Tráfico de proteínas y orgánulos
Introducción
La secuencia de localización nuclear (SLN) siempre está en la superficie de la proteína y la dirige al núcleo. El péptido señal siempre estará en el amino terminal y dirige la proteína hacia el retículo endoplasmático (RE) o la mitocondria. Para entrar al núcleo hay restricción en el tamaño de la proteína, la cual debe tener SLN.
Complejos de Importación
- Complejo TOM: Trabaja en conjunto con el complejo TIM. Transloca proteínas a través de la membrana externa mitocondrial.
- Complejo TIM: Transloca proteínas a través de la membrana interna mitocondrial. Existen variantes como TIM22 y TIM23.
- Complejo SAM: Ayuda al plegamiento de proteínas en la membrana externa mitocondrial.
- Complejo OXA: Inserta proteínas en la membrana interna mitocondrial.
Las proteínas que pasan por el RE son solo las que tienen como destino final la mitocondria, Golgi, membrana plasmática u otro orgánulo membranoso.
Glicosilación y Tráfico Vesicular
- Oligosacaril transferasa: Toma azúcares y los pega en proteínas que entran al RE, glicosilando proteínas.
- COP II: Vesículas que transportan proteínas desde el RE a la cara cis del Golgi.
- COP I: Vesículas que transportan proteínas desde el Golgi al RE y del trans-Golgi a la membrana plasmática.
- Clatrina: Vesículas que transportan proteínas del trans-Golgi a lisosomas/endosomas o de la membrana plasmática por endocitosis.
Las quinasas fosforilan y las fosfatasas desfosforilan. Para que las vesículas se fusionen se requiere de proteínas v-SNARE (en la vesícula) y t-SNARE (en el objetivo), que se enrollan y sacan el agua haciendo que las membranas se fusionen.
Estructura del Golgi
- Cara cis del Golgi: Recibe vesículas del RE.
- Cisternas del Golgi: Modificación de glicosilaciones.
- Zona trans del Golgi: Empaquetamiento y envío de proteínas a su destino final.
La N-glicosilación ocurre en el RE con el residuo de asparagina, la O-glicosilación ocurre en el Golgi en el residuo de treonina.
Lisosomas
¿Cuál es el pH del lisosoma y qué contiene?
pH 5 e hidrolasas ácidas. Se encargan de degradar componentes celulares y material extracelular.
Citoesqueleto
Filamentos de Actina
Formados por la proteína actina, dan forma a la célula. La hidrólisis de ATP a ADP proporciona la energía que permite la polimerización de la actina. Los filamentos de actina están polarizados.
Microtúbulos
Cilindros de α y β tubulina que forman un tubo. Las vesículas siempre viajan con ellos. Los microtúbulos están polarizados. Si la β-tubulina está unida a GTP, el microtúbulo crece, pero si se hidroliza de GTP a GDP se acorta por el polo negativo.
Filamentos Intermedios
Formados por proteínas fibrosas como la laminina, no están polarizados y dan forma al núcleo. Su función biológica es formar la lámina nuclear que le da forma al núcleo.
Motores Moleculares
- Miosina II: Contracción muscular. Las cabezas de miosina tienen alta afinidad por la actina. En el sarcómero, la banda oscura está hecha de miosina II, que se desplaza hacia el polo positivo de los filamentos de actina.
- Miosina V: Camina sobre filamentos de actina con gasto de ATP hacia el polo positivo.
- γ-tubulina: Estabiliza el polo negativo de los microtúbulos.
- XMAP215: Favorece la unión de α y β tubulina, por lo tanto, el crecimiento del microtúbulo.
- Quinesinas: Caminan por filamentos de actina. El pie de atrás se une a ATP y el de adelante a ADP. Caminan por el microtúbulo hacia el polo positivo.
Comunicación Celular
- Comunicación por contacto: Las células se comunican a través del contacto directo.
- Comunicación paracrina: Una célula produce la hormona y la otra la capta.
- Comunicación sináptica: Una neurona libera neurotransmisores y otra los captura.
- Comunicación endocrina: Una célula libera una señal que pasa por el torrente sanguíneo y es capturada por la célula diana.
Receptores Celulares
- Receptores acoplados a canales iónicos: Las señales interactúan con el receptor y se abre un canal iónico, transportando iones a través de la membrana.
- Receptores acoplados a proteína G: La proteína G entra y sale 7 veces, activa la proteína G, se produce la hidrólisis de GTP a GDP y se inactiva.
- Receptores tirosina quinasa: El receptor se activa por fosforilaciones solo en residuos de tirosina, genera el fosfatidil inositol trifosfato (IP3).
Función de los segundos mensajeros: amplificar una señal. Ejemplos: cAMP, cGMP, Ca2+, NO, IP3.
