Lezione 22-23: Traffico Di Membrana

Question 1

Quali sono i 3 modi in cui può avvenire il trasporto nella della cellula?

Answer 1

-traporto attraverso nucleoporine

-traslocazione—-> proteine unfolded vengono trasportate tramite dei trasportatori in organelli cellulari

-trasporto vescicolare—-> per il trasporto delle proteine nella via secretoria tramite vescicole

Question 2

Dimmi 2 cose sulle vescicole

Answer 2

-sono strutture chiuse a singolo strato lipidico ricoperto da un cappotto proteico

-trasportano il cargo (carico) nel lume

Question 3

Cosa permise di fare l’esperimento di pallade?

Answer 3

Permise di scoprire il percorso della via secretoria

Question 4

Spiega in cosa consiste l’esperimento di pallade

Answer 4

George Palade era un ricercatore che studiava il pancreas, in particolare lui studiava la funzione esocrina che si occupa di secernere gli enzimi digestivi e cercò per la prima volta di capire come gli enzimi
digestivi prodotti dalle cellule del pancreas venissero secreti nel dotto pancreatico e poi arrivavano nell’intestino.

Per questo marcò con aa radioattivi le proteine sintetizzate dal pancreas esocrino e seguì il loro percorso fino al all’intestino.

Così scopre che gli enzimi secreti vanno:
-nel RE
-nell’apparato di Golgi
-vescicola secretoria
-esterno della cellula

Question 5

Qual è il percorso delle proteine nella via secretoria?

Answer 5

• Reticolo Endoplasmatico
• Apparato del Golgi
• Vescicola secretoria
• Esterno della cellula

Question 6

Cosa sono la
-via secretoria (o esocitica)
-via endocitica
-via di recupero

Answer 6

-via secretoria (o esocitica)—->da interno a esterno della cellula tramite vescicole

-via endocitica—-> da esterno a interno della cellula tramite endosomi precoci fino a lisosomi

-via di recupero—-> serve per riportare le vescicole esocitotiche all’interno della cellula

Question 7

Da cosa sono rivestite le vescicole? Quali sono le 2 funzioni che ha questo rivestimento>?

Answer 7

Da un “cappotto” proteico che ha due scopi:
-forzare la curvatura del pezzo di membrana utile per formare la vescicola

-selezionare il cargo tramite proteine adattatrici (AP protein)

Question 8

Quali sono i 3 tipi di rivestimenti proteici delle vescicole? E che tipo di trasporto mediano?

Answer 8

-COP I—-> trasporto retrogrado da Golgi a RE

-COP II—-> trasporto anterogrado da RE al Golgi

-CLARITINA—-> Trasporto dalla membrana agli endosomi e dal Golgi agli endosomi.

Question 9

Dimmi 2 cose sulle proteine adattatrici (AP) delle vescicole

Answer 9

—si trovano lungo la membrana della vescicola e legano i recettori del cargo e le proteine che costituiscono il cappotto proteico della vescicola (es.claritina)

-Le proteine adattatrici grazie a segnali di nucleazione (fosfoinositide) riescono a capire che in quel punto una
vescicola si sta formando e aiutano alla vescicola a scegliere il cargo da trasportare

Question 10

Cosa sono i seganli di nucleazione?

Answer 10

Sono segnali che indicano la formazione (nucleazione) della vescicola

Question 11

Dimmi un esempio di segnale di nucleazione

Answer 11

-fosfoinositide—->
Es. PIP (fosfatidilinositolo): e è un lipide presente nelle nostre membrane in una concentrazione abbastanza bassa (meno del 10% dei lipidi di membrana) che però ha una funzione di segnale importante nelle membrane.
Il gruppo inositolo contiene vari gruppi idrossilici che possono essere fosforilati, in particolare quelli in
posizione 3,4 e 5.
A seconda della fosforilazione il segnale riconosce e attiva AP protein diverse.
Quando le proteine adattatrici legano il segnale di nucleazione esse cambiano di conformazione e ciò
permette di legare il recettore per il cargo e iniziare la curvatura della membrana

Question 12

Qual è la struttura della claritina

Answer 12

3 catene pesanti+ 3 catene leggere che formano una struttura chiamata trischelio .
I trischeli si assemblano tra loro a formare canestri alternati che portano alla curvatura della membrana

Question 13

Quali sono le molecole che forniscono energia per la formazione di vescicole?

