COMPARTIMENTI INTRACELLULARI
ogni organello è delimitato da una, o due
membrane:
ciascuna di esse è costituita da un doppio
strato fosfolipidico
con stessa struttura della membrana
plasmatica ma composizione
leggermente diversa (più sottili e meno
colesterolo)
ogni organello è caratterizzato
da un corredo di proteine, lipidi
ed altre molecole che lo identificano.
Queste molecole sono sintetizzate
in altri siti che devono così
raggiungere la corretta localizzazione
compartimenti cellulari
smistamento proteico e lipidico
RELAZIONI FRA ALCUNI COMPARTIMENTI
i compartimenti potrebbero essersi originati attraverso il distacco
di strutture dalla membrana plasmatica
CORRETTA LOCALIZZAZIONE DELLE PROTEINE
importanza del corretto smistamento delle proteine:
patologie umane dovute ad alterazioni nella
localizzazione di alcune proteine
Mucolipidosi di tipo II: le idrolasi acide, cataliticamente attive, non sono indirizzate
ai lisosomi ma vengono secrete. Le sostanze che si accumulano nei lisosomi sono
tossiche per la cellula
TRAFFICO DELLE PROTEINE
dove risiede l’informazione per la corretta localizzazione delle proteine?
sequenza segnale: sequenza di aa della proteina che dirige
la proteina stessa alla sua corretta localizzazione cellulare
possibili sequenze di aa che soddisfano
i requisiti per un certo segnale di localizzazione cellulare
Come funzionano le sequenze segnale?
sono riconosciute da un recettore che
può essere libero nel citosol o legato alla membrana dell’organello di
destinazione
reticolo endoplasmatico (ER)
tubuli e cisterne appiattite
lume
biosintesi proteine
biosintesi lipidi
deposito ioni Ca2+
reticolo endoplasmatico rugoso
(sede di sintesi di proteine)
reticolo
membrana
plasmatica
Golgi
lisosomi
secrete
Indirizzamento all’ER
sequenza segnale all’NH2 terminale di 7-25 aa
particella che riconosce il segnale (SRP, costituita da un piccolo RNA e da proteine)
recettore per SRP (sulla membrana del reticolo)
canale di traslocazione
peptidasi del segnale
sequenza di stop del trasferimento
Importazione di proteine all’ER:
traslocazione co-traduzionale
reticolo endoplasmatico liscio
(coinvolto nel metabolismo lipidico)
enzimi ancorati sulle membrane del reticolo
endoplasmatico, con il sito catalitico rivolto
verso il citoplasma, catalizzano la sintesi di
fosfolipidi (ma anche dei lipidi in generale e del
colesterolo)
reticolo endoplasmatico
traslocatore di fosfolipidi: scramblasi
(trasferimento casuale, non selettivo)
L’asimmetria della membrana plasmatica è dovuta
ad un traslocatore di fosfolipidi specifico:
flippasi
flippasi
Altre funzioni del reticolo
sede di ripiegamento delle proteine: chaperons nel lume del reticolo
formazione di ponti disolfuro:
nel lume è presente l’enzima disolfuro isomerasi (PDI)
sede di sintesi delle glicoproteine: stadi iniziali della glicosilazione.
N-glicosilazione: aggiunta di residui saccaridici sul gruppo amminico
dell’asparagina
oligosaccaride legato a N o
all’asparagina
mannosio
---Asn-X-Ser/Thr-----
dolicolo
oligosaccaride trasferasi
modificazione che avviene quando la traduzione è ancora in corso
(co-traduzionale)
via secretoria
gemmazione e fusione di vescicole
compartimento donatore
compartimento accettore
formazione delle vescicole
proteine di rivestimento proteico
clatrina: membrana plasmatica endosomi
golgi lisosomi
COP I: cisterne golgi cisterne golgi
cisterne golgi reticolo
COP II: reticolo golgi
COP: coat protein complex
vescicole rivestite da clatrina
subunità di clatrina: 3 catene leggere + 3 catene pesanti
trischelio
gabbie poliedriche
FORMAZIONE E DISTACCO DELLA VESCICOLA RIVESTITA DA CLATRINA
la clatrina seleziona il carico da trasportare
attraverso la proteina adattina che a sua volta
interagisce con i recettori del cargo
perdita del rivestimento
adattina
dinamina
RICONOSCIMENTO DELLA VESCICOLA CON IL
COMPARTIMENTO ACCETTORE
proteine Rab
(GTPasi monomeriche)
attracco
(proteina Rab riconosce un suo
effettore)
fusione: SNARE
SNARE: proteine transmembrana che catalizzano la fusione delle membrane
v-SNARE (vescicola), t-SNARE (membrana target)
SNARE: proteine transmembrana che catalizzano la fusione delle membrane
v-SNARE (vescicola), t-SNARE (membrana target)
Dall’ER all’apparato di Golgi
compartimenti appiattiti detti cisterne
faccia cis o di entrata
(versante di ingresso, orientata verso nucleo e reticolo)
regione
mediale
ultima cisterna si frammenta
in una struttura reticolata
detta TGN
faccia trans o di maturazione
(versante di uscita)
O-glicosilazione: a differenza del processo di N-glicosilazione, gli zuccheri sono
aggiunti uno alla volta, al gruppo OH di una serina o di una treonina,
attraverso enzimi che agiscono in modo ordinato nelle
cisterne
glicosil trasferasi
Altre modifiche nell’apparato di Golgi
maturazione proteolitica di pro-ormoni
ormoni
enzimi proteolitici
TGN network
