Endocitosi ed esocitosi

Quindi, se una cellula deve ridurre la quantità di trasportatori, di canali, di molecole di

adesione, ecc.. per specializzarsi deve cambiare, tra le altre cose, il suo assetto proteico sulla

membrana plasmatica.

Ricordiamo che durante il differenziamento alcuni tratti di DNA vengono sepolti dalla

eterocromatina e vengono spenti, esprimendo diversi assetti proteici, tra cui anche quelli

delle proteine transmembrana, non solo nel citosol; anche in questo caso l’endocitosi è

opposta all'esocitosi perché creare una vescicola endocitica significa sottrarre una quota di

membrana dalla membrana plasmatica deformandola per creare una vescicola endocitica,

proprio per questo è necessario che una cellula debba avere in equilibrio i due processi,

altrimenti consumerebbe troppo.

l'endocitosi mediata da clatrina modella la membrana con delle invaginazionio

la fagocitosi forma vescicole molto grandi e lavora cona ctina e il citoscheletro, avvolgono per portare dentro la pinocitosi agisce in fase fluida e raccoglie la parte liquida e molecole in

soluzione, non è selettiva come le prime due serve solo per portare dentro ciò che c'è fupri

Tipi di endocitosi

Esistono vari tipi di endocitosi. Quelle più note sono la fagocitosi, la pinocitosi e l’endocitosi

mediata da recettori o da clatrina. La differenza tra questi tre tipi sta nel fatto che due di

questi (fagocitosi ed endocitosi) sono selettivi, ci sono dei recettori sulla membrana

plasmatica che permettono di selezionare il cargo (il carico della vescicola).

Nell’endocitosi mediata ciò

avviene mediante clatrina, perché

è in grado di modellare la

membrana in seguito alle

invaginazioni.

Nel caso della fagocitosi in realtà

non è necessaria la clatrina perché

parliamo della formazione di

vescicole molto grandi, in questo

caso lavora l’actina ed il

citoscheletro che, più che

invaginazione, avvolgono ciò che

vogliono portare dentro. La pinocitosi (endocitosi che agisce in fase fluida)

serve per raccogliere la parte liquida e molecole

in soluzione, ovviamente non è selettiva, non c’è

un meccanismo di reclutamento, serve solo a

portare all’interno porzioni di ciò che sta fuori alla

cellula, a differenza dell’endocitosi mediata da

recettori che, invece, seleziona ciò che deve

essere portato all’interno della cellula.

La clatrina gemma vescicole dalla membrana

plasmatica, ma anche nella via endocitica e dal

Golgi.

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la clatrina gemma vescicole dalla membrana plasmatica, nella via endocitica e dal golgi. è un trischelio fatto di catene pesanti e leggere ed incurvato proprio per deformare le membrane.

polimerizzaa formando strutture a pallone e si associa alla membrana conferendole forma sferica

Come è fatta e come funziona la clatrina?

L’unità base della clatrina è un trischelio

(detto così perché ha tre chele) formato da

catene pesanti e leggere ed incurvato,

proprio per deformare le membrane

grazie alla loro impalcatura curva che,

quando si attacca alla membrana, assume

la forma voluta, come uno stampo.

Polimerizza formando strutture che

somigliano un po’ ad un pallone da calcio

e si associa alla membrana conferendole

una forma sferica. agisce tramite proteine adattatrici (adattine o AP) che interagiscono con il fosfoinositide sul lato citosolico della membrana. questo fosfoinositide si crea

con la fosforilazione del lipide tramite chinasi e fosfatasi che vanno a regolare i lipidi da fosforilare. le protein che si legano a questi si legano in maniera

specifica a specifici fosfoinositidi Rispetto a Sar1 non interagisce

direttamente con la membrana ma lo fa per

mezzo di proteine adattatrici, dette

adattine o AP (adaptor proteins); queste

interagiscono con il fosfoinositide (che si

trova solo sul lato citosolico della

membrana). Il fosfoinositide si crea con la

fosforilazione del lipide mediante chinasi e

fosfatasi che regolano quale sito deve

essere fosforilato. Tutto dipende da dove si

localizzano gli enzimi, i fosfoinositidi sulla

membrana plasmatica sono diversi da quelli sul Golgi o sui lisosomi, hanno localizzazioni

precise specifiche per la gemmazione.

Siccome i fosfoinositidi sono legati a determinate proteine adattatrici, anche queste ultime si

andranno a localizzare in maniera specifica, perché ognuna andrà ad interagire solo sul

proprio fosfoinositide.

L’endocitosi mediata da recettori avviene mediante adattina, che interagisce col

fosfoinositide e seleziona il cargo (proprio come Sec24) grazie a segnali ben definiti di

endocitosi presenti sulle proteine dal lato citosolico. Il segnale può essere una sequenza

amminoacidica o una conseguenza di una modifica post-traduzionale (fosforillazioni o

ubiquitinazioni, presenti anche nelle proteine transmembrana che portano la degradazione

nei lisosomi e non nel proteasoma, come quelle citosoliche).

l'endocitosi mediata da recettori avviene tramite adattina, che interagisce con il fosfoinositifìde e seleziona il cargo grazie ai segnali sul lato citosolico

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L’adattina si lega quindi sulla membrana specifica del fosfoinositide e seleziona il cargo, funge

da impalcatura per la clatrina, la quale può legarsi e modellare la membrana in una forma

sferica, fino a quando non avviene la scissione della membrana per rilasciare la vescicola.

