13. Aparell de golgi 2

• FUNCIÓ

  • Modificació dels oligosacàrids de les proteines
  • Metabolisme dels lípids
  • Distribució de lípids i proteines als seus destins finals
  • Síntesi de polisacàrids complexos
• Ubicat al centre de la cèl·lula.

  Està format per cisternes que formen piles anomenades dictiosomes. En cada dictiosoma hi ha 4-20 cisternes. Té 2 cares:

  • Cara cis: Cara d'entrada. Més proxima al RE.
  • Cara trans: Cara de sortida. Mirant cap a la MP.

  Les diferents cisternes tenen una diferent composició i funció
• Per explicar l'estructura i funcionament de l'AG hi ha 2 models:

  • MODEL DE TRANSPORT VESICULAR: L'AG és un orgànul estàtic, cada cisterna és diferent de l'altra. Quan les proteines i lípids passen d'una cisterna a l'altra ho fan mitjançant vesícules. Hi ha transport retrògrad i anterògrad.
  • MODEL DE MADURACIÓ CISTERNAL: L'AG és dinàmic, les cisternes estan en moviment. No es necessiten vesícules ja que es mouen amb les mateixes cisternes. Només es necessiten vesícules pel transport retrògrad.

  El 2n model és correcte però es necessiten vesícules pk les proteines passin rapidament.
• FORMACIÓ DE VESÍCULES

  1. Reclutació de la proteina d'unió al GTP activada per GEF.
  2. Inici de l'assemblatge del revestiment i invaginació de la membrana.
  3. Reclutament de proteïnes específiques de la vesícula (p.integrals de càrrega, receptors de p.solubles de càrrega, v-SNARE i Rab).
  4. Alliberació vesícula de la membrana i pèrdua del revestiment.
  5. Fusió de la vesícula amb la membrana diana.
• TIPUS DE VESÍCULES

  El revestiment de les vesícules reconeix les seqüències de classificació que permeten que aquestes proteïnes entrin a la vesícula. Serveix per donar força, generar invaginació i seleccionar què entra.

  Depenent del revestiment de la vesícula podem distingir:

  • Cop I: Activador: ARF. Transport: De cis-golgi fins a reticle endoplasmàtic fins a la cisterna del golgi.
  • Cop II: Activador: Sar 1. Transport: Del reticle endoplasmàtic fins al cis-golgi
  • Clatrina i proteines adaptades: Activador: ARF. Transport: Fins a l'endosoma, lisosoma o melanosoma
• VESÍCULES REVESTIDES DE CLATRINA 1/3

  Participen en 2 vies:

  • VIA BIOSINTÈTICA-SECRETORA: Xarxa transgolgi -> Endosomes tardans -> Endosomes i lisosoemes
  • VIA ENDOCÍTICA: Membrana plasmàtica -> Endosomes primerencs

  Participen en transport de proteïnes lisosomals, endocitosi i secreció regulada.

  El seu revestiment està format per 2 capes, externa: clatrina i interna: proteïnes adaptades.
• VESÍCULES REVERTIDES DE CLATRINA 2/3

  • CLATRINA: complex proteic de 3 cadenes pesades i 3 lleugeres, s'associen formant el trsiquelió de clatrina. La unió de trisquelions dona lloc a una vesícula revestida. La seva unió dona la força per la invaginació.
• VESÍCULES REVERTIDES DE CLATRINA 3/3

  • PROTEINES ADAPTADES (complexos formats per 4 subunitats d'adaptines. La seva funció és unir la capa externa de clatrina a la membrana de la vesícula i seleccionar quines proteines s'incorporen a la vesícula. Els tipus són:
  • AP1: Transport de proteïnes lisosomals solubles (xarxa trans golgi) a endosomes tardans
  • AP2: Transport de material endocitat (membrana plasmàtica) als endosomes primerencs
  • AP3: Transport directe de xarxa trans golgi a lisosomes o melanosomes
  • GGA (monòmer): Transport des de la xarxa trans golgi a endosomes tardans.
• FORMACIÓ DE VESÍCULES DE CLATRINA EN LA XARXA TRANS GOLGI 1/2

  1. Una proteina GEF activa la proteina ARF, substituint el GDP per un GTP (canvi conformació)
  2. ARF passa a exposar una cua d'àcid gras que tenia amagada i queda fortament unida a la membrana.
  3. ARF permet a les proteines de càrrega unir-se als adaptadors (AP1, AP3, GGA) i reclutar les molècules de la vesícula.
  4. Alhora, es van unint les subunitats de clatrina (trisquelió de clatrina). Invaginació
  5. La DINAMINA hidrolitza GTP -> GDP i escanya el coll de la vesícula alliberant-la.
• FORMACIÓ DE VESÍCULES DE CLATRINA EN LA XARXA TRANS GOLGI 2/2

  6. L'ARF hidrolitza el GTP->GDP (canvi conformacional: amaga de nou àcid gras)

  7. Es perd l'estructura de trisquèlions de clatrina

  8. Les Hsp70 amb ATP ajuden a estirar la proteïna i trencar l'embolcall.
• FORMACIÓ DE VESÍCULA AMB REVESTIMENT DE CLATRINA A LA MEMBRANA PLASMÀTICA. mp -> endocitosi 1/2

