Seminario 7 Mecanismos de distribución de macromoléculas y membranas - Tomas Falzone

Hola, ¿qué tal? ¿Cómo andan? Eh, bienvenidos al seminario siete. Eh, hoy va es una continuación del seminario de la vez anterior, el seminario seis. Eh, vamos a estar viendo mecanismos de distribución que van a principalmente sostenerse sobre el cito esqueleto, muchos de ellos. eh y vamos a ver cómo las macromoléculas son dirigidas a diferentes eh lugares y también al final vamos a estar hablando un poco de Vesículas extracelulares. E la orientación de este seminario es desde el punto de vista de la molécula eh y su señal y cómo las señales que van apareciendo a medida

que se van generando las diferentes proteínas en la célula están asociadas con un direccionamiento intracelular y los posibles defectos que pueden aparecer en condiciones patológicas. E los objetivos básicos va a ser eh describir los componentes de la célula En la membrana y cómo están localizados, las vías de síntesis de proteína y cómo se distribuyen a diferentes regiones, las señales que las dirigen y eh comprender cómo las vesículas pueden estar dirigidas para diferentes orientaciones o lugares y acopladas a procesos de maduración. transporte, degradación y secreción y relacionar en la última parte estos conceptos con posibles defectos

que pueden estar eh siendo funcionales en la Célula. E acá tenemos una microscopía electrónica y en ella podemos ver la complejidad del eh de la organización de diferentes estructuras en eh la célula. Podemos ver eh estructuras membranosas ordenadas como retículo endoplasmático rugoso si tiene ricos asociados, retículo endoplasmático liso si no estuviera, eh estructuras de eh vesículas y organelas pueden haber eh diferentes eh eh estructuras eh como las Mitocondrias. Entonces entendemos que dentro de la célula tenemos un sistema complejo de membranas que permiten la distribución de diferentes eh proteínas a lo largo del sistema. Este sistema

de membranas está principalmente compuesto por la envoltura nuclear con sus poros y eh la doble membrana que está eh envolviendo el material nuclear o el material genómico y que sabemos que por la el seminario anterior que tiene una Una estructura de eh de filamentos intermedios que son las láminas nucleares eh a partir de la orientación hacia un eh una región del núcleo podemos encontrar la estructura del rectíulo endoplasmático, ya sea rugoso o liso. Eh, a partir de él podemos encontrar el aparato de Golgi, las estructuras eh de membrana de los endosomas, los lisosomas y vesículas

de transporte. Y además tenemos las mitocondrias como organelas dentro de Este sistema. hablamos que eh en la clase pasada que estos componentes están orientados y organizados de una manera de darle polaridad a la célula y podemos entender como en una célula epitelial tenemos distribuciones de vesículas y organelas eh estructuradas de una manera determinada para poder favorecer el transporte y el pasaje de los diferentes eh componentes en la célula a medida que se van eh produciendo y Madurando. Entonces, lo más importante que tenemos que entender es la estructura de cada compartimento, relación que existe entre cada

uno de estos compartimento. Vamos a entender cómo de retícula se puede pasar a Golchi y volver a retículo. Y cómo se estarían estructuradas en la codificación de la proteína las señales que nos llevan a distintos compartimentos. Entonces, ¿cuáles son esas señales? Es muy importante entenderlo para poder saber Cómo una proteína puede ser dirigida a distintos lugares. Tenemos que eh a partir de un ARN mensajero maduro que va a codificar para una proteína, la síntesis eh o la traducción de esta eh proteína a partir del ARN mensajero se inicia en todas en rimbosomas libres. Según las

señales que empiecen a aparecer en esta proteína naciente, vamos a encontrar que existen distintos direccionamientos. Un direccionamiento Posible es hacia el retículo endopanmático rugoso o eh otro direccionamiento posible es eh la síntesis o permanecer la síntesis en ribosomas libres en el citos. Esto va a depender del direccionamiento de la proteína y su señal y a dónde debe ser dirigida. proteínas de membrana, proteínas de secreción, proteínas que van a estar dentro de los lisosomas o algunos peroxisomas, eh pueden tener señales que Dirigen específicamente al retículo endoplasmático rugoso y eh entonces vamos a entrar en un sistema

de síntesis de esta proteína dentro del compartimientos de membrana. Si estamos hablando de una proteína que va a permanecer en el citosol, proteínas que pueden entrar a la mitocondria a partir de eh de la traslocación eh de las membranas de las mitocondriales o proteínas del cito esqueleto o proteínas que tienen funciones en el sitio sol, Van a permanecer con señales que le permitan ser traducidas en ribasomas libres y dejar la proteín en el cosito sol. Esto es muy importante entenderlo y es muy importante de comprender cuáles son estas señales. Entonces, eh suponiendo que entendemos ahora

la estructura de la envoltura nuclear, sabemos que el núcleo tiene una eh característica eh diferenciada eh que lo eh Permite seccionar o separar el componente genético del citoplasma. Esta es eh lo que distingue una célula alcariota de una célula propicariota. esta doble membrana que delimita el componente genético y permite la separación o la regulación de la expresión génica de componentes que ocurren dentro del núcleo y componentes que ocurren fuera de él. Los ARNs eh en eucariotas sufren un proceso de maduración primero en el núcleo antes de Ser transportados al citosol para su traducción y eso

permite un un doble control, un control sobre eh los mensajeros que tienen que estar bien procesados para no ser degrados en el citosol y un control sobre la temporalidad en la cual se produce la regulación. Entonces, la envoltura nuclear va a limitar el acceso de los factores de transcripción al citosol. Sabemos que para poder ingresar proteínas eh que han sido producidas en El citosol a la a estructura nuclear o al núcleo, deben pasar a través de estas estructuras de poro nuclear que están enterradas entre las dos membranas del eh de la de la separación del

