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CAPÍTULO 13: tráfico vesicular intracelular.


Las células procariotas se comunican con el exterior a través de su membrana plasmática; y las eucariotas a través de un sistema de múltiples membranas internas y la membrana externa que utilizan dos vías: la vía endocítica que controla la liberación al exterior de proteínas, lípidos y carbohidratos de síntesis, y la vía biosintética-secretora,que modifica a las moléculas sintetizadas, las almacena y las libera cuando son necesarias, por un proceso de exocitosis. Los productos de dichas vías, la carga, es transportada en vesículas de transporte y van de un orgánulo a otro, ya que el lumen de cada uno es topológicamente equivalente; fusionándose una membrana con otra para la liberación de la carga. El flujo está regulado, existiendomecanismos de recuperación que implican un flujo retrógrado.

MECANISMOS MOLECULARES DE TRANSPORTE.

La fusión de las vesículas está dirigida por marcadores moleculares que se encuentran en la cara citosólica del orgánulo. Las vesículas que son liberadas son vesículas revestidas, ya que poseen una cubierta de proteínas que va a ser reconocida por la membrana aceptora y que se libera antes de quese fusionen ambas membranas. Esta cubierta tiene dos funciones: seleccionar las proteínas adecuadas para el transporte y darle forma a las vesículas. Hay tres tipos de cubiertas que participan en distintas etapas del transporte: revestidas de clatrina, revestidas de COPI y revestidas de COPII.
Las vesículas revestidas de clatrina, proteína formada por tres cadenas polipeptídicas grandes y trespequeñas que forman brazos denominados trisquelión, que al superponerse proporcionan fuerza mecánica y flexibilidad. Además contienen un complejo proteico llamado adaptina que se utiliza para unir la cubierta a la membrana y para unir proteínas transmembrana, como son los receptores de transporte que unen en el interior la carga. La energía de ensamblaje de adaptinas y unidades de clatrina danlugar a las depresiones de la cara citosólica. Para que la vesícula cubierta sea liberada interviene una GTPasa, la dinamina, que en coordinación con otras proteínas del cuello de la vesícula van deformar la membrana, o por distorsión y/o por cambios en la composición de lípidos. En el momento que la vesícula se libera, la cubierta se desensambla por acción de la chaperona hsp70 que utiliza lahidrólisis del ATP. Esta ATPasa está activada por la proteína auxilina, que se encuentra en la vesícula.
Las vesículas revestidas de COPII se forman en el RE formada por cuatro subunidades proteicas, y las vesículas revestidas de COPI se forman en compartimentos anteriores al Golgi y en sus cisternas, y tienen seis subunidades proteicas.
El transporte de vesicular involucra a las vesículas de clatrinay COPI, y un grupo de proteínas de unión a GTP: los factores intercambiadores de nucleótidos de guanina, GEF, que activan las proteínas al catalizar el intercambio de GDP a GTP; y las proteínas activadoras de la actividad de GTPasa, GAP, que inactivan las proteínas activando la hidrólisis del GTP unido a GDP. El ensamblaje está regulado, y son las GTPasas de reclutamiento (monoméricas) lasencargadas; las proteínas ARF para las cubiertas de clatrina y COPI en el Golgi y la proteína Sar1 para la COPII en el RE; este reclutamiento puede activar a la fosfolipasa D, la cual convierte fosfolípidos en ácido fosfatídico, haciendo que la unión sea más fuerte. En el caso de la COPII, una proteína GEF unida a la membrana del RE se une a la proteína Sar1 citosólica que se encontraba inactiva,haciendo que libere el GDP y se una a GTP; al unirse, Sar1 libera un cola hidrofóbica que es insertada en la membrana del RE y comienza así la vesiculación. En todos los casos la vesícula se formará completamente cuando la velocidad de vesiculación sea mayor que la desensamblaje.
El direccionamiento es específico y está regulado por dos proteínas: unas GTPasas de direccionamiento, Rab, y que...