Ciò avviene grazie alle proteine, in questo caso abbiamo la dinamina. Una volta staccata la

vescicola, viene spogliata del rivestimento.

La dinamina è una GTPasi che poi forma

una struttura a spirale attorno alla

membrana “a collo di bottiglia”

assemblandosi. Comincia a stringersi su se

stessa fino a staccare le membrane, un

vero e proprio evento di scissione

meccanica che avviene spingendo i

foglietti interni di una membrana fino alla

rottura. Non è tanto diversa dal principio delle SNARE.

Per riassumere, abbiamo il rivestimento interno di adattine ed esterno di clatrine e la

dinamina che scinde, la vescicola si è creata e si fonde con le altre formando l’endosoma

precoce, un compartimento dalla forma irregolare dal quale gemmano numerose vescicole

BIOLOGIA 12 la scissione avviene tramite dinamina che una volts staccata la vescicola la spoglia del

suo rivestimento. la dinamina è una gtpasi che si stringe attorno alla membrana a collo 4

di bottiglia, si stringe su se stess finchè non avviene il vero e proprio evento di

scissione meccanica. la vescicola che si è creata si forma con le altre formando

l'endosoma precoce, un compartimento irregolare dal quale gemmano numerose

vescicole che riciclano proteine in modo tale che alcune proteine tornino alla membrana

plasmatica

che riciclano proteine. Alcune vescicole quindi ritornano nella membrana plasmatica, questo

è molto utile perché, se la cellula necessita di un determinato cargo, non vi è spreco di

recettori perché una volta effettuato il suo lavoro la vescicola torna in membrana per

prenderne altro, senza sintetizzare ulteriori proteine.

Tutto ciò che non torna indietro nella membrana plasmatica prosegue lungo la via endocitica,

cioè l’endosoma va ai lisosomi e lo fa mediante un microtubulo che viene percorso grazie a

proteine motrici. Lungo il tragitto l’endosoma viene maturato e trasformato in tre step

(avvengono in contemporanea):

1. Si acidifica grazie alle pompe protoniche.

2. Trasforma le Rab5 in Rab7 per poter interagire con quelli del lisosoma, basta avere le

GAP e le GEF giuste per cambiare l’assetto proteico sulla superfice dell’endosoma.

3. Cambia forma, assumendo una forma sferica con corpi multivescicolari

(compartimenti con più vescicole).

Si crea l’endosoma tardivo che va a

legarsi col lisosoma, in modo che

entrerà e troverà gli enzimi digestivi

che lo degradano (ad esempio, le

proteine vengono tagliate in

amminoacidi che saranno

riutilizzate).

Il lisosoma è il centro del catabolismo

cellulare, qualunque tipo di

macromolecola che entra all’interno

del lisosoma viene degradata.

ciò che non torna prosegue verso la via endocitica, l'endosoma va ai lisosomi tramite microtubulo che

viene percorso con l'aiuto di proteine motrici. l'endosoma lungo il tragitto matura e viene trasformato

BIOLOGIA 12 tramite tre step:

- si acidifica grazie alle pompe ioniche 5

-trasforma rab5 e rab7 pre interagire con quelle lisosomiali

- cambia forma, diventa sferico con corpi multivescicolari

si viene dunque a creare l'endosoma tardivo che si lega con il lisosoma che lo degraderà perchè è il

centro del catabolismo cellulare

per essere degradate le proteine devono essere estratte dalla membrana. i corpi vescicolari proteggono al loro interno le proteine da eliminare, perchè se fossero sulla membrana esterna non

entrerebbero in contatto con gli enzimi e non sarebbero degradate.

ci sono diversi recettori che vengono endocitati e poi riutilizzati, come LDL. questi non vengono degradati grazie alla variazione di ph (acidificazione) che indebolisce lìinterazione e gli permette

di tornare indietro

A che serve la formazione dei corpi multivescicolari?

Il problema fondamentale della degradazione delle proteine transmembrana è che per essere

sufficientemente degradate devono essere estratte dalla membrana, non devono stare quindi

sulla membrana ma devono stare dentro. È qui che entrano in gioco i corpi multivescicolari.

Essi proteggono al loro interno le proteine da eliminare, perché se fossero sulla membrana

esterna non entrerebbero in contatto con gli enzimi e non verrebbero degradate.

Perché l’endosoma deve acidificarsi?

Esistono diversi tipi di recettore che devono essere endocitato ma poi riutilizzato nella

membrana, uno di questi è l’LDL, colesterolo “cattivo”. Nel momento della formazione

dell’endosoma precoce, il recettore a cui è legato LDL che va riciclato e non degradato è

staccato grazie alla variazione di pH, indebolendo le interazioni tra recettore ed LDL. Il

recettore torna indietro e l’LDL va nel lisosoma per essere degradato.

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Degradazione dell’EGFR

Ci sono invece altri casi in cui sia il cargo che il recettore vengono entrambi degradati, come

nel caso, per esempio, dell’EGFR receptor, il recettore del fattore di crescita epidermico.

Questo è un caso speciale in cui il recettore segnala, non dalla membrana plasmatica.

Il legame interagisce con il recettore, induce la terarizzazione al livello degli endosomi ed il

recettore fa partire un segnale che avvia la trasduzione.

Per spegnere il segnale, il recettore viene degradato.

Dunque, entrano entrambi (cargo e recettore), parte l’ossidazione