eh nuclear y eh tienen un mecanismo de regulación específico para ser transportadas. Acá tenemos una micro eh copía electrónica de barrido eh luego de una criofractura donde se puede ver claramente la estructura de doble membrana y la estructura de los poros nucleares cómo Se encuentra organizada dentro y fuera del núcleo que puede verse de esta manera y ver cómo eh se establecen los poros nucleares. Es muy importante entender que una proteína que puede funcionar como factor de transcripción, que es producida en el citosol o proteínas nucleares que tienen que salir al citoplasma deben hacerlo a

través de este poro nuclear. Y este puo nuclear es una estructura bastante significativa con un complejo sistema de regulación Con unos filamentos por el lado eh citoplasmático y una estructura de canasta por el lado eh e nuclear asociado a la doble membrana y a como podemos ver acá las láminas que mantienen la estructura del núcleo y el la estructura genómica que interactuando. Entonces una proteína que tiene que entrar al núcleo debe tener una señal de incorporación. una proteína que tiene que salir del núcleo tiene que tener una señal de Exportación. Este poro está compuesto por

nucleoporinas y podemos verlo acá en microscopía electrónica como se ven las estructuras de canasta y de filamentos. Nuevamente la cara citosólica de el poronuclear, la cara eh intranuclear con los filamentos eh de las láminas nucleares y podemos ver la estructura de canasta eh eh interna. Entonces, si una proteína tiene que citosólica tiene que entrar al núcleo, una proteína nuclear tiene que salir del Núcleo, debe tener cierta señal que puede ser reconocida. Esta señal puede estar en su estructura eh desnaturalizada, que puede ser expuesta en algún momento eh según la regulación para que pueda ser reconocida.

o puede ser estructuras que se ven luego que la proteína adquiere una forma tridimensional, sea de una manera o la otra, existe una señal que le permite a la célula poder ser dirigida a diferentes Regiones. Entonces esta sería una de las señales que tenemos que entender que se llama señal de localización nuclear. Y existen eh específicamente señales de codificación en la estructura proteica que le permiten según la estructura prolina, prolina, licina, licina, licina, argilina, licina, balina, ser una señal de importación o una señal, en este caso teniendo leusinas eh repetidas y isoleucina de exportación eh

para Fuera del núcleo. Estas señales tienen que estar de alguna manera mostradas o codificadas en la secuencia proteica y lo que van a hacer es permitir esta localización. Como podemos ver, si una proteína fluorescente le introducimos esta señal que les mencionaba de importación nuclear, cuando la transfectamos y la hacemos expresar una célula, vemos que se incorpora al núcleo y podemos observar las estructuras nucleares. Sin embargo, si rompemos Alguna de estas secuencias de codificación, podemos ver que ahora esta proteína no entra al núcleo y se mantiene principalmente citosólica. Esto es un experimento para poder determinar cuáles

serían las secuencias necesarias para tener en una proteína que la dirija específicamente al núcleo o cómo cambiar mínimamente esas secuencias impide que esa eh proteína tenga una localización específica. Entonces, eh entendemos que la proteína Tiene que tener una señal y entendemos que esa señal le va a permitir a la proteína pasar a través del poro. Sin embargo, el el pasaje no es simple y directo. El pasaje es dirigido y está dirigido principalmente por unas GTPazas que se llaman las RAN, que le dan direccionalidad a través del polonuclear. Entonces, Ran se va a unir a una

proteína y va a ser capaz de dirigir la localización de esa proteína. Para que RAN se una esta proteína tiene Que tener esta localización, esta señal de localización. RAN se une y entonces cuando RAM está unida a GDP en el citoplasma puede asociarse a las estructuras de filamento del poro nuclear y dirige las proteínas hacia el núcleo. Entonces RAN en estado GDP va a dirigir a su proteína asociada a ser internalizada hacia el núcleo. Cuando Ran entra al núcleo se encuentra con este intercambiador que le saca el el RAN GF, que es un intercambiador, le

Saca el GDP. Okay. Y le incorpora el GTP a RAN. Esto hace que RAN se disocie de su proteína que ten asociada. Esta proteína que tenía señal de localización nuclear queda en el núcleo y RAN GTP ahora tiende a salir del núcleo en el estado GTP. Y entonces RAN GTP tiende a salir del núcleo, puede arrastrar consigo una una proteína con señal de exportación y entonces la lleva ahora a fuera del núcleo. Cuando Ran sale del núcleo se Encuentra con Ran Gap, que es un eh un cortador eh es una fosfataza que le corta el

fosfato al GTP. Cuando le corta el fosfato al GTP, RAN pierde unión sobre la propia de exportación y la puede sacar y liberar en el citosol. y ahora volver a quedar en estado RAN GDP para poder cumplir este ciclo. Entonces, existen importadores y exportadores, principalmente estas proteínas RAN, que pueden direccionar si RAN GTP entrar proteínas del citosol al núcleo o RAN GTP sacar proteínas del núcleo al citosol. Entonces, estas importadores eh que van a poder entrar en direccionamiento le dan direccionalidad al transporte. Una proteína con señal nuclear puede reconocer a RAN GDP en el citoplasma

y la ayuda a entrar. Cuando Ran GF cambia GDP por GTP en el núcleo, esa proteína se disocia de RAN quedando ahora en el núcleo. Y esta es la forma que entra. Una proteína que sale el núcleo se puede reconocer a RAM GTP en El núcleo. RAM le ayuda a salir al citoplasma y cuando Ran GAP corta el fosfato de GTP en el citoplasma, esa proteína se disocia de RAN quedando en el citoplasma. Entonces podemos entender que existen importadores y exportadores que ciclan a través del poro nuclear y pueden direccionar proteínas según su señal para

