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Citologia - endocitosi

Appunti di Citologia per l’esame della professoressa Zavan. Gli argomenti trattati sono i seguenti: endocitosi, fagocitosi e pinocitosi, caveole, ferro, colesterolo, MVB, Complessi ESCRT e formazione delle vescicole interne dei MVB, esempio del trasporto del ferro.

Esame di Citologia docente Prof. V. Zavan

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ESTRATTO DOCUMENTO

Il colesterolo è sintetizzato all’interno del corpo solo in alcuni siti, ad esempio il fegato, ma la

maggior parte delle cellule non ne produce e lo assume attraverso il flusso sanguigno. Il colesterolo

arriva alle cellule grazie a

particelle che contengono

una proteina di superficie e,

al loro interno, una serie di

molecole di colesterolo:

non sono delle vescicole

sono LDL (low density

lipoproteins). Esse sono in

gran parte composte da

lipidi, fosfolipidi e

soprattutto molecole di

colesterolo, però

presentano anche clatrina.

LDL viene riconosciuto dai

propri recettori posti sulla

membrana cellulare ed

endocitato: non entra nella

cellula direttamente ma

viene endocitato in

vescicole ricoperte di

clatrina che subiscono la

maturazione fino

all’endosoma tardivo dove,

per l’effetto del ph, LDL si

separa dal suo recettore. A

questo punto il recettore

può essere riciclato

dall’endosoma tardivo alla membrana plasmatica dove è riutilizzato per legare nuove particelle

LDL.

La vescicola dell’endosoma tardivo va incontro a maturazione fino a divenire lisosoma o si fonde

con un lisosoma già esistente per digerire l’LDL. La parte proteica viene digerita in amminoacidi e

l’intera vescicola viene rotta in maniera tale che il colesterolo liberato e possa diffondere attraverso

il doppio strato fosfolipidico del lisosoma all’interno della cellula e venir utilizzato nelle membrane

cellulari.

Come viene mostrato in figura a destra il colesterolo viene liberato nel lume del lisosoma, può

quindi uscire ed essere utilizzato.

Questo a dimostrazione che il cambiamento del ph non serve solo ad attivare gli enzimi litici, ma

anche per la separazione dei carichi dai loro recettori, come abbiamo visto nel caso della

transferrina e del colesterolo.

L’endosoma primario è una struttura costante

nella cellula, che riceve le vescicole dalla

membrana plasmatica e si fonde con esse. È

una struttura che non si può descrivere come

una vescicola/cisterna perché è allungato e

abbastanza irregolare. Quando poi matura

nell’endosoma tardivo, in seguito all’arrivo di

vescicole dall’apparato del Golgi, va a

formare degli apparati multi-vescicolari. La

maturazione dell’endosoma tardivo a

lisosoma richiede un intermedio: il corpo

vescicolare.

Il corpo vescicolare è una struttura ricoperta

da singola membrana contenente numerose

vescicole al suo interno.

I lisosomi, visti con microscopia a

trasmissione, appaiono come vescicole

abbastanza tonde, anche molto diverse tra di

loro che possono contenere delle membrane: esse sono i residui dei corpi vescicolari.

Queste vescicolette sono delle invaginazioni della membrana dell’endosoma precoce che si formano

durante la sua maturazione in endosoma tardivo, laddove i recettori sono legati al loro carico. Per la

formazione di queste vescicole è necessario che il recettore venga marcato sulla parte citoplasmica

dall’ubiquitina. Questa non è un segnale per la sua demolizione, come avviene nella degradazione

legata al proteosoma, ma è una marcatura temporanea per reclutare i complessi ESCRT, poi

rimossa. Il primo ESCRT è l’ESCRT0, che recluta a sua volta

ESCRT1 e ESCRT2.

ESCRT1 e ESCRT2 funzionano un po’ come SNARE

che si avvolgono tra loro in un coiled coil permettendo la

fusione tra la vescicola ed il suo target. Questi,

similmente, si pongono da una parte e dall’altra del tratto

di membrana dove si trova il recettore ubiquinato e

formano un coiled coil che porta ad un piegamento della

membrana in quella regione. Questo non è sufficiente per

separare la zona del tratto di membrana dove è presente il

recettore però basta per farlo incuneare all’interno della

vescicola.

A questo punto è reclutato anche il complesso ESCRT3 e

l’ubiquitina viene rimossa dal recettore. Il complesso

ESCRT3 permette l’avvicinamento delle 2 estremità

della vescicola che si sta formando sulla superficie

dell’endosoma e risolve la situazione con l’intervento del

complesso VPS/VTA che idrolizza l’ATP.

