Eucariotas núcleo y citosol orgánulos de transporte mitocondrias Compartimentalización:

Eucariotas

• núcleo y citosol

• orgánulos de transporte

• mitocondrias

Compartimentalización:

Compartimientos y espacios topológicamente equivalentes

Tipos de transporte

• transporte regulado (entre núcleo y citosol)

• transporte transmembrana (distintos compartimientos)

• transporte vesicular (mismo compartimiento)

Vesículas transportan entre orgánulos, NO entre compartimientos.

Figure 12-6 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Figure 12-4a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Secuencias de localización

péptido señal (secuencia) – región señal

Los orgánulos NO se sintetizan de novo. Los orgánulos de las células hijas proceden de la división por fisión de los orgánulos de la célula madre.

No basta la información procedente del genoma. Se requiere además la existencia previa de proteínas en el orgánulo en cuestión.

Histonas, polimerasas DNA, polimerasas RNA, factores de transcripción, proteínas proteínas que procesan el RNA.

RNAm, RNAt, (RNAr)

IMPORTACIÓN al núcleo:

EXPORTACIÓN del núcleo:

Tamaño de corte: 60 kDa (60.000 Da)Mayor de 60 kDa requiere receptores

Importación-exportación del núcleo son procesos inversos

GTPasa Ran proporciona energía para transporte a través del poro.La fracción unida a GTP predomina en el interior, la unida al GDP en exterior. Ello se debe a la distribución de Ran-GAP (GTPase-activating protein) y Ran-GEF (guanine exchange factor).

Exportación de ARNm del núcleo: la unión de proteínas responsables de la exportación tiene lugar durante la transcripción y splicing del ARNm.

Para la exportación del ARNm, éste debe haber finalizado su maduración (eliminación de intrones).

Una vez en el citoplasma, las proteínas responsables de la exportación se liberan del ARNm.

Núcleo exporta: ARNm, ARNt, ARNr (tras ensamblaje con proteínas dentro del núcleo).

La fosforilación de la lámina nuclear induce su desensamblaje. Punto.

• La ATP sintetasa se halla en la membrana interna de la mitocondria (NO la matriz)

MITOCONDRIA

• El transporte a través de los complejos TOM y TIM está acoplada. La translocación independiente sólo tiene lugar en construcciones artificiales.

• A diferencia de la membrana interna, la membrana mitocondrial externa es relativamente permeable al paso de pequeños solutos (iones…) gracias a la existencia de porinas.

• La importación es dependiente de ATP (en membrana externa e interna). La hsp70 cit. mantiene a la proteína desplegada en su paso a través de la membrana externa. La hsp70 mit. impulsa la entrada de la proteína a través de la membrana interna. La hsp60 contribuye al plegamiento de la proteína una vez ha alcanzado la matriz.

Cadena respiratoria mitocondrial:

Transporte de piruvato/Pi a matriz mitocondrial está acoplado al gradiente de pH generado por el flujo de H+. El intercambio ADP/ATP se produce gracias al gradiente de voltaje.

La cantidad de energía (ATPs) producida por la mitocondria es muy superior a la obtenida en el citoplasma vía glicólisis. La relación es aproximaqdamente 30:2

Tejido adiposo marrón tiene la cadena de transporte de e- desacoplada de la síntesis de ATP. Por ello la energía se libera en forma de calor.

Figure 14-16 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Mitocondria y apoptosis

• Genoma mitocondrial: la mayoría de proteínas mitocondriales son codificadas por el genoma nuclear.

• Genoma mitocondrial: múltiple, circular (humano)

• La herencia del genoma mitocondrial tiene lugar por duplicación de las moléculas de DNA circulares y segregación de éstas en las mitocondrias hijas tras su división.

Genoma mitocondrial

• La transcripción del genoma mitocondrial tiene lugar a cargo de una polimerasa codificada por el genoma nuclear.

Los peroxisomas catalizan reacciones de oxidación para la detoxificación de productos!

