Appunto completo con immagini per esame Citologia corso med 3-4 Unipd

SE LA PROTEINA DEVE FAR PARTE DELLA MEMBRANA

• ESTERNA: queste proteine non vengono traslocate nella

matrice ma nello spazio fra le due membrane dove vengono

contattate dalle chaperonine, da qui vengono catturate dal

complesso SAM presente sulla membrana esterna che le

introduce nello strato lipidico dove acquistano la loro

conformazione nativa.

SE LA PROTEINA DEVE FAR PARTE DELLA MEMBRANA

• INTERNA: o come già detto viene traslocata da TIM-22

oppure entra in gioco il complesso OXA posto nella membtana

interna e da li almeno un dominio viene traslocato nella

membrana interna.

un ultimo tipo di proteine è quello che rimane nello spazio

• intermembrana. Il processo comincia con l’alfa elica

anfipatica che comincia la sua traslocazione attraverso il

complesso TIM verso la matrice. Il processo però si ferma

al termine del peptide segnale e il resto della proteina

rimane con un dominio transemembrana e il resto della

proteina nello spazio intermembrana. Successivamente

una proteasi taglierà la proteina producendo due peptidi:

uno libero nello spazio fra le membrane e uno inserito nella membrana interna.

PEROSSISOMI

Struttura vescicolare con singola membrana, diamtero di 0,5-1 μm;

• hanno un contenuo elettrondenso (cristallo di enzimi);

• funzioni: perossidazione ( 2H O —> 2H O+O ), sintesi plasmalogeni (lipidi,

• 2 2 2 2

,mieline), rimuovono i ROS e i radicali liberi.

ORIGINE

I perossisomi posso avere origini diverse:

possono essere prodotti ex-novo a partire dal reticolo

• endoplasmatico come vescicole che maturano grazie

all’incameramento di proteine prodotte nel

citoplasma.

possono nascere dalla fissione di perossisomi di

• dimensioni maggiori.

Per la maturazione di un perossisoma sono necessarie

proteine citoplasmatiche che come nel caso dei

mitocondri devono possedere delle sequenze segnale

in modo da poter essere riconosciute ed entrare nel

perossisoma.

Esistono due tipi di recettori per l’entrata delle proteine:

PTS1 che possiede il recettore citoplasmatico Pex5p;

• PTS2 che possiede il recettore citoplasmatico Pex7p.

•

Il complesso sequenza segnale-recettore può passare

attraverso il complesso taslocatore (traslocone)

presente sulla membrana perossisomiale. Una volta

entrati il legame fra proteina e recettore viene rotto

dall’ambiente presente all’interno dell’organello. I

recettori tornano poi nel citoplasma attraverso il

traslocone. RETICOLO

ENDOPLASMATICO

cisterne delimitate da una singola membrana, è in

• comunicazione con l’involucro nucleare

(attraverso i pori) e al citoplasma, pH 7.

RER: presenza di ribosomi sulla superficie,

• produzione e glicosilazione delle proteine;

2+

REL: deposito e rilascio di ioni Ca , sintesi e

• distribuzione lipidi e fosfolipidi, sintesi di steroidi,

rimozione delle tossine.

LISCIO

la produzione di fosfolipidi: comincia sul

• versante citosolico del REL con due acidi

grassi che reagiscono un glicerolo fosfato

formando un acido fosfatidico (il più

semplice dei fosfolipidi), successivamente

questo viene modificato con l’aggiunta di

un gruppo specifico come la colina. Infine

vengono distribuiti.

ridistribuzione dei lipidi: i lipidi vengono portati agli altri organelli o alla

• membrana plasmatica direttamente dal REL utilizzando delle zone della

sua membrana (MCS, membrane contact sites) che sono in stretta

vicinanza con quelle dell’organello bersaglio. Per fare ciò entrano in

gioco proteine trasportatrici che legano i lipidi, li trasportano all’organello

bersaglio e poi tornano funzionali per un altro ciclo. Nel caso delle

membrane dove è necessario il mantenimento della polarità i lipidi

neoformati vengono portati in posizione dalle floppasi.

++

deposito di Ca : il REL ha il compito di essere un deposito di ioni calcio

• che devono essere rilasciati al momento corretto e sotto determinati stimoli. Gli ioni si

accumulano grazie a delle pompe che spingono contro gradiente gli ioni all’interno del reticolo

endoplasmatico.

++

rilascio di Ca : nella cellula il citosol è povero in ioni calcio e questo permette nel momento in

• cui viene stimolata la rapida uscita dal reticolo liscio degli ioni calcio che si muovono secondo

concentrazione e secondo gradiente elettrico. Lo stimolo avviene in questo modo:

- una molecola segnale si lega ad una proteina G (che funziona con GTP);

- la proteina G attiva la

fosfolipasi C che attacca

PI(4,5)P ;

2

- da questo si libera inositolo

trifosfato;

- questo interagisce con i canali

per il calcio aprendone il filtro

di selettività detrminando una

fuoriuscita di ioni;

- la cellula risponde allo stimolo

e successivamente l’equilibrio

viene rispristinato grazie alle

pompe per il calcio.

RUGOSO

Composto da una serie di cisterne piatte con i ribosomi attaccati alla membrana nel lato citosolico.

