Vía Endocítica Flashcards
Qué es la endocitosis
proceso por el cual la célula incorpora macromoléculas, partículas e incluso
otras células por medio del transporte de vesículas
Qué ocurre a través del mecanismo de endocitosis
las células se relacionan con su entorno y se regula la composición de lípidos y proteínas de la membrana plasmática y de los endosomas;
Por qué la endocitosis es un proceso fundmental
para la fisiología celular y la mantención de la homeostasis
Tipos de endocitosis
fagocitosis
, pinocitosis y
endocitosis mediada por receptor
Qué es la fagocitosis y cómo funciona
Incorporación de células procariontes, eucariontes, virus, y partículas inorgánicas, entre otros.
La
membrana plasmática (junto con el citoplasma adyacente), emite prolongaciones (pseudópodos) que
rodean el componente a fagocitar.
En qué se sustenta la emisión de psudópodos
polimerización de microfilamentos de actina y su asociación con proteínas específicas.
Una vez rodeado el material a fagocitar en fagocitosis, se forma…
vesícula denominada heterofagocitica (fagosoma),
de tamaño variable y dependiente del componente fagocitado que al fusionarse posteriormente con
vesículas lisosomales llevará a la degradación del contenido.
Usos de la fagocitosis
- Los protozoos usan la fagocitosis para alimentarse, incorporan grandes partículas, las llevan a
degradación en los lisosomas y los productos pasan al citosol para ser nuevamente utilizados en su
metabolismo - En mamíferos, las células inmunes macrófagos y neutrófilos emplean la fagocitosis como defensa
contra patógenos o para degradar células apoptóticas
Qué es la pinocitosis y en qué células ocurre
Captación de fluidos (cell drinking) y solutos pequeños.
ocurre permanentemente en todo tipo de células.
Qué ocurre en la pinocitosis
Se invagina la membrana plasmática y se forman vesículas pequeñas de aproximadamente 100 nm de
diámetro las cuales se fusionan con endosomas tempranos, tardíos y finalmente con lisosomas que
degradan su contenido.
Pinocitosis puede ser mediada por
por receptores localizados en la membrana plasmática en
regiones llamadas “coated pit” (invaginaciones cubiertas).
La cubierta puede ser de:
clatrina, caveolinas o
de otras proteínas
las vesículas para fusionarse con el endosoma
temprano deben primero perder las proteínas de cubierta.
Tipos de pinocitosis
Macropinocitosis y micropinocitosis.
Qué es la endocitosis mediada por receptores
Es un mecanismo de incorporación de moléculas específicas
reconocidas por receptores de la membrana plasmática.
Cómo funciona la endocitosis mediada por receptores
- Los componentes a ser endocitados (ligandos) se unen a los receptores localizados en la membrana
plasmática en regiones particulares llamadas invaginación cubiertas (coated pit). - Por su especificidad, la célula puede incorporar de forma muy eficiente moléculas o partículas que
presentan una concentración extracelular baja.
Quiénes usan Endocitosis mediada por receptores
- Células de mamíferos usan este método para endocitar hierro y macromoléculas como el colesterol
Qué ocurre en endocitosis mediada por receptores
En este caso, también se produce una invaginación de la membrana plasmática.
Luego, la dinamina es una
GTPasa (enzima que une GTP) que se encarga de “cortar” el cuello de la invaginación con la consiguiente
formación de una vesícula cubierta,
que luego pierde la cubierta y se fusiona con el endosoma temprano.
Las vesículas que ingresan a la célula se fusionan con
un endosoma temprano (Distintas vesículas que se fusionan con un endosoma temprano)
¿qué ocurre con el componente endocitado unido al receptor?
Ambos se separan por efecto de un
cambio de pH
Una baja en el pH endosomal
Una baja en el pH endosomal hace que los receptores liberen su contenido y sigan una de las
siguientes tres rutas:
- Reciclaje: Regreso del receptor a la membrana plasmática.
- Transcitosis: Endocitosis en un polo de la célula, tránsito por el citoplasma y exocitosis en el polo
opuesto. - Degradación: Vía lisosomal.
Desde el endosoma temprano, pueden liberarse….
vesículas de reciclaje que regresan los receptores
a la membrana plasmática o
vesículas que se fusionan con endosomas tardíos
En algunos tipos celulares, los endosomas
tardíos pueden corresponder a
“cuerpos
multivesiculares”,
formados por la invaginación
y gemación de su membrana dentro del lumen del compartimento formando vesículas
intraluminales
Qué ocurre en la transcitosis
Una molécula ingresa desde una vesícula al endosoma temprano desde un dominio de la
membrana plasmática particular (dominio apical, por ejemplo), atravesando la célula hasta llegar a otro dominio de membrana (basal, por ejemplo)
Ejemplos de transcitosis
Paso de inmunoglobulinas (anticuerpos) de la leche materna ingerida por un
neonato, la que ingresa por el dominio apical de una célula epitelial intestinal formando una vesícula que
posteriormente se fusiona con el endosoma temprano.
