Citologia - intero corso

Il complesso del Golgi

SUEG!]microscopista italiano [Bresciano? Camillo Golgi, che scoprì una metodica per colorare in manieraspecifica questo organulo. Questo sistema di membrana modifica e smista le proteine che riceve dal RE e poile impacchetta in vescicole di trasporto destinate ai diversi componenti del sistema delle endomembrane. Nellamaggior parte delle cellule, il complesso del Golgi è costituito da pile di sacche membranose appiattitechiamate “cisterne”. Ciascuna di queste sacche ha uno spazio interno, detto lume. Il complesso del Golgi èdiviso in compartimenti, alcuni sono separati, altri connessi tra loro. Ciascuna pila di vescicole del Golgi38possiede tre aree: (1) Superficie Cis, (2) Superficie Trans, e (3) Regione Mediale. Generalmente, (1) lasuperficie cis è collocata vicino al nucleo e ha la funzione di ricevere i materiali contenuti nelle vescicole ditrasporto provenienti dal RE. (2) La superficie trans, più vicina alla membrana plasmatica,

Impacchetta le molecole in vescicole che sono trasportate al di fuori del Golgi. Le cellule che secernono grandi quantità di glicoproteine hanno un gran numero di pile del Golgi. Nelle cellule animali, il complesso del Golgi sintetizza i lisosomi e le glicoproteine complesse che vengono secrete per formare la matrice extracellulare e il muco che ricopre le cellule epiteliali. Le proteine di secrezione che sono sintetizzate nel lume del RER sono trasportate prima alla superficie cis del complesso del Golgi tramite le piccole vescicole di trasporto formate dalla membrana del RE. Queste proteine poi vengono inviate ad una pila di vescicole del Golgi, subendo alcune modificazioni fino a raggiungere la superficie trans del Golgi, dove vengono assemblate in vescicole ed inviate alle membrane di destinazione. È stato riscontrato che le vescicole formate dal Golgi cis tornano indietro verso il RE e sono quelle implicate nel riciclo delle proteine coinvolte nell'assemblaggio del RE.

Nella formazione delle vescicole. Quali sono i meccanismi mediante i quali queste proteine si muovono attraverso i diversi componenti del complesso del Golgi? Un'ipotesi stabilisce che esse siano racchiuse in nuove vescicole che le trasportano da un lato all'altro all'interno del complesso del Golgi. Un'ipotesi alternativa sostiene che le stesse compartimento cisterne si possano muovere dalla posizione cis a quella trans. Nel momento in cui si forma ogni nuovo compartimento cis, quello precedente si muove verso l'esterno, in direzione trans per poi diventare il compartimento trans. Entrambe le ipotesi potrebbero rivelarsi valide; le glicoproteine potrebbero essere trasportate in entrambi i modi.

In qualsiasi modo si muovano le proteine attraverso il complesso del Golgi, durante questo tragitto sono modificate in molti modi, per cui si originano molecole biologiche complesse. Per esempio, i carboidrati di una glicoproteina (aggiunti alla proteina nel RE) possono essere modificati.

In alcuni casi, i carboidrati e altre molecole aggiunte alle proteine vengono usate come "segnali di riconoscimento", un codice cellulare che marchia le proteine, instradandole verso specifici distretti cellulari. Le glicoproteine sono quindi impacchettate in vescicole secretorie nella regione trans. Tali vescicole si staccano dalla membrana del Golgi trasportando il loro contenuto a specifiche destinazioni. Le vescicole che trasportano prodotti che devono essere esportati dalla cellula si fondono con la membrana plasmatica. La membrana delle vescicole diventa parte della membrana plasmatica e le glicoproteine sono secrete dalla cellula. Altre vescicole possono immagazzinare le glicoproteine e secernerle poi in un secondo tempo, mentre altre ancora sono convogliate verso i vari organuli del sistema delle endomembrane. Riassumendo, la sequenza tipica degli eventi a cui va incontro una glicoproteina destinata a essere secreta dalla cellula è la seguente: - Sintesi dei carboidrati e delle altre molecole da aggiungere alle proteine - Marcatura delle proteine con i carboidrati e le altre molecole - Impacchettamento delle glicoproteine in vescicole secretorie nella regione trans del Golgi - Stacco delle vescicole dalla membrana del Golgi - Trasporto delle vescicole verso specifiche destinazioni cellulari - Fusione delle vescicole con la membrana plasmatica per l'esportazione delle glicoproteine - Secrezione delle glicoproteine dalla cellula - Immagazzinamento e successiva secrezione delle glicoproteine da parte di altre vescicole - Convogliamento delle vescicole verso gli organuli del sistema delle endomembrane.