que sean internalizadas o eh externalizadas del núcleo. Eh, el los ARN mensajeros. Eh, en este Caso podemos entender que eh existen distintos tipos de ARN mensajero. Los eh perdón, existen distintos tipos de ARN. El mensajero no usa el sistema RAM, sino que es un sistema de transportinas que lo ayudan a pasar a través del poro nuclear, eliminando algunas proteínas del eh del mensajero que tienen que quedar en el núcleo y permitiendo que eh el CAP, las proteínas de polía que son eh estabilizadoras de ese mensajero puedan salir. Los micro RN y los ternia Utilizan el

sistema de esportinas que les acaba de mencionar, RAN GTP y algunos no se conoce bien su mecanismo. Entonces, hemos visto que una proteína que tiene direccionamiento nuclear, principalmente su síntesis va a ser en citoplasma una vez que sea terminada su su producción va a ensamblarse en una estructura tridimensional que va a ser reconocida por alguna señal de localización nuclear eh expuesta por los RAN direccionadores que la van Internalizar en el núcleo. Si hablamos ahora una proteína de localización o importación mitocondrial, hablamos de proteínas que nuevamente empiezan a ser traducidas en losomas libres, tienen señales crípticas

de direccionamiento al a la mitocondria y esas señales de importación a la mitocondria le van a permitir que sean reconocidas por eh chaperonas específicas, ¿okay? poras específicas que la mantienen en una estructura eh no Eh plegada, o sea, desenrollada. Estas señales son reconocidas por los translocadores de la membrana externa de la mitocondria con gasto de ATP la pueden internalizar y acoplarlas a los traslocadores internos. Estos se llaman tom por externos, entonces se llaman tim por internos y una vez que esta proteína es internalizada con gasto de ATP hacia la matriz extracelular, nuevamente existen chapenonas eh

como las HCP 70 Que las pueden traccionar a través de eh los traslocadores para que pase esta proteína y presentarla finalmente a un eh HCP60, que es un eh una eh proteína eh estructural de la matriz que va a permitir el plegamiento ahora de la proteína en la matriz para que tenga una función específica. Eh, como estas proteínas pueden traslocar directo hacia la matriz por los traslocadores externos internos, pueden, si tiene una señal hidrofóbica, Traslocarse alú eh en en algún momento a la membrana externa de la mitocondria. Pueden si no traslocarse en algún momento a

la membrana externa interna de la mitocondria o podrían ser internalizadas y posteriormente pasar a través de pequeños poros hacia el espacio intermembrana. Entonces, vamos a entender que existen distintos direccionamientos dependiendo donde tiene que dirigirse eh dentro de la mitocondria, si es la matriz o las Membranas mitocondriales. Sin embargo, estas proteínas de direccionamiento mitocondrial, principalmente las que van a la matriz, van a ser producidas en el citoplasma y traslocadas a vez de a través de estos traslocones a la matriz mitocondrial. Algunas proteínas de membrana mitocondrial pueden ser incorporadas a la mitocondria en momentos que la mitocondria

produce interacciones de membrana con eh el retículo endoplasmático rugoso y eh en Eh y se produce una transferencia no solo de lípidos de membrana hacia las mitocondrias, sino también de proteínas estructurales. Entonces vimos la síntesis de proteínas que van a permanecer en el citosol, vimos la síntesis de proteínas que podrían dirigirse al núcleo o la síntesis de proteínas que van a ser enviadas a la mitocondria o a la matriz mitocondrial a través de la translocación de los translocones. Todas estas proteínas se Producen, inician su síntesis en romosomas libres y van a terminar su síntesis en

riosomas libres. Ahora podemos hablar de otro grupo de proteínas que tienen que ser o exportadas o proteínas estructurales de membrana o proteínas eh que van a terminar dentro de alguna estructura como los lisosomas o los endosomas. Estas proteínas van a tener ahora que ser dirigidas hacia el retículo endoplasmático rugoso y para ello van a Tener una señal específica de eh envío hacia el retículo endoplasmático rugoso. Entonces, estas mensajeros son leídos por ribosomas libres, empiezan la síntesis de proteína y aparece una señal de envío hacia el retículo endoplasmático rugoso. Esta señal eh de envío hacia el

retículo endoplasmático rugoso es una señal PRS que inicialmente una partícula de reconocimiento de esa señal se asocia al retículo y frena la síntesis. Este eh Frenado de la síntesis de la proteína lo que va a permitir es que esta partícula reconocimiento señal sea reconocida por un receptor en la membrana del retículo endoplasmático rugoso que va a acercar el ribosoma al traslocón. Existe un traslocón en el ribosoma y cuando este interacción del traslocón del ribosoma con eh con el ribosoma, el traslocón con el ribosoma se unan, va a permitir la continuación de esta proteína que va

a hacer ahora entrar o en la luz eh del Retículo endoplasmático rugoso o en la membrana si tiene porciones hidrofóbicas del reticuloplasmático roboso. Entonces este frenado de proteínas de exportación, proteínas de membrana plasmática, proteínas que van a ir a los gisosomas, permite la asociación del ribosoma con el traslocón para continuar ahora la síntesis en el retículo endoplasmático rooso. Como podemos ver en otra imagen, esta proteína que está siendo sintetizada, Este es el péptido señal. Este sería el traslocón. Y esta señal peptido seenial es cortada por una peptidaza del eh péptido seenial que elimina esta señal

del la proteína y entonces ahora esta proteína puede quedar en el lumen del retículo. Entonces, una proteína soluble que será secretada o parte del sistema de membranas es enviada al retículo porque tiene este péptido seenial que frena inicialmente la síntesis y después continúa en el retículo para ser cortado Posteriormente por una peptidaza que le permite seguir eh la síntesis y el plegamiento. Si una preoteína en su síntesis posee una región embridofóbica dado que es una proteína estructural de membrana, en este caso con un pasaje transmembrana, cuando esta proteína sea sintetizada a través del traslocón, esta