Los bastones de la retina contienen el receptor rodopsina, que está acoplado a proteína G.
Mitocondrias
Características Generales
Una célula normal tiene de 100 a 150 mitocondrias. Tienen membrana interna y externa, con cilindros que varían entre 0.5 y 1 μm. Son móviles y de alta plasticidad, están constantemente cambiando de forma. Están asociadas al citoesqueleto celular, que determina su orientación y distribución. Suelen agruparse en lugares privilegiados que requieren una alta cantidad de energía (ATP rápido). Las mitocondrias son dinámicas, tienen la capacidad de unirse o no, pueden fusionarse o fisionarse. Las mitocondrias fusionadas trabajan mejor porque generan más ATP. Las mitocondrias tienen un metabolismo celular muy alto, su membrana interna contiene una significativa cantidad de fosfolípidos dobles denominados cardiolipina, que la hace impermeable.
Estructura Mitocondrial
- Matriz: Espacio interno lleno de enzimas importantes para vías metabólicas.
- Membrana interna: Bastante invaginada (crestas mitocondriales), contiene muchas proteínas relacionadas a la síntesis de ATP.
- Membrana externa: Altamente permeable, se caracteriza por tener proteínas que se relacionan al transporte de sustancias. La principal es la porina, un gran canal que permite el rápido paso de sustancias, principalmente ATP.
Sistema de Transporte Mitocondrial
La proteína porina, asociada al transporte de metabolitos, está ubicada en la membrana externa.
ADN Mitocondrial
La mitocondria tiene ADN propio, con 16000 pares de base y 37 genes. Es de doble hebra circular en humanos. Existen muy pocos segmentos regulatorios (regulan la expresión de genes). Codifica solo el 1% de todas las proteínas que requiere una mitocondria. 24 genes codifican solo para tRNA y rRNA, 11 genes para proteínas importantes para la función de la mitocondria, y los genes restantes codifican proteínas de las cadenas de electrones. Se queda con genes esenciales para su función, en este caso genes asociados a la cadena transportadora de electrones. El código genético universal: el codón UGA codifica para triptófano en la mayoría de las especies, pero en las mitocondrias de levaduras codifica como codón de terminación. En la mitocondria hay un alto tráfico de proteínas (importación de proteínas). Las proteínas mitocondriales son codificadas en el genoma mitocondrial y nuclear.
Importación de Proteínas a la Mitocondria
Las proteínas mitocondriales son sintetizadas en el citoplasma de la célula. Para ser importadas, las proteínas son tomadas por chaperonas. El complejo TOM40 en la membrana externa y el complejo TIM23 en la membrana interna participan en la importación de proteínas.
Metabolismo Mitocondrial
Escenarios metabólicos: ciclo de Krebs, oxidación del acetil-CoA, cadena de transporte de electrones, fosforilación oxidativa, degradación de ácidos grasos. En el citoplasma de la célula ocurre la glucólisis.
Fosforilación Oxidativa
En la matriz se genera una serie de metabolitos (NADH o FADH2), que entregan electrones a la cadena de transporte de electrones (complejos I, II, III y IV). El último complejo acepta los electrones del oxígeno, formando agua. Este proceso genera un gradiente de protones a través de la membrana interna mitocondrial, que es utilizado por la ATP sintasa para producir ATP.
ATP Sintasa
Proteína ubicada en la membrana interna de la mitocondria, consta de varias subunidades. Es la encargada de la síntesis de ATP. La generación de ATP es muy dependiente del transporte de protones a través de la membrana interna mitocondrial.
Núcleo Celular
Histonas
Las histonas que forman el nucleosoma son H2A, H2B, H3 y H4. La histona H1 no es parte del nucleosoma, se une entre dos nucleosomas.
Estructura de un Gen Humano
: region regulatotia, exones(regiones codificantes que tienen la informacion), intrones(espacio entre dos axones, no codifican proteina). DNA siempre se sintetiza en 5´y 3´ siempre crece desde 3´
DNA POLIMERASA I–se equivocan pero tienen un ciclo b (polimerizacion) y el sitio e (edicion), son capaces de corregir sus errores
DNA POLIMERASA III–correctoras de errores, tiene 3 manos corrige en sentido 3´5´
DNA primasa es capaz de sintetizar un primer de RNA
cuales son las enzimas y proteinas que participan en la horquilla de la replicacion del cromosoma? dna topoisomerasa II, dna helicasa, dna polimerasa III, dna primasa, proteinas SSB.
cuales son las enzimas y proteinas que participan en el termino de la replicacion del DNA? RNAsa H1, dna polimerasa I, dna ligasa, dna topoisomerasa IV
tropomodulina:estabiliza extremo negativo del FA. proteina CAP: estabiliza extremo positivo