polipeptidi sui ribosomi→ Assemblaggio della proteina e aggiunta di carboidrati nel lumedel RE→ Movimento della glicoproteina nel Golgi (superficie cis) tramite vescicole di trasporto→Ulteriori modifiche della glicoproteina nel Golgi→ Impacchettamento della glicoproteina in vescicole→di trasporto (nella superficie trans) Trasporto delle glicoproteine alla membrana plasmatica→Rilascio del contenuto delle vescicole all’esterno della cellula.

Vediamo ora di aggiungere alcuni dettagli (??) aggiuntivi che ci fornisce la nostra Dispensa Sgrammaticata:

_Innanzitutto veniamo avvisati che le vescicole che si spostano da una cisterna all’altra e poi ovunque sianoindirizzate sono ricoperte da vari tipi di proteine. (Clatrine COP I e COP II)

_Ci propone una visione più “becera” dei lati CIS e TRANS: Cis è una “porta d’entrata”; Trans una “portad’uscita”. La parte CIS infatti è a contatto

col RER. _Digressione sulle proteine di rivestimento che intervengono nel Golgi: Le proteine di rivestimento delle vescicole che passano dal RE al Golgi e poi al resto della cellula sono di 3 tipi: 1. Clatrine; 2. COP I; 3. COP II [COP=Coat Protein=Proteine di Rivestimento] 1. Clatrine: Regolano il trasporto delle vescicole dalla cisterna TRANS fino alla membrana ed al resto della cellula. 2. COP I: Regolano il trasporto Mediano e Retrogrado: attraverso le cisterne interne del Golgi, permettendo il riciclo delle vescicole. 3. COP II: Regolano il trasporto dal RE al Golgi l'ancoraggio al citoscheletro. _Da notare: Oltre a queste vi sono sistemi di Adaptive Protein che permettono di quel che c'entrano col Descrizioni di zuccheri, zuccheri e zuccheri e Golgi:_ 39La parte più esterna del Golgi, oltre la cisterna Trans è denominata Trans-Golgi Network (Rete del Trans-Golgi), in quanto è proprio in quella zona che avviene lo smistamento delle vescicole. Nel RER le proteine, prima,subiscono un processo di glicosilazione N-linked (ad Asparagine e Lisina si legano oligosaccaridi all'estremità di uno dei 3 rami composti da 14 zuccheri, 2 N-Acetilglicosammine, 3 molecole di Glucosio e rimanenti 9 mannosi) ma una volta giunte grazie al COP II nel CIS-Golgi avviene il distacco delle molecole di Glucosio e di una molecola di Mannosio. Questo processo funge da segnale per l'ingresso della proteina nell'apparato di Golgi. Una volta entrata nell'apparato di Golgi la proteina può subire due tipi di glicosilazione a seconda della funzione per la quale è stata creata. Glicosilazione di: - Oligosaccaridi ricchi in Mannosio: non vi sono altre specie glucidiche coinvolte e generalmente vengono eliminati altri 5 mannosi dalla glicoproteina di partenza lasciandone i rimanenti 3. - Oligosaccaridi complessi: si aggiungono alla catena zuccherina altre specie glucidiche tra cui: altre N-acetilglicosammine, Galattosio e Acido Sialico (o talvolta).

