💫 Transporte Vesicular 💫


Funciones del transporte vesicular

La función principal de este proceso es el transporte de materiales entre compartimientos por vesículas que se desprenden de membranas donadoras y junto con las membranas receptoras.

Estas vesículas tienen una cubierta proteínica (formada por dos capas: una jaula externa y una capa interna de adaptadores) que tiene dos funciones principales:

1)    Actuar como dispositivo mecánico que hace que la membrana se curve y forme una vesícula.

2)    Proporcionar un mecanismo para seleccionar los componentes que trasportará la vesícula (Proteínas secretoras, lisosómicas y de membrana. Tienen una estructura específica para dirigir y conectar la vesícula con la membrana receptora correcta.)

Tipos de vesículas cubiertas:

Vesículas cubiertas con COP II: Desplazan materiales del ER hacia el ERGIC y al aparato de Golgi.

Las proteínas seleccionadas por las vesículas cubiertas con COP II incluyen enzimas que actúan en etapas avanzadas de la vía biosintética, proteínas de membrana participantes en el acoplamiento y fusión de la vesícula con el compartimiento blanco, y proteínas de membrana que pueden unirse con cargamento soluble.

Sar1 (proteína G): Reclutada a la membrana del ER. Regula el inicio de la formación de la vesícula y regula el ensamble de la cubierta de la vesícula.  Sar1 es reclutada en la membrana del RE en la forma unida a GDP y es inducida a cambiar su GDP por un GTP. Al unirse a GTP, Sar1 va a sufrir un cambio conformacional que hace que la hélice α en su externo N terminal se inserte a la hoja citosólica de la bicapa del RE. Esta inserción dobla la bicapa lipídica. Sar1- GTP atrae dos polipéptidos adicionales de la cubierta COP II: Sec23 y Sec24, estos se unen como un dímero. Ejercen presión adicional sobre la membrana, lo que le ayuda a doblarse más. Sec24 es una proteína adaptadora, interactúa con proteínas de membrana destinadas a trasladarse al aparato de Golgi. Subunidades restantes de la cubierta COP II se unen con la membrana para formar la jaula estructural externa: Sec13 y Sec31. Una vez ensamblada toda la cubierta COPII, la vesícula se separa de la membrana del ER. La cubierta proteínica debe desensamblarse para que la vesícula pueda fusionarse, este desacoplamiento se inicia con la hidrolisis del GTP, lo que produce Sar1- GDP.

Vesículas cubiertas con COP I: Mueven materiales en sentido retrógrado desde el ERGIC y Golgi, hacia el ER, y desde las cisternas Golgi de trans a cis.

ARF1 (Proteína G): Las vesículas cubiertas con COP I median el transporte retrógrado de proteínas, y el movimiento de enzimas residentes en el aparato de Golgi en dirección trans a cis y enzimas residentes del ER del ERGIC y el aparato de Golgi de regreso al ER.

Vesículas cubiertas con clatrina: Mueven materiales de la TGN a los endosomas, lisosomas y vacuolas, y de la membrana plasmática a los compartimientos citoplásmicos a lo largo de la vía endocítica.

Conservación y recuperación de las proteínas residentes del ER: Las proteínas que residen en el ER cuentan con una “señal de recuperación” (KDEL), esto asegura su regreso al ER en caso de que se trasladen por accidente hacia el ERGIC o al aparato de Golgi. Este proceso se realiza mediante receptores (receptores KDEL) que capturan las moléculas y las regresan al ER en vesículas cubiertas con COP I.

Ordenamiento de proteínas en la red trans de Golgi (TGN): La red trans de Golgi funciona como una instancia clasificadora y dirige las proteínas hacia diversos destinos. La vía más conocida es la que lleva enzimas lisosómicas.

Ordenamiento y transporte de enzimas lisosómicas: Las proteínas lisosómicas se sintetizan en ribosomas unidos con la membrana en el ER y se transportan al aparato de Golgi junto con otras proteínas. En el aparato de Golgi, se cataliza la adición de un grupo fosfato a los azúcares manosa de las enzimas lisosómicas (esta es su señal de clasificación). Los receptores para manosa 6- fosfato (MPR)  de la TGN reconocen y capturan a las enzimas lisosómicas que llevan la señal manosa 6 -fosfato. Las enzimas lisosómicas se transportan desde la TGN en vesículas cubiertas con clatrina.  Las proteínas adaptadoras en las vesículas de clatrina que transportan enzimas lisosómicas son las GCA, estas moléculas tienen varios dominios, cada uno capaz de sujetar una proteína diferente que participa en la formación vesículas (extremo exterior /superficie interna del adaptador). El resultado de esto es la concentración de vesículas cubiertas con clatrina.

La producción de vesículas cubiertas con clatrina en el TGN inicia con el reclutamiento de una proteína G (Arf1). Cuando se desprende la vesícula de la TGN, la cubierta de clatrina se  pierde y la vesícula avanza a su destino: endosoma temprano o endosoma tardío. Los MPR se separan de las enzimas lisosómicas y regresan a la TGN para repetir el proceso

Separación y transporte de proteínas no lisosómicas: Los portadores membranosos de estas proteínas se producen cuando la TGN se fragmenta en vesículas y túbulos de diversos tamaños. Las proteínas que se descargan mediante secreción regulada se retienen en gránulos secretores que se desprenden de las cisternas trans de Golgi y de la TGN.

Direccionamiento de las vesículas: La fusión de las vesículas requiere de interacciones específicas entre membranas diferentes. Una vesícula contiene proteínas específicas  en asociación con su membrana que regulan los movimientos y la fusión de esa vesícula.