región hidrofóbica va a permitir que el traslocón se abra, se transfiera la parte hidrofóbica, la a la membrana Plasmática del retículo y entonces continúe su síntesis para dejar una proteína estructural de membrana que va a ir transfiriéndose a través de la membrana El retículo existe en eh el retículo, también lo vamos a ver para Golchi, distintos mecanismos de modificación de proteínas que sirven además de señalización. Una modificación muy importante que se produce en el retículo es la NG glicosilación, o sea, la Glicosilación en residuos de la proteína de asparragina. Como podemos ver acá, si hubiera

una estructura de asparragina dentro de la secuencia de la proteína, existe la transferencia a través del grupo docol de una estructura de óigosacáridos que puede ser unida a esta esparraquina dando ahora una eh modificación de hidratos de carbono sobre la proteína que puede conferirle eh una un cambio en su estructura, un cambio de sus propiedades de cargas, un Cambio de sus propiedades de direccionamiento. a entender ese proceso. Otra de las modificaciones que podemos encontrar es la formación de uniones eh glicoofosfatidilinocitol que se llaman GPI en el retículo. Esto lo que permite es que una proteína

que está siendo sintetizada en retículo sea directamente asociada o eh eh covalentemente unida a un grupo de fosfolípidos, en este caso por un grupo de inocitol. Y esta Proteína ahora va a tener una unión directa, no por estar enterrada en la membrana, sino por estar linqueada o unida directamente eh por eh uniones eh covalentes a eh la estructura de eh el inocitol de un fosfolípido componente de la membrana. hablamos que eh las proteínas de exportación o direccionamiento de membrana van a ser producidas en retículo. Hablamos que la una de las modificaciones muy importantes de Direccionamiento

y de cambio de estructura de las proteínas es la incorporación, la n glicosilación retículo, incorporación de hidrato de carbono, el la unión de grupo GPI, pero además sabemos que en el retículo se produce un proceso muy importante que es el plegamiento de la proteína. Las proteínas en retículo pueden ser modificadas y estas modificaciones están asociadas con una adquisición de una estructura eh terciaria eh de ensamblado En el retículo y eso se debe a que existen chaperonas estructurales como calvindina o calreticulina dentro del retículo que son capaces de plegar eh la estructura de esta proteína de

una manera correcta. Si esta proteína se pega de manera correcta, va a continuar con la vía de síntesis y va a ser eh envuelta en una estructura de membrana para ser transferida a la eh al sistema de Golchi. Si esta proteína no se pleiega bien, se produce un gasto Energético para tratar de forzar su plegamiento. Si este no se produce, es marcada con sistemas de ubicinación para enviar esta proteína al RRAT, que es el sistema de gradación asociado tratículo endoplasmático, que le permite asociarse ahora a un eh sistema de degradación como el protasoma y degradar

selectivamente esta proteína. Función del retículo, síntesis y modificación de las proteínas de Membrana en glicosilación o formación de uniones GPI. eh el agregado de la eh el monosacáridos dentro del grupo de licol participa en el plamiento de la proteína y controla eh si las proteínas están correctamente plegadas o las manda degradación. Sabemos que después del retículo endoplasmático rugoso, las proteínas son empaquetadas en vesículas y enviadas hacia el sistema de Golsi. El sistema de Golchi se compone de unos sacos de membrana secuenciales en los Cuales se van a producir otras modificaciones en Golchi, otros procesamientos para

dirigir las proteínas a diferentes regiones, ya sea si van a ir por modificaciones al lisosoma, si van a ser estructurales de la membrana plasmática o si van a ser secretadas al extracelular. Sabemos que este pasaje es un pasaje secuencial dado que podemos marcar las distintas cisternas de Golsi a lo largo de el tiempo, si frenamos la síntesis a Lo largo del tiempo y podemos ver que existen dos caras, una cara sis y una cara trans de golsi a medida que las proteínas se van direccionando y transfiriendo a las diferentes cisternas. Hemos visto que en retículo

podíamos generar esta modificación en la esparrajina. Es importante que en Golsi se puede modificar este hidrato de carbono que ha sido asociado a esta proteína y este hidrato de carbono puede tener distintos direccionamientos. Si esta eh modificación eh glicoscilación eh se modifica en Golsi para adquirir o un número significativo de residuos con cargas negativas, esta va a ser una señal de direccionamiento que va a permitir que esta proteína se dirija hacia la membrana plasmática y ser expuesta en el extracelular dado que tiene una componente significativo de cargas negativas en estos eh hidratos de carbono. Si

la modificación de esta paragina, perdón, de este hidrato de Carbono en la parrajina se produce hacia un una manosa seis fosfato, esa es una señal de direccionamiento para el específicamente para el eh lisosoma. Entonces, distinta modificación iniciada en Golhi según como madure en eh el perdón distinta modificación en la paragina eh iniciada en retículo, según como madure en Golchi, va a ser una señal de diccionamiento para la membrana plasmática, dependiendo si incorpora olivosacáridos complejos con carga Negativa o una señal para el direccionamiento hacia el sistema de endosomas y lisosomas si posee una manosa se fosfato

como complejo de modificación. Entonces, en Colshi continuamos el procesamiento, continuamos con las modificaciones, además de la eh eh modificaciones de la n glicoscilación. En Golschin se puede producir la oglicoxcilación en otro residuo de la proteína y además la distribución Dependiendo de eh qué fosfolípidos vamos a estar modificando. Entonces entendemos que a partir de Golsihi, perdón, a partir de retículo transferimos a Golsi y de Golsi podemos tener distinto direccionamiento hacia los endosomas tardíos y los lisosomas si esta vesícula tiene proteínas cargadas con manosas y fosfato o hacia el citosol membrana plasmática. Si esta vesícula tiene proteínas