Answer 13

GTPasi
-nel citosol sono inattive (legate a GDP)
-quando si deve formare la vescicola si attiva una
GEF che le carica col GTP cambiando conformazione vanno ad esporre una coda idrofobica, entrano nella membrana della vescicola dove si sta formando e lì reclutano le varie molecole adattatrici per fare l’assemblaggio.

Question 14

In cosa consiste l’uncoating delle vescicole?

Answer 14

Una volta staccata la vescicola essa è ancora coperta dall’impalcatura che non permetterebbe la fusione con
la membrana del target; quindi una volta che le vescicole vengono gemmate ci sono delle fosfatasi che
rimuovono il segnale di nucleazione e la GTPasi viene attivata da una GEF e idrolizza il GTP andando a
provocare un collasso dell’impalcatura.

Question 15

Qual è la funzione delle proteine
-RAB
-SNARE
Nelle vescicole?

Answer 15

-RAB—->DIREZIONANO le vescicole e mediano il riconoscimento del compartimento
bersaglio in cui rilasciare il cargo (sono piccole GTPasi)

-SNARE—-> mediano la fusione e conseguente CONSEGNA del cargo con il compartimento
target

Question 16

Come avviene il trasporto anterogrado delle vescicole dal RE al GOLGI?

Answer 16

Question 17

Come varia il ph lungo tutto il corso della via secretoria?

Answer 17

Va dal ph neutro (nel RE) e man mano si acidifica sempre di più

Question 18

Come avviene il traporto retrogrado delle vescicole da golgi al RE?

Answer 18

Question 19

Qual è la faccia
-cis
-trans
Del golgi?

Answer 19

-CIS: la faccia che guarda verso il reticolo e verso il nucleo

-TRANS: che guarda verso l’esterno della cellula

Question 20

Dimmi 4 funzioni del golgi

Answer 20

-continua la N-glicosilazione (già iniziata nel RE)
-fa la O-glicosilazione
-solfatazione proteine
-sintesi polisaccaridi

Question 21

Quali proteine subiscono la
-N-glicosilazione
-O-glicosilazione
Nel golgi?

Answer 21

-N-glicosilazione—-> proteine del sangue (si aggiunge acido sialico per ridurre l’attrito tra le proteine e le membrane cellulari)

-O-glicosilazione—-> mucine (presenti nel nucleo (funzione protettiva

Question 22

Come prosegue la N-glicosilazione nel golgi?

Answer 22

Question 23

Quali sono i 3 tipi di cisterne del golgi?

Answer 23

-CGN (cis golgi network)—-> smistamento in entrata

-cisterne mediali

-TGN (trans golgi network)—-> smistamento in uscita (qui avviene glicosilazione!!!)

Question 24

Quali sono i 3 destini che possono avere le proteine che transitano lungo il Goggi?

Answer 24

-vanno ai lisosomi

-vanno direttamente sulla membrana plasmatica

-vanno all’esterno della cellula tramite vescicole secretorie

Question 25

Quali sono i 2 modi in cui avviene l’esocitosi?

Answer 25

-costitutivo—-> vanno direttamente dal Golgi alla superficie della cellula -regolato—-> vengono immesse nelle vescicole di secrezione che rilasciano il cargo solo in determinati momenti (Es. neurotrasmettitori, ormoni)

Question 26

Com’è il ph nel lisosoma?

Answer 26

Molto acido (ph=5)

Question 27

Come agisce il ph nell’ambito dell’affinità ligando-recettore?

Answer 27

I recettori che legano una molecola da trasportare nel reticolo si lega per affinità di Ph più neutro, una volta nel Golgi il Ph più acido permette di staccare il materiale per essere poi riciclato

Question 28

Quali sono gli enzimi presenti nel lisosoma?

Answer 28

Le idrolisi acide (es. nucleari, lipasi, proteasi, glicosilasi che funzionano solo a ph acido)

Question 29

Come avviene il trasporto delle proteine da degradare/ricilare nel lisosoma?

Answer 29

1)l’endosoma precoce trasporta il materiale da degradare/riciclare. In particolare l’endosoma precoce funge da centro di smistamento perchè decide quale materiale deve essere riciclato e portato alla membrana o quale deve essere degradato ed eliminato. 3)l’endosoma precoce diventa un endosoma tardivo (il suo ph diventa più acido) 4)l’endosoma tardivo si fonde col lisosoma e si forma l’endolisosoma 5) il lisosoma attiva le idrolasi acide e avviene la degradazione

Question 30

Quali sono i 2 tipi di proteine che arrivano nel lisosoma’?

