Biologia cellulare - sintesi e smistamento delle proteine

Importanza delle proteine mitocondriali

simile alla traslocazione nell'ER)Reticolo endoplasmatico: forma il 50% delle membrane e con il suo "lume" o "cisterna" il 10% del volume. Sede di biosisintesi di proteine e lipidi.

SRP: regione 1) lega il ribosoma e ferma la sintesi proteica; 2) lega il peptide segnale; 3) lega il recettore della SRP sulla membrana dell'ER. Contiene anche un sito che lega GTP.

Traslocazione nell'ER delle proteine di secrezione o di membrana

La particella di riconoscimento del segnale (SRP) fa la spola fra la membrana dell'ER e il citosol.

L'SRP riconosce il peptide segnale sulla proteina di nuova sintesi appena emersa dal ribosoma, ci si lega e causa una pausa nella sintesi proteica, che permette al ribosoma di ancorarsi sulla membrana dell'ER.

Dirige il peptide ad un recettore SRP specifico, che insieme ad un traslocatore proteico trasferisce la catena in crescita attraverso la membrana (cotraduzionale).

Occorre idrolisi di ATP per la traslocazione.

lega lo zucchero con un legame pirofosfato ad alta energia, che serve come energia di attivazione per la reazione di glicosilazione. La glicosilazione su gruppi ossidrilici di serina, treonina o idrossilisina avviene nell'apparato del Golgi.

Alcune proteine di membrana tagliano un peptide carbossiterminale e lo scambiano con un'ancora di glicosilfosfaditil inositolo (GPI): proteine ancorate al GPI.

I doppi strati lipidici sono assemblati nell'ER: Es: la fosfatidilcolina viene assemblata in 3 passaggi a partire da colina, 2 acidi grassi e glicerolo fosfato. Ogni passaggio è catalizzato da un enzima localizzato sulla membrana dell'ER sul lato affacciato sul citosol, dove avviene anche la sintesi dei fosfolipidi. Flip-flop successivi spostano i fosfolipidi anche sull'altro strato.

Traffico vescicolare: le vescicole gemmano da un compartimento e si fondono con un altro. Il trasporto vescicolare non è aspecifico: ciascuna vescicola di trasporto contiene proteine.

selezionate e si fonde con un compartimento specifico: questo permette di mantenere l'identità di ogni tipo di organello.

Via biosintetica-secretoria: trasporto all'esterno di proteine di nuova sintesi: ER-Golgi-superficie cellulare (lisosomi)

Via endocitica: assunzione di macromolecole, passaggio in endosomi e lisosomi.

Nell'ER le proteine che sono state sintetizzate sono ripiegate, assumono la struttura secondaria grazie all'enzima disolfuro isomerasi, che da origine da SH a ponti S-S, e vengono glicosilate. Quelle corrette proseguono verso il Golgi, quelle anomale sono trattenute nel reticolo dal proteina BiP. BiP è una chaperonina che può aiutare la proteina a ripiegarsi.

Dall'ER all'apparato del Golgi: via di default (non richiede segnali specifici) che viene percorsa dalle proteine correttamente assemblate sino alla membrana.

Ciascuna pila del Golgi ha due facce distinte: cis (di entrata) e trans (di uscita)

Nell'apparato del Golgi

le catene saccaridiche sono rielaborate: L'oligosaccaride attaccato in N nell'ER viene modificato in:

olisaccaridi complessi: almeno 2 acetil glucosammine + galattosio ed acidosialico (carica negativa).

Oligosaccaridi ad alto tenore di mannosio: molti residui di mannosio.

Vengono staccati gli zuccheri attaccati nell'ER (glicosidasi) e rimaneggiati immannosi.

I lisosomi: punti di incontro ove convergono le sostanze che devono essere digerite.

Enzimi lisosomali: idrolasi lisosomali

Vie per arrivare al lisosoma:

• Autofagia (ER si trasforma in lisosoma)
• Fagocitosi
• Endosoma precoci e tardivi

Alcune proteine sono trasportate nel lisosoma direttamente con l'uso di un segnale lisosomale: KFERQ (Lys, Phe, Glut, Arg, glutammina)

Tre vie di degradazione nei lisosomi

Le idrolasi lisosomiali sono caratterizzate dalla presenza di un gruppo specifico, il mannosio-6-fosfato (M6P), che serve a farle riconoscere da un recettore specifico presente sul trans-Golgi.

L'M6P è aggiunto agli

1. oligosaccaridi legati all'asparagina, nel reticolocis del Golgi.
2. Il recettore è una proteina transmembrana localizzata sul transGolgi.
3. L'unione con l'idrolasi inizia la formazione di vescicole e si verifica a pH 7.
4. Le idrolasi si dissociano dai recettori negli endosomitardivi a pH 6.
5. I recettori sono riciclati verso il trans Golgi.
6. Malattie da accumulo lisosomale: le idrolasi lisosomali sono alterate per difetti genetici recessivi.
7. Malattia di Hurler
8. I-cell disease
9. I substrati delle idrolasi si accumulano non digeriti nel lisosomi, per cui si formano inclusioni nelle cellule.
10. Le idrolasi alterate sfuggono ai lisosomi, sono secrete dalla via di default e si accumulano nel sangue: il difetto è dovuto alla mancanza o al difetto di una fosfotransferasi GlcNAc. Le idrolasi sono secrete.
11. Non funziona la via di scavenger (raccolta dei rifiuti) di endocitosi e si accumulano.
12. Nel fegato via alternativa.
13. Endocitosi: Dalla superficie cellulare verso i lisosomi.
14. Fagocitosi di grandi

Particelle (250 nm) svolta da cellule specializzate tramite fagosomi. Le particelle si devono legare ai fagociti: recettori attivati scatenano la risposta (vd. Immunologia). Normalmente sono gli anticorpi che riconoscono le particelle estranee e le presentano ai fagociti. Proteine Fc o complemento.