cargadas con e hidratos de carbono Modificados en cargas negativas. Además podemos entender eh que existen diferentes vías de direccionamiento. podemos entender que hay una vía secretoria constitutiva donde la vesícula que sale de Golsi se transporta directamente hacia la membrana plasmática y una vez que llega es eh incorporada en la membrana plasmática o una vía eh dependiente de una señal que es una vía secretoria eh ya no constitutiva. se produce en este caso un Eh cargado de vesículas con diferentes moléculas que se acercan a la membrana plasmática, pero esperan específicamente la señal eh que generalmente está

mediada por un receptor de membrana. Cuando esa señal se produce es cuando masivamente se eh se incorporan las vesículas a la membrana plasmática y se produce la liberación del contenido. Entonces, una vía de secretoria eh constitutiva, una vía secretoria mediada por una señal y Receptor, que sería entonces la secreción regulada. Fíjense en este caso, una microscopía electrónica de una célula altamente cargada con vesículas, un mastocito que tiene vesículas de historia ante un estímulo y cuando se produce ese estímulo, se produce una incorporación masiva de esas vesículas y la liberación de histamina al medio extracelular. Hemos

visto eh los componentes del retículo, vamos a ver el retículo endoplasmático liso también. Funciones principalmente en la producción de de fosfolípidos o de lípidos de membrana. Y podemos entender que las diferentes densidades tanto del rectículo endoplasmático rugoso como del liso por tener los ribosomas asociados le da una eh una densidad distinta. Y entonces vamos a entender que existen ahora me de técnicas que nos permiten a nosotros separar estos componentes en diferentes densidades. Si nosotros Ponemos un un una homogenato donde tenemos vesículas de eh que componentes del retículo endoplasmático liso acá en en estas que están

lisas o componentes del retículo endoplasmático rugoso, dada la densidad que le provee en este caso tener un montón de ribosomas asociados. Podemos cargarlos en un gradiente de separación de sacarosa en este caso y centrifugarlos y dado su densidad podemos separar los componentes de vesículas pesadas de los componentes de Vesículas lisas. Entonces, eh esta idea que existe también un retículo endoplasmático liso, que ahora no tiene eh eh, ¿cómo se dice? sus eh componentes de retículos asociados. podemos saber que se eh este retículo endoplasmático liso está principalmente asociado a eh la eh generación de lípidos de membrana

y eh a partir de la cara externa del retículo en la cual se incorporan los ácidos grasos y el glicerol fosfato. Podemos Ver acá dos eh estructuras de ácidos grasos con acetilcoa A que son unidas a eh este eh glicerol fosfato y permiten por medio de una interacción incorporar en la cara eh citosólica de la membrana eh fosfolípidos. Esta síntesis de fosfolípidos genera un desbalance específico en la estructura de membrana dado que los fosfolípidos se incorporan únicamente en un en una cara que es la cara citosólica de la membrana. Y entonces para que este balance

se Mantenga homeostático y estable, existen flipasas capaces de eh flipar, o sea, cambiar de un lado de la membrana hacia la otra los fosfolípidos y generar un balance en la estructuras de membrana, si no habría un desbalance. Sabemos que eh estas estructuras de membrana pueden direccionarse a diferentes lugares a partir del retículo y sabemos principalmente que en la cara externa de la membrana plasmática, los fosfolípidos están orientados eh de una Manera regulada con fosfolípidos cargados negativamente hacia el lado extracelular de la célula, dado que interactúa con un ambiente acuoso y entonces nuevamente eh eh los

fosfolípidos que llegan desordenados a la membrana plasmática a partir de la acción de flipasas pueden ser reordenados e intercambiados unos a otros. funciones relevantes del eh eh retículo endoplasmático rugoso. Es eh un es la Producción de los fofolípidos como habíamos o lípidos de membrana como habíamos mencionado. La otra es un reservorio significativo de calcio y algunas células han especializáose para tener altos componentes de reservorio de calcio. Este rebolóido de calcio eh eh se encuentra dentro del retículo y está regulada su liberación al citoplasma ant demanda por fosfolípidos membranas que pueden ser eh eh liberados una

vez que son clivados de la estructura de ácidos Grasos como elinocital trfo fosfato, que puede asociarse a un receptor del retículo endoplasmático liso, permitiendo su apertura y la liberación de calcio principalmente del retículo hacia el citoplasma. Además de la glucogenólis, podemos saber que el retíulo endoplasmático liso está involucrado en la detoxificación de compuestos liposolubles, la síntesis de lípidos, fosfolípidos y colesterol, como mencionamos anteriormente, asociado También esto a la producción de hormonas esteroides y reservorio de calcio, como mencionamos. Entonces, tenemos diferentes componentes de la célula. Sabemos que además hay componentes extracelulares que pueden ser incorporados hacia

la célula, entrada del material extracelular en estructuras de vesículas. Este fenómeno se llama la endocitosis y eh existe eh eh un un mecanismos controlados para la endocitosis. Sí, esta endocitosis eh Incorpora eh grandes partículas como bacterias, que pueden ser eh células que van y reconocen componentes extraños y pueden eh incorporarlas dentro de la célula para degradarlas, vamos a estar hablando de la fagocitosis y la pinoacitosis, la entrada de fluidos o moléculas pequeñas eh a la célula. Entonces, estos eh sistemas de incorporación de sustancias del extracelular hacia la célula está eh regulado por estructuras de membrana