Mediante trancitosis, vesículas provenientes del
endosoma temprano se fusionan con…
el endosoma de reciclaje del cual a su vez se liberan vesículas que
se fusionan con el dominio basolateral de la célula intestinal, alcanzando posteriormente el tejido
conectivo y vasos sanguíneos del neonato
Ejemplos de endocitosis
- Melanocitos
- Lipoproteína de baja densidad (Low density lipoprotein-LDL)
- Transferrina
Los melanocitos son células especializadas en
la producción de melanina, el principal pigmento
responsable de la coloración de la piel, los ojos y el pelo.
Dónde se encuentran los melanocitos
en la piel donde son críticos en la
respuesta a los rayos UV,
protegiendo a las células de la piel de un potencial daño al DNA,
uno de los
mayores factores de riesgo para el cáncer de piel,
entre ellos el melanoma.
Los melanocitos sintetizan y exocitan
melanina, la que es endocitada por los queratinocitos de la
piel cercanos
Qué hace la melanina
capta fotones de alta energía (luz solar), impidiendo el daño
a macromoléculas como el DNA de las células de la piel.
Un único melanocito provee de melanina a
aproximadamente
30 queratinocitos.
Las lipoproteínas son…
complejos macromoleculares (que reciben el nombre de partículas) que se organizan como una monocapa de fosfolípidos que forma una esfera y tiene interacciones hidrofóbicas
con proteínas (apolipoproteínas o apoproteínas) y colesterol;
lipoproteína cada esfera tiene…
centro apolar, con
moléculas de triglicéridos y ésteres de colesterol.
Dependiendo de su composición, estos complejos varían en su densidad, hay de alta densidad (HDL), baja densidad (LDL) y muy baja densidad (VLDL).
La partícula LDL transportan…
moléculas colesterol desde el plasma sanguíneo a todas las células del organismo.
La endocitosis de las partículas LDL esta mediada por
receptores de LDL localizados en la membrana
plasmática de las células en “coated pits” que contienen clatrina como proteína de cubierta
Por
el lado citosólico los receptores de LDL se asocian
una proteína llamada adaptina AP2 y AP2 que también
se asocian a clatrina.
AP2 reconoce en el dominio citoplasmático del receptor 4 aminoácidos específicos; y qué pasa si hay una mutación de ellos
si se produce una mutación en esta secuencia, AP2 no se une a ellos, se altera la endocitosis y se producen
alteraciones como por ejemplo la hipercolesterolemia familiar.
Dado que esta mutación impide la
endocitosis, las partículas LDL…
se acumulan en la pared de los vasos sanguíneos
y terminan depositándose
y formando placas de ateromas,
que estrechan la luz del vaso y se puede generar bloqueo del flujo
sanguíneo llegando a provocar infartos.
El fierro es fundamental para
la formación de hemoglobina, mioglobina y citocromos,
debido a su
gran capacidad de ganar y perder electrones
El fierro (Fe+3) se transporta en la sangre unido a
la proteína
plasmática transferrina (Tf)
la proteína
plasmática transferrina (Tf) es reconocida por
un receptor (TfR) presente en la membrana plasmática de los precursores de eritrocitos y otros tipos celulares, induciendo su endocitosis
. La vesícula
endocítica que se forma (con Fierro) se fusiona con
el endosoma temprano y luego tardío cuyo lumen tiene pH ácido
(pH 5,5).
Qué induce la baja de PH en el endosoma tardío
la liberación del Fe+3 desde la transferrina, denominándose ahora como apotransferrina.
Apotransferrina se mantiene unida a…
al receptor TfR y ambos son reciclados mediante vesículas hacia
la membrana plasmática.