MVB, Complessi ESCRT e formazione delle vescicole

interne dei MVB

Il complesso è formato da dimeri proteici VPS proteins (ATPasi), che, utilizzando l’energia ricavata

dall’ATP, sono in grado di promuovere la completa fusione della vescicola favorendo i complessi

ESCRT nel far aderire i 2 lati della membrana.

In questo processo i complessi ESCRT vengono poi dissociati dall’ endosoma e lo stesso complesso

VTS/VTA viene a dissociarsi. Questi componenti vanno a formare altri corpi vescicolari.

I corpi multivescicolari hanno la funzione di proteggere il recettore.

I recettori di fatto vengono incamerati dentro vescicole e in parte protetti dalla digestione. L’entrata

nel complesso multivescicolare assicura la separazione di un piccolo volume di citoplasma

all’interno del lisosoma.

Questo è essenziale perché avvengano alcuni tipi di segnalazione intracellulare. Cioè, alcuni tipi di

recettori non portano semplicemente un carico ma attivano delle vie di trasduzione e segnalazioni

biochimiche o modificazioni biochimiche, che nella cellula fanno scattare una serie di eventi: un

tipo di movimento o un cambiamento del differenziamento cellulare. Alcuni recettori si attivano

solo quando le molecole, che si associano ad esse nel versante citoplasmico, arrivano ad una certa

concentrazione. Devono essere molto concentrate in uno spazio molto delimitato.

Queste vescicole che contengono parte del citoplasma possono permettere la concentrazione di

proteine che servono per la segnalazione intracellulare.

Il rapporto tra endocitosi ed esocitosi.

Abbiamo visto la via secretiva e come le cellule producano, dal reticolo trans del Golgi, vescicole

che vanno verso la superficie cellulare e portano proteine di membrana e proteine secrete nello

spazio extracellulare. Una via secretiva è costantemente attiva mentre altre vie secretive sono

attivate da segnali e portano all’accumulazione di vescicole all’interno della cellula. Molte cellule

sono polarizzate e, in esse, le vie di secrezione e quelle endocitotiche sono anch’esse polarizzate.

Questi vari componenti cellulari, componenti proteici di membrana e proteine secrete, non sono

destinati a qualsiasi parte della membrana plasmatica, ma vengono inviati in alcuni tratti particolari.

Ad esempio, nelle cellule epiteliali, si può distinguere membrana apicale e membrana baso-laterale,

due domini differenti. Dal Golgi nascono, quindi, vescicole che vanno specificatamente verso la

membrana apicale e vescicole che vanno verso la membrana baso-laterale. Cioè esistono vescicole

specifiche che portano i componenti a diversi domini di membrana e permettono la separazione e la

specificità di essi. Questo è importante perché le cellule, per funzionare all’interno di un corpo

pluricellulare, non devono semplicemente comunicare con l’esterno ma con parti separate

dell’organismo. Un esempio è il trasporto di glucosio nell’intestino, che funziona perché esistono

diversi trasporti in differenti parti della membrana, per il gradiente ionico e di glucosio.

Nell’immagine viene stilizzata una cellula epiteliale intestinale. È mostrato che questo tipo di

situazione, con diversi tipi di membrana, presenti su un lato piuttosto che un altro delle cellule

dell’endotelio intestinale, sono mantenuti sia grazie ad una secrezione e produzione di vescicole

secretorie, destinate specificatamente ad un dominio, ma anche grazie ad endocitosi localizzata. La

membrana plasmatica è sufficientemente grande perché delle

vescicole destinate alla membrana apicale possano essere

indirizzate per sbaglio alla membrana baso-laterale e

viceversa. Quello che fanno le cellule è rimuovere tutto ciò

che è stato mis-localizzato (localizzato nella parte sbagliata) e

rilocalizzarlo nella membrana adeguata o distruggerlo

(figura). Un altro aspetto fondamentale per le cellule,

funzionale alla loro

polarizzazione, è l’endocitosi

localizzata nella parte apicale

piuttosto che baso-laterale, il

che può portare alla

acquisizione da parte della

cellula di specifiche molecole

solo da un lato. Ovvero, le cellule intestinali possono acquisire per

fagocitosi determinati componenti solo dal lato del lume intestinale

perché esiste l’endocitosi localizzata solo nella parte apicale della

cellula. Viceversa ci sono componenti che possono essere fagocitati

solo dalla parte baso-laterale.


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9

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AUTORE

peppotta

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+1 anno fa


DETTAGLI
Esame: Citologia
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia 1 (ordinamento U.E. - 6 anni)
SSD:
Università: Padova - Unipd
A.A.: 2015-2016

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher peppotta di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Citologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Padova - Unipd o del prof Zavan Valeria.

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