Answer 30

-proteine lisosomiali/ killer—-> funzione di degradazione -proteine da degradare

Question 31

Qual è il segnale che contraddistingue le proteine lisosomiali?

Answer 31

MP6 (mannosio 6P)

Question 32

Come si ottiene il mannosio 6P?

Answer 32

1)Nel golgi l’enzima N-acetilglucosammina fosfato transferasi trasferisce la N-acetilglucosammina fosfato Da UDP-N acetilglucosammina a un residuo di mannosio presente sulla proteina 2) successivamente viene tagliata la glucosammina e rimane solo il mannosio 6P 3) il recettore del M6P riconosce la proteina e permette la formazione della vescicola che si dirige all’endosoma 4)l’endosoma va al lisosoma e rilascia la proteina lisosomiali

Question 33

Cosa sono le patologie da accumulo lisosomiale? Che tipo di patologie sono?

Answer 33

-Sono patologie legate all’assenza di enzimi lisosomiali -sono malattie genetiche recessive

Question 34

Che cosa comportano le seguenti patologie da accumulo lisosomiale? -malattia di Hurler e malattia di Hunter -malattia di Fabry -I-cell disease

Answer 34

1)la Malattia di Hurler (Mucopolisaccaridosi I) e Hunter (Mucopolisaccaridosi II) manca enzima per degradare I glicosamminoglicani(polisaccaride) 2)Malattia di Fabry mutazioni nell’ alpha-galattosidasi che causano la sua ritenzione nel reticolo e degradazione 3)I-cell disease (MUCOLIPIDOSI II) manca N-Acetylglucosamine-1-Phosphate Transferase , gli enzimi non riescono ad andare dal Golgi al lisosoma a causa dell’assenza delle proteine che si legano al M6P

Question 35

Cosa avviene quando ci sono problemi durante la degradazione nei lisosomi?

Answer 35

Esocitosi lisosomiale—-> i lisosomi si fondono con la membrana ed espellono il contenuto, ciò avviene in un tipo di cellule, i melanociti che producono melanina, e la portano nei melanosomi che non degradano la melanina ma la buttano fuori.

Question 36

Da dove arriva il materiale da degradare nel lisosoma? Che processo si attiva?

Answer 36

-arriva dall’interno—-> autofagia -arriva dall’esterno—-> endocitosi

Question 37

Dimmi 2 cose sull’autofagia

Answer 37

-avviene quando la cellula è danneggiata, ha bisogno di energia o ha organelli malfunzionanti (tutti tranne il nucleo) -la cellula avvolge il materiale da degradare in una doppia membrana detta autofagosoma. L’autofagosoma si fonde con il lisosoma e gli enzimi digestivi ne degradano il contenuto

Question 38

Dimmi 5 materiali assorbiti dai lisosomi per essere degradati

Answer 38

-colesterolo -nutrienti -recettori di segnale -virus e batteri -componenti della matrice extracellulare

Question 39

Cos’è il ciclo endocitotico-esocitotico?

Answer 39

• Le cellule vivono in equilibrio dinamico: continuamente inseriscono membrana (esocitosi) e ritirano membrana (endocitosi)—-> In una cellula stabile, l’esocitosi (uscita) e l’endocitosi (entrata) sono bilanciate.

Question 40

Dimmi 3 casi in cui l’esocitosi supera l’endocitosi

Answer 40

-sono casi in cui la cellula ha bisogno di aumentare il numero di membrane: 1)citochinesi—-> fase del ciclo cellulare in cui la cellula madre si divide in due, quindi ogni nuova cellula figlia ha bisogno di una sua membrana 2) fagocitosi—->è un tipo di endocitosi in cui la cellula ingloba grandi particelle (es. batteri). Quindi serve nuova membrana per avvolgere il materiale fagocitato. 3)riparo della membrana plasmatica—-> Se la membrana si danneggia la cellula risponde rapidamente fondendo vescicole interne con la membrana per riparare il danno.

Question 42

Quali sono i 2 tipi di endocitosi?

Answer 42

-generalizzata (pinocitosi)—-> *non è selettiva *avviene tramite vescicole di claritina -specifica—-> *è selettiva (le cellula sceglie il materiale da nglobare) *è mediata da recettori che si legano al ligando e attivano la formazione di vescicole di claritina

Question 43

Di solito i recettori vengono riciclati o degradati totalmente dai lisosomi?