También llevan a cabo la beta oxidación de ácidos grasos juntamente con las mitocondrias.

Peroxisomas

Sintetizan plasmalógenos (carga negativa), componente esencial de la mielina en las neuronas.

Proteínas son transportadas a su interior plegadas.

Retículo endoplasmático

RE transición: se localiza entre RE liso y RE rugoso

RE liso realiza funciones de detoxificación.

La glicosilación en el RE consiste en la adición de N-oligosacáridos (Asn) en el 90% de los casos.

Algunas proteínas no son glicosiladas en el RE, sino en el Golgi, (O-glicosilación en Ser, Thr)

Glicosilación

Mecanismo de acción de las chaperonas calnexina y calreticulina

• Síntesis de carbohidratos.• Clasificación y envío de productos.

Ap. Golgi

Figure 13-5 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Transporte vesicular

Figure 13-65a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Transporte Golgi-membrana (exocitosis)

Figure 13-28 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

RE: adición de azíucares “en bloque”, Golgi: uno a uno

Transportes a través de Golgi: modelo “vesicular” y de “maduración”.Integridad estructural: citoesqueleto mantiene sacos unidos entre sí.

Figure 13-42a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Vías de aporte a los lisosomas

Hidrolasas lisosómicas se identifican por la manosa-6-P, que se añade en el Golgi

La regulación de la fagocitosis consiste en un balance de señales positivas (eat-me) y negativas (don’t-eat-me) de la respuesta fagocítica. Estas señales están expuestas en la superficie del cuerpo a fagocitar.

Fagocitosis

Endocitosis mediada por receptor

La transcitosis está mediada por endosomas de reciclaje

El endosoma temprano aún está a tiempo de reciclar!

Secreción regulada en la neurona: las vesículas de secreción se acumulan en la sinapsis previamente a su exocitosis. Contienen neurotransmisores (acetilcolina, glutamato…). Existe un gran componente de reciclaje por endocitosis.

Citoesqueleto

• Drogas que alteran la polimerización: colchicina, taxol, faloidina, latrunculina…

• Actina y tubulina gozan de gran conservación evolutiva.

• La nucleación de los microtúbulos tiene lugar a partir de la gama-tubulina; la de los microfilamentos, a partir de los complejos ARP (actin-related proteins).

Citoesqueleto

• Las catastrofinas se unen al extremo + de los microtúbulos favoreciendo su desensamblaje.

• Las proteínas asociadas lateralmente a los filamentos sirven para estabilizar/desestabilizar al polímero.

• Proteínas ERM unen la actina a la membrana.

• Los contactos focales (cadherina+filamentos de actina) sirven de puntos de unión entre células.

• Las uniones citoesqueleto-membrana sirven para anclar la célula a la matriz extracelular y para unir unas células con otras.

1.

2.

3.

4.

Ciclo de la contracción

El aumento transitorio de Ca2+ desplaza a la tropomiosina de la miosina.

• Quinesinas

• Dineínas: transporte de vesículas/orgánulos y movimiento de cilios y flagelos.

Proteínas motorasde los microtúbulos(movimiento de orgánulosy vesículas de transporte)

Figure 16-103a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Ataque de un linfocito T citotóxico a una célula diana.

Membrana plasmática:

• Los movimientos de flip-flop en la membrana son raros.

• La membrana plasmática es asimétrica en cuanto a su composición de fosfolípidos. Ello no significa que una capa sea hidrofílica y otra hidrofóbica.

• Distinguir proporciones relativas de número y masa lípidos:proteínas.

La fluidez de membrana depende de su composición y temperatura.

1. 2.

Las balsas lipídicas (lipid rafts) son microdominios de membrana ricos en esfingolípidos y colesterol, glicolípidos, glicoproteínas y proteínas con anclaje GPI.

Las caveolas consisten en microdominios de tipo “balsa lipídica” que participan en procesos de endocitosis.

Las partículas lipídicas se emplean para la síntesis de membrana y la obtención de energía.

Se forma a partir del RE y está rodeada de una capa lipídica simple.