Fucosio).nucleo?]:La parte zuccherina che alla fine rimane fissa è detta core [cuore, è composta da 2 molecole di Glu-N-Ac (N-acetilglucosamina) e 3 molecole di Mannosio._Da notare: Il processo di glicosilazione avviene o no a seconda delle caratteristiche fisiche della proteina sottoposta a processo. Nel caso in cui non lo sia, essa non subisce il passaggio nelle cisterne del Golgi e viene inglobata direttamente nel RER. E inoltre è possibile prevedere il destino di una proteina osservando che zuccheri presenta. Per esempio, se essa possiede più acido sialico, andrà verso la membrana, se invece ha più Glu-N-Ac andrà verso la membrana.in dispensa che] l’aspetto biochimico più interessante riguardo alla[Scrivono glicosilazione è che esistono enzimi,della serie glicosil-transferasi, che sono in grado di agire miratamente su certi residui zuccherini.che prevedono l’aggiunta di zuccheri suNel Golgi inoltre avvengono

Una serie di glicosilazioni O-Linked coinvolge altri amminoacidi, la Treonina e la Serina. Questo tipo di glicosilazione procede legando subito N-acetilglicosammine e poi legando una serie di zuccheri che portano alla formazione dei vari tipi di glicoproteine. Le glicoproteine possono contenere dal 1% al 60% di glucidi, mentre i proteoglicani contengono il 95% di glucidi. Questi ultimi formano delle catene di glicosamminoglicani che sono la parte fondamentale della matrice extracellulare dei tessuti connettivi del nostro organismo.

Le cisterne del Golgi sono organizzate in maniera sequenziale, ed ognuna contiene il suo bagaglio di enzimi coinvolti nella costruzione di glicoproteine e glicolipidi. Ognuna delle cisterne costituisce un elemento diverso di una catena di montaggio e svolge un ruolo specializzato, simile ai bambini che...

nascendo hanno il pre-puzio. Molte proteine vengono sintetizzate come Pre-Pro-Proteine [Uned i pro-zii], dalle quali durante la maturazione viene eliminata la parte "Pre" (Già eliminato nel RE dove è "Pro" (nel Golgi). Credo che queste parti "Pre" esostituito dal Peptide Segnale RE-specifico) e poi la parte "Pro" siano "Sicure" che rendono inattiva o incompleta la proteina di modo che essa venga attivatauna sorta di (Es: L'insulina) Gli enzimi sono coinvolti sono glie possa svolgere la sua funzione solo nel luogo adibito.Endo ed Eso-peptidasi. Le proteine che raggiungono la rete Trans-Golgi hanno in genere 3 destinazioni: (1)Membrana Plasmatica; (2) Lisosomi; (3) Vescicole Secretorie. Infatti se la proteina ha una destinazione diversanon giunge nemmeno in questa zona.

Smistamento delle Vescicole: Il corretto smistamento è essenziale per la corretta funzionalità della cellula. Per questo sonopresentare i peptidi generati dal proteasoma sulla superficie delle cellule. Questi peptidi vengono poi riconosciuti dai linfociti T citotossici, che li legano tramite i loro recettori specifici. Questo processo è fondamentale per il sistema immunitario, in quanto permette di riconoscere e eliminare le cellule infette o le cellule tumorali che espongono peptidi anomali sulla loro superficie. Inoltre, nel citosol avviene anche la degradazione delle proteine mal ripiegate o danneggiate. Queste proteine vengono riconosciute da complessi proteici chiamati chaperonine, che le aiutano a ripiegarsi correttamente o, se il ripiegamento non è possibile, le indirizzano verso il proteasoma per la loro degradazione. Nel caso delle proteine destinate alla degradazione nei lisosomi, queste vengono segnalate da una sequenza di amminoacidi chiamata segnale di localizzazione dei lisosomi (Lysosomal Targeting Signal, LTS). Questa sequenza permette alle proteine di essere riconosciute da specifiche proteine di trasporto che le guidano verso i lisosomi, dove vengono degradate dai lisosomi stessi. In conclusione, la degradazione delle proteine è un processo fondamentale per il corretto funzionamento delle cellule. Grazie alle SNARE Proteins, alle ubiquitine, ai proteasomi e ai lisosomi, le cellule sono in grado di mantenere l'omeostasi proteica, eliminando le proteine danneggiate o non più necessarie.trasportati attraverso il sistema endocitico. Una volta all'interno della cellula, i residui glicosidici possono essere smaltiti attraverso il processo di degradazione intracellulare o possono essere riciclati per la sintesi di nuove glicoproteine.