Como los endosomas, que son parte del sistema de endomembranas y se refieren a los procesos de invaginación de la membrana plasmática para incorporar ya sea componentes grandes por fagocitosis, componentes pequeños por pinocitosis o el sistema de incorporación de componentes de membrana. Hemos mencionado la liberación regulada, también tenemos la incorporación mediada por receptores y para eso vamos a ver estructuras especializadas de la Membrana que concentran receptores específicos que ante la estimulación de un ligando con el receptor, una señal con su receptor específico, se producen modificaciones en los receptores de membrana que reclutan a estas canastas o

estructuras de canasta que van a permitir la invaginación. Esta eh eh invaginación o formación de vesículas endocíticas a partir de receptores son superficientes en la incorporación de componentes eh eh extracelulares en alta Concentración. Como les mencionaba, la endocitosis mediada por receptor está principalmente asociada a que los receptores van a poder permitir la información de estas estructuras de canasta. dado que tienen los receptores una asociación con una adaptina, una proteína adaptadora que recluta ahora a proteínas de canasta. En este caso podríamos mencionar esta proteína verde como la clatrina. La clatrina va a formar lo que se

llama un trielion, que Es una estructura tridimensional de tres componentes de clatina que forman una vez que se van asociando una estructura que le permite englobar la membrana e ir invaginando la estructura de la membrana. Posteriormente, esta membrana es civada o cortada por medio de la eh una proteína de lazo que es la dinamina y entonces permite la liberación ahora de la vesícula dentro del citoplasma. Posteriormente la estructura de clarina se libera, permitiendo ahora que esta Proteína sea direccionada a diferentes regiones, ya sea de la vía endocítica, ya sea de la vía de transgin. Y

acá es como se observa la estructura de imaginación de clatrina. y la eh el sellado de la membrana por retinamina y la liberación de la vesícula en el citosólido. Entonces sabemos que a partir del retículo, a partir de Golchi, a partir de la membrana plasmática, se pueden formar diferentes vesículas que Tienen que direccionarse a diferentes lugares, ya sea en los endosomas para recibir vesículas del extracelular que van a ir a los sistemas de los lisosomas o a través de Golshi que van a entrar a los endosomas y también dirigirse a los lisosomas. Entonces sabemos que

hay un estadio de cisterna o estadio de eh recambio que se llaman los endosomas, que pueden recibir direccionamiento de proteínas, ya sea de perdón, de vesículas, ya sea desde la membrana Plasmática o desde Golsi y dirigirlas principalmente hacia los endosomas tardíos o los lisosomas para su degradación. Eso lo que les acabo de mencionar. Y entonces vamos a entender que existen diferentes mecanismos de internalización. Uno es eh eh mediado por receptor o clatina y otras que son independientes de clatina. Algunas como las caviolas que dependen ahora de estas caviolinas que son proteínas de canasta distintas a

las Clatinas que permiten invaginación a partir de las balsas lipídicas y a partir de ellas formación de interacción invaginación mediada también por receptor. Están implicadas las cabelas o las caviolinas en inflamación crónica y otras patologías como la alteroslerorosis, la distrofia muscular y la eh dislipemias. Entonces, acá tenemos diferentes estructuras de vesículas, unas envueltas con la estructura de canasta de Clatrina, otras con COP 1 y COP 2. Y ahora vamos a entender que COP 1 y COP 2 son proteínas de canasta que también producen invaginación y son muy importantes para el direccionamiento a través del retículo.

Habíamos hablado que las proteínas que se van produciendo en la matriz del retículo y empaquetadas en vesículas van a pasar de en vesículas desde retículo a Golsi y van a salir de Golsi hacia la membrana plasmática o los Lisosomas. Esta invaginación o perdón evaginación de la membrana depende de la canasta COP 2 que dirige principalmente las vesículas del retículo hacia el gol. Entonces, si una vesícula se encuentra en este camino entre retículsi envuelta por una canasta de COP 2, sabemos que se dirige del retícula Golsi. Sin embargo, sabemos que existen eh eh proteínas que son

proteínas chaperonas mencionadas en retículos endoplasmático rugoso, que son Residentes del retículo. ¿Okay? Estas chaperonas ayudan al pleamiento en retículo, pero a veces son internalizadas dentro de vesículas que van de retícula bolchi. Sin embargo, estas chaperonas son proteínas de retículo. Estas proteínas salen en eh algunas veces con estos componentes envueltas en vesículas COP 2 que van de retículo a Golsi. Y sin embargo son reconocidas en Golfi como proteínas residentes del retículo que tienen que Volver al retículo. Para volver al retículo son segregadas hacia los extremos eh del de Golshi empaquetadas en nuevas vesículas, ahora vesículas cubiertas

con canasta de COP 1 en azul. Y esa COP 1 le va a permitir a estas vesículas retornar nuevamente al retículo. Entonces, si encontramos entre reticulasta, eh una vesícula con canasta de COP 2, sabemos que va de retícula golsi. Si encontramos en este espacio una vesícula con canasta de COP uno, Sabemos que está volviendo de Golfi a retículo y esto lo que permite es mantener proteínas residentes del retículo en el retículo para que no sean llevadas a las vías de exportación a partir de de Golsi, una unas vesículas que o proteínas que han pasado a

través de las cisternas de Golshi para la vía de eh export exportación van a ser ahora empaquetadas en vesículas de clatrina, ya sea para la vida secretoria o para la vía de los Endosomas tempranos y tardíos. Entonces, esta a partir de la cara eh trans eh colch se empaquetan en vesículas recubiertas con clatrina que van a salir direccionadas a distintas ribas. Ahora, ¿cómo sabe una vesícula que sale de Golshi? ¿Hacia dónde tiene que dirigirse? ¿Cuáles son los mecanismos moleculares que la guían? ¿Cuáles son esas señales que tenemos que entender que van a permitirle a esta