Qué permite el pH 7,2 del medio extracelular
que la apotransferrina se libere de su
receptor y regrese al plasma sanguíneo para unir más Fe+3
ferroiductasa dónde se ubica y qué hace
en el endosoma
- (codificada por el gen STEAP3) que reduce
al Fe+3 a Fe+2 y de ahí a través de transportadores de fe+2 presente en su membrana se transporta el
fierro al citosol
Qué son los lisosomas
organelos endomembranosos que co
tienen enzimas hidrolíticas que llevan a
cabo la degradación intracelular controlada de
moléculas provenientes del extracelular
(internalizadas mediante endocitosis),
así como de macromoléculas y organelos intracelulares que ya han
cumplido con su vida útil (
Qué contienen los lisosomas
cerca de 40 tipos de enzimas hidrolíticas
capaces de degradar
proteínas,
ácidos nucleicos,
oligosacáridos
y fosfolípidos.
cuyo punto óptimo de actividad en
condiciones de pH ácido (pH ~ 5 al interior de lisosoma)
Las enzimas hidrolíticas de los lisosomas provienen de
la vía RER-Golgi desde donde se dirigen en vesículas hacia el endosoma tardío (también llamado como endolisosoma).
Desde endosoma tardío,…
se liberan vesículas conteniendo en su interior tanto
-enzimas hidrolíticas
-moléculas que deben ser degradadas y forman el lisosoma activo o maduro
Previamente, en las cisterna cis-Golgi, estas
enzimas reciben…
una marca molecular que consiste en la fosforilación de una de sus manosas (manosa6-
fosfato o M-6_P) que permite su direccionamiento con destino final a los lisosomas.
En el retículo trans
Golgi, las enzimas son reconocidas por ….
receptor de M-6-P, desde donde se generan las vesículas pre-lisosomales hacia el endosoma tardío con las enzimas lisosomales aun en estado inactivo.
¿Cómo se explica que la membrana lisosomal no sea hidrolizada por las enzimas activas a pH = 5?
En la membrana lisosomal existen bombas que internalizan protones hacia el lumen del lisosoma y de
esta manera se logra un pH 5,0, con lo cual las enzimas lisosomales quedan activas.
➔ Múltiples glicoesfingolípidos recubren la membrana lisosomal interna, impidiendo que sea
digerida por las enzimas lisosomales.
➔ Adicionalmente, las proteínas glicosiladas protegen la membrana de los lisosomas contra las
hidrolasas.
En la célula hay dos vías clave de degradación de proteínas celulares para asegurar proteostasis
(proceso que regula el balance adecuado de proteínas dentro de la célula):
el sistema
ubiquitina/proteosoma (UPS)
y la autofagia.
Qué se degrada en la autofagia
componentes celulares: macromoléculas,
agregados de proteínas e
incluso organelos completos
Tipos de autofagia
macroautofagia,
microautofagia
y autofagia
mediada por chaperonas.
Tanto en la macroautofagia como en la microautofagia….
se fagocitan
inespecíficamente componentes citosólicos
; la autofagia mediada por chaperonas, por el contrario,…
es bastante específica, pues depende de la presencia de unas secuencias pentapeptídicas especificas que
deben estar presente en los sustratos que serán autofagocitados.
La macroautofagia se inicia con y qué pasa posteriormente con el autofagosoma
el material citoplasmático que comienza a ser rodeado por una
doble membrana que va creciendo y formando un autofagosoma.
El autofagosoma posteriormente se
fusiona con lisosomas formando autolisosoma con lo que las hidrolasas presentes en ellos degradan el
contenido
Qué pasa en la microautofagia
el contenido citoplásmico es introducido al lisosoma a
través de invaginaciones que se producen en la membrana de dicho organelo.
Una vez introducidas en el
lisosoma, las vesículas producidas por estas invaginaciones flotan libremente en el lumen hasta que son lisadas y su contenido es liberado y degradado por enzimas específicas
La autofagia mediada por chaperonas requiere
el reconocimiento de proteínas exponiendo el
motivo KFERQ por la chaperona HSC70 , la cual dirige a estas proteínas hacia la superficie de los lisosomas
desde donde ingresan vía LAMP2A
La proteína mTOR, del inglés “mammalian Target of Rapamycin”, es una
quinasa evolutivamente
muy conservada y ampliamente conocida por
integrar una gran cantidad de estímulos
que influyen en la actividad de rutas metabólicas
relacionadas con el crecimiento celular.
mTORC1 es activado por
factores
de crecimiento,
nutrientes y
el estado energético celular
Así, el
adecuado funcionamiento de este sistema permite, en condiciones de falta de nutrientes,
la degradación
y reciclaje de macromoléculas
desde proteínas defectuosas y organelos dañados,
proporcionando así
nutrientes reciclados a la célula
Qué pasa en estados ricos en nutrientes y qué ocurre en condiciones contarias
la quinasa
mTOR inhibe la autofagia, fosforilando a la quinasa ULK1, lo que previene la formación del autofagosoma.
En condiciones contrarias, la falta de nutrientes y energía (ATP) es censada por la proteína quinasa AMPK que fosforila e inhibe a mTOR y en consecuencia gatilla la autofagia .
