Fusione delle vescicole con il compartimento bersaglio
Riconoscimento della membrana bersaglio da parte della
vescicola di trasporto (Rab)
Fusione delle membrane (SNARE)
v-SNARE
(sinaptobrevina)
t-SNARE (sintaxina
e SNAP-25)
Sono state isolate proteine, in particolare dalle cellule
nervose, che mediano la fusione di membrane
specifiche.
Per esempio la membrana plasmatica di una cellula
nervosa presinaptica contiene due t-SNARE (sintaxina
e SNAP-25) mentre la membrana della vescicola
sinaptica
contiene
una
singola
v-SNARE
(sinaptobrevina).
Le SNARE della vescicola sinaptica e della
membrana presinaptica sono i bersagli di due
delle tossine batteriche più potenti: quelle
responsabili del botulismo e del tetano
ESOCITOSI
ENDOCITOSI
Mentre l’esocitosi aggiunge lipidi e proteine di
membrana plasmatica quando le vescicole si
fondono con essa, l’endocitosi internalizza
porzioni di membrana plasmatica.
L’entità del conseguente scambio di membrana
può essere notevole. Le cellule secretorie del
pancreas, per esempio, riciclano una quantità di
membrana uguale all’intera area superficiale
della cellula in circa 90 minuti.
Endocitosi
Pinocitosi assunzione di fluidi e soluti
Fagocitosi assunzione di materiale corpuscolato
Pinocitosi
Endocitosi in fase fluida
Assunzione non specifica di fluidi extracellulari
Endocitosi mediata da recettori
Assunzione di specifiche molecole extracellulari legate a
recettori
Endocitosi mediata da clatrina
Come le vescicole rivestite da clatrina che gemmano dal TGN, le
vescicole rivestite che si formano durante l’endocitosi contengono
uno strato di adattatori posti tra il reticolo di clatrina e la superficie
delle vescicola rivolta verso il citosol.
L’adattatore meglio studiato relativamente all’endocitosi clatrinamediata è AP2 un complesso di varie subunità con diverse funzioni.
La sub. µ si attacca alle code
citosoliche dei recettori di
membrana concentrando questi
recettori e il loro carico nella
fossetta rivestita emergente
La sub. β-adaptina si lega e
recluta le molecole di clatrina
Le vescicole rivestite da clatrina
contengono più di due dozzine di
proteine accessorie che formano
una rete dinamica di molecole
interagenti.
La proteina accessoria più studiata è la
dinamina, una GTPasi citosolica richiesta per la
strozzatura della fossetta rivestita e per la
chiusura della vescicola gemmante. L’idrolisi
del GTP è richiesta perché la dinamina stringa
e separi dalla membrana plasmatica le
vescicole di endocitosi completamente sigillate.
Percorso endocitico
pH=4.0-5.0
Endosomi precoci: siti per lo smistamento di
molecole assunte nelle cellule eucariotiche
tramite endocitosi e, rappresentano una
sorgente di vescicole che portano materiale
per la digestione agli endosomi tardivi.
Endosomi tardivi: organuli contenenti enzimi
digestivi inattivi. Dopo la fusione con vescicole
che portano il materiale destinato alla
digestione, maturano formando un lisosoma
funzionale. Pompe protoniche ATP-dipendenti
abbassa il pH da 5.5 (end. tardivo) a 4.0-5.0
nel lisosoma.
Endocitosi mediata da recettore
Recettori “housekeeping” o “di mantenimento”
Es. lipoproteine a bassa densità (LDL) e ferro
Recettori “di segnale”
Es. ormoni e fattori di crescita
Internalizzazione delle LDL
Il recettore per LDL riconosce
la
apolipoproteina
B-100
presente in ogni particella
LDL.
Mutazioni nel recettore delle LDL possono causare
ipercolesterolemia familiare
Statine: bloccano la HMG CoA riduttasi, enzima chiave nella
sintesi del colesterolo
Mentre le LDL servono soprattutto a portare le
molecole di colesterolo dal fegato, organo in cui
sono assemblate, alle cellule dell’organismo,
attraverso il circolo sanguigno, le HDL portano il
colesterolo nella direzione opposta, dalle cellule
dell’organismo al fegato, dove sono assunte per
endocitosi e secrete come parte della bile.Così
come alti livelli ematici di LDL sono associati con
aumentato rischio di malattie cardiache, alti
livelli ematici di HDL sono associati con una
diminuzione del rischio.
Internalizzazione del ferro
Internalizzazione di recettori di fattori di crescita e ormoni
Endocitosi nelle cellule polarizzate e Transcitosi
Fagocitosi
Negli organismi eterotrofi unicellulari (es. amebe), Fagocitosi =Nutrizione
Nella maggior parte degli animali superiori, Fagocitosi=Protezione
(es. macrofagi e neutrofili)
La fusione delle vescicole è specifica
La fusione selettiva è uno dei fattori che assicura un flusso
altamente direzionale attraverso i compartimenti membranosi
della cellula (specifiche Rab e specifiche SNARE)
Si conoscono più di 60 diverse proteine Rab che intervengono in
fasi diverse del trasporto vescicolare
Il lisosoma è un organulo contenente enzimi digestivi
(idrolasi acide) capaci di degradare tutte le principali
classi di macromolecole biologiche (lipidi, carboidrati,
ac. nucleici e proteine).
Pompe protoniche ATP-dipendenti mantengono all’interno del
lisosoma un ambiente acido (pH 4,0-5,0).
Le idrolasi acide (enzimi idrolitici con un pH ottimale 5.0)
includono:
Malattia
di
Gaucher
accumulo
di
glucocerebrosidi
(glucosio+ceramide) nei lisosomi dei
macrofagi,
con
conseguente
ingrossamento del fegato e della milza
e anemia
Malattie che derivano da difetti nella funzione lisosomale
Malattia delle cellule I (Inclusion cells): mancanza dell’enzima Nacetilglucosamina fosfotransferasi, che fosforila il mannosio (gli enzimi lisosomali
sono secreti anziché essere trasportati ai lisosomi e quindi si accumula nei lisosomi
materiale non degradato).