vesícula transportarse de retículo a su Direccionamiento final? Y esas eh señales están asociadas con las proteínas residentes de esta vesícula y las proteínas accesorias que se van a pegar. En este caso, las RV eh proteínas que se pueden asociar a GTP o a GDP son proteínas de direccionamiento. Las RV RAB en este caso se van a asociar ahora a eh motores moleculares y le van a dar direccionamiento si fueran a la membrana plasmática. En la membrana plasmática existe un eh receptor de RAV, un efector Que reconoce a una RAB específica y acerca esta eh vesícula

hacia la membrana plasmática. Además, esta vesícula está cargada con proteínas snare, en este caso rojo, las snare vesiculares. Y entonces las esnare vesiculares, cuando la vesícula se acerca a la membrana plasmática se va a encontrar con las T esnare, que en este caso están en celeste. Estas esnares van a formar una estructura de lazo muy fuerte que va a permitir que Esta vesícula se acerque mucho a la membrana plasmática, permitiendo ahora su fusión con la membrana plasmática y la liberación al extracelular de los componentes de esta vesícula. En este caso, RAV, que era un direccionador

que era reconocido por proteínas motoras y transportado a través de los microtúbulos eh hacia su direccionamiento final. Una vez que cumple su función RAV eh GTP es disociado el GTP por una hidrólis de Una proteína que corta el fosfato. Y entonces ahora eh GDP RAV se hace soluble, se desocia de la membrana plasmática y puede volver a la membrana de Golsi. En la membrana de Golfi si existe un intercambiador que le saca el GDP y le pone un GTP y ahora vuelve a tener afinidad por la membrana para poder seguir el ciclo de transporte. Entonces,

las RAV GTP se asocian a membrana, son direccionadores. Una vez que se corta el GTP, RAP GDP se hace Soluble y puede volver a iniciarse en el ciclo. Entonces, las RAP van a ayudar al direccionamiento del destino de esta vesícula si tiene que ir a la vía de membrana plasmática y habrá una RAP distinta si tiene que ir a la vía endocítrica. Acá están la estructura del lazo que forman los complejos snare, el snare T de la membrana plasmática y o de la membrana receptora y el Snare B de la de la membrana vesicular. Entonces

podemos entender que las vesículas van a tener distintas vías de direccionamiento. Podemos tener una endocitosis a través de la membrana pasado por esta cisterna del retículo eh, perdón, del endosoma temprano y vuelto a presentar por un sistema reciclado en la membrana plasmática. puede ser dirigido hacia los lisosomas, desde el lisosoma temprano al tardío, a los lisosomas para degradación de componentes externos o puede entrar en Una vía de transitosis hacia la membrana de eh de la base laapical en eh células polarizadas como en los epitelios. Sabemos que los lisosomas son estructuras de degradación, eh se encuentran

rodeadas de membrana, contienen una serie de enzimas hidrolíticas que funcionan a un pH definido ácido o más ácido que el citosólico. Y para eso eh pueden y por eso por el componentes enzimáticos que funcionan este pH pueden degradar Proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y lípidos. funcionan como una parte del sistema digestivo de la célula para degradar material captado tanto del exterior como eh producido internamente. y e se ve en microscopía electrónica por una alta condensación electrónica en componentes más oscuros, como se pueden ver acá. Y esto se debe a una alta densidad de proteínas dentro de

del la vesícula lisosomal que se Encuentra en un pH más ácido porque posee una bomba de protones con gasto de ATP que acumula protones dentro de la vesícula, reduciendo el pH en significativamente comparado con el intracelular. Entonces, habíamos mencionado que en retículo nosotros podemos incorporar en eh en un aminoácido de asparragina una eh grupo de hidrato de carbonos y que engoli la modificación de esos hidratos de carbono hacia una manosa seifato va a Ser señal de que esta proteína que va a pasar por las cisternas de Gorsi sea empaquetada en una vesícula de clatrina. va

a recibir una RAV específica que la lleve eh direccionándola a la vía de endosomas tempranos, luego a la vía de endosomas tardíos y posteriormente a losomas que tienen esta bomba de protones que van a ir acidificando el medio del lisosoma. Una vez que esta proteína llega al lisosoma, se produce disociación de algunos componentes, Dejándola ahora de manera madura y activa en este pH donde puede funcionar de manera adecuada. Hemos mencionado la vía de fagocitosis, que es la incorporación de grandes componentes del extracelular, en este caso una bacteria que puede ser enviada a las vías de

leisosoma para degradación. Sabemos también que existe el mecanismo de autofagia, que es una invaginación de componentes del citosol por medio de una estructura de membrana, Como si hubiera sido fagocitada, por eso se llama autofagia. Y esta esto, sin embargo, no se produce a través de la membrana eh plasmática, sino de la eh metabolización de componentes lipídicos para envolver estructuras, en este caso una mitocondria. Y pueden ser ahora una vez que está envuelta una membrana de autofagosoma ser incorporada al disosoma para su degradación. Entonces, eh el mecanismo de la autofagia también va a terminar dentro de

el sistema del Isosomas para ser degradado. Cuando hablamos de autofagia, hablamos de tres mecanismos de autofagia posibles. el que les acabo de mencionar que es la macroautofagia, uno de los más estudiados dado su relación con la degradación de las mitocondrias y componentes grandes del cito del citoplasma que requiere la formación en un autofaforo, una estructura de as de os, perdón, de eh de membrana que van a terminar envolviendo los componentes de Citoplasma y llevándolos al lisosoma para su degradación. Después podemos hablar de la autofagia medada por chaperonas que degrada selectivamente proteínas citosólicas que entran dentro

del isosoma a través de traslocadores como el el los lamp o de la microautofagia que es la invaginación a través de la membrana del lisosoma de pequeños componentes que son degradados posteriormente. En el camino de la autofagia existe un mecanismo, perdón, De la macroautofagia. Existe un mecanismo selectivo de formación de vesículas que involucra diferentes etapas. Una etapa de nucleación, ¿okay?, que ocurre con eh la formación inicial de esta estructura de fagoforo con la señalización primero, perdón, con la señalización primero de componente de citoplasma que van a nuclear la formación de este estructura de OS del

