Viaggio delle vescicole

Viaggio della vescicola

Una volta formata, la vescicola deve raggiungere il compartimento corretto. Questo è garantito dalle proteine Rab, GTPasi monomeriche che agiscono come “etichette molecolari” specifiche per ogni organello. Le Rab attive reclutano diversi effettori, tra cui motori molecolari per il trasporto lungo i microtubuli, proteine di tethering e proteine SNARE per la fusione.

Tethering: attacco della vescicola all’organello

In questa fase entrano in gioco le proteine SNARE. Questo è un processo che si svolge in contemporaneamente con le proteine Rab, cioè delle GTPasi monomeriche che oltre a dirigere la vescicola verso il compartimento corretto reclutano anche i cosiddetti effettori.

Proteine SNARE

Le proteine SNARE si possono classificare in due categorie che hanno funzioni opposte ma che comunque lavorano in modo identico fra loro e sono le v-SNARE (vescicle SNARE), presenti sulla membrana della vescicola, e le t-SNARE (target SNARE) presenti sulla membrana del compartimento bersaglio. Quando la vescicola raggiunge il compartimento corretto, le Rab reclutano le proteine di tethering che avvicinano le due membrane. Queste due proteine cioè le v-SNARE e le t-SNARE si riconoscono in modo super specifico e si avvolgono tra loro formando una sorta di doppia elica che strizza e diminsuisce lo spazio, inducendone la fusione.
Infatti questo complesso è anche in grado di liberare energia sufficiente ad avvicinare progressivamente le due membrane fino a provocarne la fusione. In questo modo il contenuto della vescicola viene rilasciato nel compartimento bersaglio e le proteine di membrana vengono integrate nella membrana ricevente.
Dopo la fusione interviene una proteina che libera il complesso SNARE che deve essere smontato per poter essere riutilizzato. Questo avviene grazie alla proteina NSF (N-ethylmaleimide Sensitive Factor), una ATPasi appartenente alla famiglia delle AAA-ATPasi, che utilizza l’energia derivante dall’idrolisi dell’ATP. NSF agisce insieme alle proteine α-SNAP, che si legano al complesso SNARE e permettono il suo completo disassemblaggio.
Per quanto riguarda la formazione delle vescicole COPII, tutto ha inizio con la proteina Sar1, una piccola GTPasi. Quando Sar1 lega GTP subisce un cambiamento conformazionale che espone un’elica anfipatica capace di inserirsi nella membrana del reticolo endoplasmatico. Questo rappresenta il primo evento della gemmazione.
Successivamente vengono reclutate le proteine Sec23 e Sec24. Sec24 è il responsabile del riconoscimento del cargo cioè delle proteine che devono essere trasportate, mentre Sec23 possiede attività GAP nei confronti di Sar1 e partecipa alla regolazione di tutto il processo.
In un secondo momento della fase successiva si assemblano Sec13 e Sec31, che costituiscono il rivestimento esterno della vescicola e determinano la curvatura della membrana fino alla completa formazione della vescicola.
Dopo il distacco, la vescicola perde il rivestimento grazie all’idrolisi del GTP legato a Sar1. Questo permette alla vescicola di essere riconosciuta dalle proteine Rab e di proseguire verso l’apparato di Golgi.
Ci sono proteine che gemmano dal RE, grazie al rivestimento di COPII altre che risiedono nel reticolo, e che, dal compartimento intermedio tornano indietro in vescicole rivestite con COPI grazie ad un recettore che riconosce il segnale KDEL.