Questo avviene perchè la sintesi comincia dai ribosomi citosolici che cominciano la traduzione,

successivamente essa si blocca e la proteina legata al ribosoma si lega alla membrana e la

traduzione si conclude, la proteine viene traslocata nel reticolo endoplasmatico. Questo processo

viene definito traslocazione cotraduzionale. Avviene perchè nella arte N terminale della proteina

è presente il segnale per il RE, è un peptide segnale idrofobico. Il recettore per questo peptide è

citosolico e si chiama SRP (ribonucleoparticella) ossia 6 proteine tenute insieme da uno scheletro

di RNA ed è una G-protein.

Il meccanismo è il seguente:

l’inizio è la traduzione della proteina da parte di un ribosoma libero e un mRNA.

• Successivamente la prima parte della proteina ad essere sintetizzata è il peptide segnale che

• interagisce con SRP che blocca l’entrata A del ribosoma e quindi la traduzione entra in stallo.

L’SRP reagisce con il suo recettore posto sulla membrana del RER trascinando con se il

• ribosoma e il peptide.

L’SRP si stacca e il ribosoma si lega ad un traslocone. Essendosi staccto l’SRP lìattività

• ribosomiale può riprendere e quindi la traduzione continua. L’aggancio del ribosoma provoca

l’apertura del traslocone e permette il passaggio della proteina nel lume del reticolo. L’SRP viene

riciclata per reclitare nuovamente nuovi complessi ribosoma-proteina.

La proteina una volta nel lume viene agganciata da chaperonine Hsp70 che hanno il compito di

• evitare che questa si avvolga prima della fine della traslocazione.

CICLO DELLA GTPasi PER SRP E IL SUO

RECETTORE

Sia la SRP che il suo recettore sono proteine

G e sono attivate quando legano il GTP. In

particolare il primo lega il peptide segnale e il

secondo lega l’SRP. Quando il ribosoma lega il

traslocone l’SRP e il suo recettore idrolizzano

il nucleotide, ciò comporta che l’SRP si

distacchi dal recettore e dal ribosoma, quindi

l’SRP non può più legarsi al peptide segnale

permettendo la sua entrata nel traslocone.

CONTROLLO DEL TRASLOCONE

Il traslocone è un canale specifico per il

passaggio delle proteine. Esiste in due stati: in

quello aperto e in quello chiuso. Ciò che

determina questi due stati è la presenza o meno

di un tappo proteico. Il tappo è un dominio

funzionale che blocca il canale quando il

traslocone non è legato ad una specifica

sequenza segnale che identifica per una proteina

che deve passare.

Nel caso precedente il legame della sequenza

segnale stabilizza l’attacco del ribosoma e induce

un cambiamento conformazionale che rimuove il

tappo. Il peptide può quindi passare attraversi il

canale e successivamente attaccato da proteine

chaperon. Una volta conclusa la traslocazione il

ribosoma si stacca, il traslocone torna alla sua

struttura chiusa ed è pronto a compiere un altro

giro.

INSERIMENTO DELLE PROTEINE NELLA

MEMBRANA

Anche le proteine integrali di membrana che devono

inserirsi nella membrana del RER vanno incontro al

fenomeno della traslocazione cotraduzionale. La

differenza rispetto agli esempi precedenti è che

queste proteine contengono uno o più tratti

altamente idrofobici che consentono di passare dal

traslocone al doppio strato lipidico. Questo può

avvenire perché lo stesso traslocone possiede un

apertura laterale che da ad ogni proteina che viene

traslocata la possibilità di passare nel doppio strato

lipidico. Se una proteina presenta un tratto molto

idrofobico questo si inserirà e andrà a formare il

dominio transmembrana di quella proteina integrale.

In base al modo in cui questa proteina interagisce

inizialmente con il traslocone essa potrà avere

l’estermità N terminale nel versante citosolico o in

quello del lume, lo stesso vale per l’altra estremità.

Inoltre esistono casi in cui il peptide segnale diventa

lui stesso il dominio transmembrana oppure casi in

cui viene rimosso e sarà un’altra zona idrofobica a

diventare un dominio transmembrana.

Infine nel caso la proteina in questione abbia più di

un segmento altamente idrofobico essa avrà di

conseguenza più domini transmembrana, nel

momento in cui finisce la traslocazione di un

segmento transmembrana il traslocone è di nuovo

pronto a traslocarne un altro. In molti di questi casi

una volta che la proteina è completamente tradotta i

domini transmembrana si uniscono in un unica

struttura.

FORMAZIONE LEGAMI DISOLFURO

La formazione di ponti disolfuro avviene nel

lume del RER, la reazione prevede che due

cisteine siano ossidate tramite la perdita di

due elettroni e che si formi un legame

covalente fra gli atomi di zolfo. Questo

legame è importante perchè aiuta la proteina

a ripiegarsi nel modo corretto e inoltre

impedisce alla stessa di fuoriuscire, ciò

rende la traslocazione un processo

irreversibile.

La formazione di questi legami può essere

mediata da un enzima chiamato PDI

(proteina disolfuro isomerasi) che forma un

legame disolfuro con una delle cisteine

inducendo gli altri legami disolfuro alla

formazione. La riattivazione dell’enzima

richiede l’intervento di altri enzimi e porta alla

formazione di acqua ossigenata.

FORMAZIONE ANCORA GPI

Avviene solo per proteine che hanno un

dominio transmembrana C terminale e il

resto della proteina immerso nel lume del

RE, uno specifico enzima taglia la proteina

subito dopo il dominio transmembrana e

successivamente induce il