Answer 43

Vengono riciclati (eccezione: EFG, ossia Epidermal grow factor. È un fattore di crescita che potrebbe provocare crescita incontrollata e favorire lo sviluppo di tumori. Per questo viene marcato tramite ubiquitinazione per essere degradato dai lisosomi)

Question 44

Come avviene l’endocitosi del colesterolo LDL?

Answer 44

1. Il recettore lega l’LDL. 2. Si forma una vescicola di clatrina che entra nella cellula. 3. La vesicola si fonde con l’endosoma precoce. 4. L’endosoma inizia a diventare più acido → il pH basso fa staccare l’LDL dal recettore. 5. Il recettore viene riciclato (ritorna alla membrana tramite i tubuli stretti perchè questo recettore verrà riutilizzato per importare altro colesterolo) 6. L’LDL resta nell’endosoma che matura → endosoma tardivo → lisosoma, dove l’LDL viene degradata e il colesterolo liberato.

Question 46

Qual è la differenza strutturale tra -endosoma precoce -endosoma tardivo?

Answer 46

-endosoma precoce—-> *Una zona centrale dove si accumulano vescicole intraluminali (piccole vescicole dentro l’endosoma). *Dei tubuli stretti esterni che restituiscono i recettori alla membrana o li inviano a un endosoma di riciclo. -endosoma tardivo—-> *perde i tubuli stretti esterni e si riempie di vescicole interne *si acidifica il ph

Question 47

Quali sono i 2 modi in cui possono essere riciclati i recettori?

Answer 47

-Alcuni recettori vengono subito riciclati alla membrana. -Altri vengono conservati in endosomi di riciclo (es. recettori per il glucosio – GLUT4). Esempio: quando arriva insulina → i recettori vengono trasportati in superficie.

Question 48

Come viene trasportato il Fe -nel sangue -nella cellula

Answer 48

-nel sangue legato alla transferrina -nella cellula legato alla ferritina

Question 49

Come avviene l’endocitosi del ferro?

Answer 49

1) quando una cellula ha bisogno di Fe essa espone i recettori per la transferrina 2)il complesso transferrina-Fe3+ si lega al recettore 3)avviene endocitosi mediata da recettore—-> si forma una vescicola che entra nella cellula 4)la vescicola si fonde con l’endosoma che si acidifica e il ferro passa da +3 a +2 5)Fe2+ si stacca dalla transferrina e arriva nel citosol senza passare per il lisosoma (si lega direttamente alla ferritina). Invece il recettore per la transferrina e la transferrina stessa ritornando alla membrana per essere riutilizzati

Question 50

Cos’è la transcitosi

Answer 50

La transcitosi è un meccanismo in cui una sostanza entra da un lato della cellula e viene trasportata direttamente all’altro lato, senza essere degradata.

Question 51

Fammi un esempio di transcitosi

Answer 51

-anticorpi nel latte materno—-> I neonati non producono ancora anticorpi, ma li ricevono dalla madre attraverso il latte. In particolare L’epitelio intestinale del neonato ha recettori per gli anticorpi sul lato apicale, per questo: 1)gli anticorpi materni entrano tramite il lato apicale delle cellule dell’intestino tramite endocitosi mediata da recettore (infatti qui il ph è acido) 2) gli anticorpi passano al lato basale della cellula (quello vicino al sangue) senza passare per i lisosomi 3) gli anticorpi vanno nel sangue perchè nel lato basale delle cellule il ph è neutro

Question 52

Da quali proteine sono rivestite le proteine per la transcitosi?

Answer 52

Caveoline

Question 53

Cos’è la macropinocitosi?

Answer 53

È una pinocitosi potenziata (la cellula beve fino a 10 volte di più il liquido extracellulare). Serve quando le cellule devono proliferare velocemente

Question 54

Come fa la cellula a capire quali cellule fagocitare?

Answer 54

Tramite il EAT ME siganls

Question 55

Fammi 3 esempi di EAT ME signal

Answer 55

Question 56

Fammi un esempio di secrezione/esocitosi regolata

Answer 56

Neurotrasmettitori

Question 57

Cos’è la sequenza KADEL?

Answer 57

Sequenza che serve alla cellula per riconoscere quelle proteine SOLUBILI che dal golgi devono ritornare al RE