgi
Cisterna del Golgi
RE
Vesículas recubiertas – Características y 
destinos
Vesículas con cubierta de distinta naturaleza proteica
Molécula de clatrina y organización estructural 
de la cubierta vesicular que forma
Figure 15-19b Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Vesículas recubiertas con CLATRINA
Cadena 
pesada
Cadena 
liviana
Formación de fositas y vesículas con cubierta de clatrina
En la captura de las moléculas específicas a ser transportadas 
intervienen receptores de carga, adaptinas y clatrina 
receptor 
de carga
Selección de la carga 
a ser transportada
Formación de la 
vesícula con 
cubierta de Clatrina
ADAPTINA
carga a ser transportada
DINAMINA
< 
Pérdida de la 
cubierta
< 
CITOSOL
ESPACIO 
EXTRACELULAR
Vesículas recubiertas con COP II
vesícula 
recubierta con 
COP II
proteínas 
seleccionadas 
para ser 
transportadas
Cubierta
extrna
cubierta interna
subunidades 
de cubierta de
COP II
Citosol
Luz del
RE
Figure 15-21 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Reconocimiento
inicial
acoplamiento
fusión
proteína de 
reconocimiento 
inicial
membrana diana carga
CITOSO
L
Rab-
GTP
El acoplamiento vesicular depende de las proteínas de 
reconocimiento inicial y de las SNARE
Proteínas SNARE 
Figure 15-22 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
membrana diana
vesícula de 
transporte
ACOPLAMIENTO 
DE LA VESÍCULA
UNIÓN DE 
MEMBRANAS
FUSIÓN DE 
MEMBRANAS
Existe una pareja particular de proteínas v-SNARE y t-SNARE 
para cada dupla de compartimientos donante y receptor
ESPECIFICIDAD
Unión de la unidad proteica trisquelión 
a la superficie citosólica de la membrana
ARF GTP
Adaptina
Trisquelión
Ligando
Receptor
Unión de la unidad proteica COP 
a la superficie citosólica de una membrana
ARF GTP
COPII
Adaptina
Ligando
Receptor
Diferentes complejos v-SNARE/t-SNARE permiten el reconocimiento 
de cada vesícula por el compartimiento receptor correspondiente
Figura 13-16 Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
Ejemplo de un par v-SNARE/t-SNARE que media el reconocimiento
entre una vesícula sináptica y la membrana plasmática de la neurona
Procesos de exocitosis y endocitosis
Endocitosis
ENDOCITOSIS
• Proceso de formación de vesículas a partir de 
la membrana plasmática
• Existen dos tipos de endocitosis:
– Constitutiva
– Mediada por receptor
Fagocitosis y Pinocitosis
Ejemplos de fagocitosis
Endosoma 
Tardío
Vesíicula
con enzimas
Hidrolíticas
Endocitosis mediada por receptor 
Figure 15-19a Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Endocitosis: Vesículas recubiertas con CLATRINA
Endocitosis independiente de clatrina
Cavéolas
Endocitosis mediada por receptor
 mediante receptores específicos
 mediante los lípidos y caveolinas de las cavéolas 
(HDL)
Vías de endocitosis adicionales
Independientes de clatrina y de caveolina 
Cavéolas
glucoesfingolípido
colesterol
Balsa 
lipídica
CITOSOL
ESPACIO 
EXTRACELULAR Invaginación 
indicando la 
formación inicial de 
la cavéola
Monómeros de caveolina 
se asocian en homo-
oligómeros
Balsas (rafts) de lípidos
Sectores de las membranas celulares ricos en colesterol, esfingomielina y ciertas
proteínas. Asociadas a la endocitosis específica (caveolina), la formación de vesículas
para su distribución (trans-Golgi) y la generación de exosomas y microvesículas (Esto
último mencionado en el Seminario BC 2).
Las Balsas Lipídicas no solo existen en la membrana plasmática
sino también en otras membranas biológicas (aparato de Golgi, lisosomas, etc).
Diferencias en la generación de exosomas y microvesículas
Microvesículas Exosomas
Contenido de los exosomas
Biogénesis de los exosomas
Destino de los exosomas y microvesículas
 Organoide membranoso 
tubulovesicular
 Reciben las moléculas 
endocitadas por pinocitosis
 Poseen receptores y
ligandos específicos en su 
cara interna
 pH ácido
 Carecen de enzimas
hidrolítica
Endosomas
Formación de lisosomas
Repertorio de enzimas hidrolíticas en lisosomas
Figura 13-44 Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
GERL
¿Qué vesículas provenientes del Golgi van a alcanzar los lisosomas?
Aquellas provenientes de la región GERL
¿Qué señal tienen las proteínas lisosomales para dirigirse a la región GERL?
Residuos de manosa 6-fosfato
Figura 13-43 Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
Enzima hidrolítica 
con la marca que indica
su localización lisosomal
Enfermedad Déficit enzimático Características
De Tay-Sachs Hexosaminidasa A Acumulación de gangliósido
GM2 en neuronas 
cerebrales
De Gaucher Glicosidasa lisosomal Acumulación de 
cerebrósidos en 
hepatocitos, bazo, hueso, 
cerebro.
De Niemann-Pick Esfingomielinasa Acumulación de 
esfingomielina en distintos 
tipos celulares. Trastornos 
del desarrollo.
De célulasI M6F Sustancias endocitadas
pasan al citosol donde se 
acumulan como inclusiones
Enfermedades por alteraciones lisosómicas.
Enfermedades por acumulación
Fagocitosis
Figure 15-32 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Exocitosis
Figure 15-27 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Exocitosis constitutiva y regulada
Proteínas 
solubles recién 
sintetizadas 
para la 
secreción 
constitutiva
Lípidos y proteína de la 
membrana plasmática 
recién sintetizados
Vesícula de 
transporte
Secreción 
constitutiva
Secreción 
regulada
Vesícula secretora 
que almacena 
proteínas de 
secreción
Hormona o 
neurotransmisor 
que actúan como 
señal
Exocitosis inducida
Exocitosis constitutiva
Exocitosis regulada
cubierta 
de 
clatrina
red trans 
Golgi
vesícula 
secretoria 
inmadura
vesícula 
secretoria 
madura
CONCENTRACIÓN DE 
CARGA