  • NO hi ha ARF (prot unió a GTP) -> Lípid fosfoinositida realitza la mateixa funció
  • Punt de formació de vesícula fosfonositida recluta elements del revestiment
  • Desfosforilació de fosfonositida = pèrdua revestiment

  Hi ha diferents tipus de fosfonositida segons el nombre i la posició dels grups fosfat. Les seves funcions són:

  • Marcadors moleculars
  • Senyalització cel
• FORMACIÓ DE VESÍCULA AMB REVESTIMENT DE CLATRINA A LA MEMBRANA PLASMÀTICA. mp -> endocitosi 2/2

  1. Es produeix el SENYAL D'ENDOCITOSI. L'adaptador reconeix a la fosfanositida i als receptors de càrrega. En unir-se s'inicia el reclutament de clatrina
  2. La dinamina amb GTP escanya i es produeix l'alliberament de la vesícula
  3. PÈRDUA DEL REVESTIMENT I ALLIBERAMENT. Fosfatasa desfosforila. Les xaperones (Hsp70) + ATP -> Estiren clatrina i es perd revestiment
• VESICULES REVESTIDES DE COP-I. 1/2

  • Transport retrògrad
  • AG -> RE (recuperació prot. residents RE)
  • Xarxa trans golgi -> xarxa cis golgi (recuperació prot. residents AG)
  • Xarxa trans golgi -> membrana plasmàtica (secreció constitutiva)

  FORMAT PER:

  • GEF (GTPasa)
  • ARF
  • COATÒMER: Complex de 7 subunitats proteiques (seleccionen les proteines que viatjaran a la vesícula)
• VESICULES REVESTIDES DE COP-I. 2/2

  FUNCIONAMENT:

  1. ARF s'activa gracies a GEF
  2. Àcid gras d'ARF passa a quedar inserit dins la membrana
  3. S'uneixen els coatòmers, on ALPHA i BETA actuen com a adaptadors entre COP-I i la càrrega
  4. SENYAL DE CLASSIFICACIÓ: L'àcid gras CoA permet fusionar i acabar d'invaginar la vesícula
  5. En alliberar-se la coberta, l'ARF es desactiva
• VESÍCULES REVESTIDES DE COP-II.

  • Transport ANTERÒGRAD: RE -> AG.
  • Agrupacions túbul-vesiculars

  FORMAT PER:

  • CAPA EXTERNA: equivalent a la clatrina (sec13/sec31). Generen la invaginació de la membrana.
  • CAPA INTERNA: equivalent als adaptadors (sec23/sec24). Seleccionen les proteïnes que s'uneixen a la membrana.

  FUNCIONAMENT:

  • La proteina d'unió al GTP és la sar1
  • En ser activada per la Sar1-GEF (la qual li intercanvia GDP per GTP) s'incorpora a la membrana
  • L'alliberació de la vesícula NO requereix DINAMINA
• FUSIÓ DE LES VESÍCULES AMB LA MEMBRANA DIANA 1/3

  Quan la membrana perd revestiment ja pot fusionar-se amb la diana. La membrana diana és reconeguda pels ADAPTADORS que capten 2 proteïnes i són introduïdes dins la vesícula.
• FUSIÓ DE LES VESÍCULES AMB LA MEMBRANA DIANA 2/3

  PROCÉS DE FUSIÓ:

  1. En alliberar-se la vesícula s'allibera també del revestiment -> SNARE i Rab queden exposades
  2. La vesícula viatja per la cèl·lula a través de filaments del citoesquelet
  3. La vesícula reconeix la membrana diana ja que aquesta última té receptors de Rab
  4. Aquestes interaccionen i s'uneixen les v-SNARE de la vesícula i les t-SNARE de la membrana diana. Les SNARE s'enrotllen apropant les dues membranes -> fusió d'aquestes per proteïnes NSFs (p. de fusió)
• FUSIÓ DE LES VESÍCULES AMB LA MEMBRANA DIANA 3/3

  ALLIBERACIÓ DE Rab i SNARE

  5. La Rab s'inactiva amb la hidròlisi de GTP

  6. Les SNARE han de ser reciclades: Es desenrotllen (consum energia), t-SNARE es queden a la membrana, v-SNARE són retornades al seu lloc d'origen mitjançant vesícules de reciclatge
• TRANSPORT ENTRE RETICLE I APARELL DE GOLGI, I DINS DEL GOLGI 1/2

  Inici de la via biosintètica-secretora. RE -> AG o + enllà

  1. Empaquetades en vesícules COP-II formades al RER les proteines tenen senyal per poder sortir del RE.
  2. Un cop les vesícules s'han format als llocs de sortida del reticle, es comencen a fusionar entre si (fusió homotípica).
• TRANSPORT ENTRE RETICLE I APARELL DE GOLGI, I DINS DEL GOLGI 2/2

  3. Formen agregats túbul-vesiculars entre RE-AG. D'aqui poden tornar a sortir vesícules: COP-II cap a l'aparell de golgi i COP-I cap al reticle

  4. Les proteïnes destinades a l'aparell de golgi tenen com a SENYAL DE CLASSIFICACIÓ la seqüència DXE, que és reconeguda pel complex Sec24 del revestiment COP-II