fauxforo. ¿Okay? Posteriormente a la nucleación, perdón, posteriormente a la Nucleación se produce la expansión y la maduración, que es la formación de esta estructura cerrada de membranas que envuelve el componente eh citosólico y posteriormente luego de la maduración, la degradación per sé, que es la unión de esta estructura dentro de eh con la membrana del lisosoma y la incorporación de las del componente dentro del lisosoma que por acción de las enzimas lisosomales a pH ácido van a permitir la degradación de los componentes. Y así es Como eh entendemos el sistema de mitofagia que permite la

degradación eh eh de las mitocondrias por un sistema regulado, la formación del autofóforo, la maduración y la degradación posterior de eh de los componentes eh intracelulares. Por último, vamos a ver eh las vecicas, las extracelulares, que eh las van a encontrar en los libros, si bien son eh eh método de estudio o eh eh componente de estudio eh mucho más reciente, son estructuras vesiculares Limitadas por membranas lipídicas que son liberadas de manera controlada en medio extracelular. actúan como vehículas de comunicación, generalmente son muy pequeñas, son vesículas que se secretan o se liberan hacia el extracelular,

que pueden transportar proteínas, lípidos y hasta material genético, en algunos casos eh eh ARNs, ¿okay? Y su importancia ha crecido en la investigación bem médica debido a que cumplen un rol en la señalización y en El potencial de diagnóstico de terapias. Podemos clasificarlas en tres grupos de eh vesículas extracelulares dado su tamaño. Las más pequeñas eh son los exosomas, que van de los 30 a los 150 nanómetros y se originan a partir de la liberación de cuerpos eh multivesiculares que están dentro de las células, dentro del sistema de endomembranas endocítico. Y la fusión de esta

membrana con la membrana plasmática libera estos Componentes al extracelular con una forma de comunicación intercelular. Las microvesículas, ya un poco más grandes de 100 a 1000 nanómetros, se generan por gemación directa de la membrana plasmática y también pueden componer eh pueden contener componentes del eh citoplasma que son variados, proteínas, lípidos y Rns, y participan en procesos de inflamación, coagulación y respuesta inmune. Y por último, los cuerpos apoptóticos, que ya son cuerpos mucho Más grandes y se generan a partir de un proceso que es la muerte celular programada en un sistema controlado que contienen restos de

organelas y material citoplasmático que se forman para facilitar la eliminación segura de estos componentes sin inducir una respuesta inflamatoria. Y acá podemos ver un microscopía electrónica, cómo se produce la liberación, en este caso, de pequeñas vesículas de exosoma a partir de los cuerpos eh eh Multivesiculares. Entonces, este componente de vesículas extractrocelulares eh se están descubriendo hoy en día diferentes funciones asociadas a eh la secreción de estas vesículas. eh están o participan en fenómenos de proliferación, de diferenciación y también de respuesta al estrés. El sistema inmune utiliza estas vesículas para eh regular mecanismos de inflamación por

para la transferencia de antígenos, citoquinas y ADN mensajero. Y Además la interacción de células eh a través de estas vesículas permite una comunicación específica a través de receptores en la membrana, permitiendo procesos de de adhesión, endocitosis y fusión. Estas vesículas entonces van a eh jugar un papel muy importante en la progresión tumoral, siendo señales de estrés y de activación de células vecinas, ¿okay? Eh, participan en fenómenos de proliferación, angiogénesis y evasión Del sistema inmune, facilitando la metástasis, preparando eh lugares de nicho premetastásticos y además de la transferencia de reenes y proteínas. Y y entendiendo ahora

estos mecanismos, eh el los investigadores y los médicos hoy en día proponen la utilización de eh estas vesículas exosómicas para transferencia de diferentes componentes entre células o a células dirigidas. Y entonces se empieza a entender un gran potencial terapéutico de estas vesículas Debido a que pueden servir como biomarcadores de daño y capacidad para transportar biomoléculas específicas. que puedan modular respuestas inmunes, perdón, respuestas celulares específicamente. Entonces, se explora hoy en día la utilización de exosomas como vehículo de entrega de moléculas de ADN o ARN para la regeneración tisular al promover la reparación celular o enfermedades neurodegenerativas

eh para tratar de modular su Progresión. Hemos terminado con todos los componentes y el direccionamiento de las vesículas. a modo de ejemplo, les voy a dejar algunas diapositivas mencionando ahora específicamente cuando estos sistemas no funcionan, cómo podrían estar asociados a eh anomalías de direccionamiento. Entonces, podemos entender que existen unas enfermedades muy características con defectos en la degradación de proteínas y acumulación de componentes De las eh que tendrían que ser degradados en los lisosomas. son responsables de más de 30 enfermedades congénitas, o sea, de origen genético, que se denominan enfermedades de depósito lisosómico. Estas enfermedades se

producen porque se acumulan cosas que deberían ser degradadas eh eh en los lisosomas y no pueden ser eh eh degradadas y entonces estos lisosomas empiezan a engordar, a crecer. ¿Okay? Tienen eh eh acumulaciones específicas de los componentes efingomilinas, de diferentes proteínas que no son degradadas regularmente en los isosomas. Estas enfermedades se caracterizan muchas por tener una deficiencia en una única enzima, la enzima de direccionamiento de eh la proteína hacia los lisosomas. Son diferentes enfermedades como la de Tach, la de Guser, la de Nan Peak dado o la de Harler, dado por acumulaciones de Diferentes eh

eh e componentes que no pueden ser degradados y eh cómo se dice, lo que se ha determinado es que se esta enfermedad que tiene características eh significativas en el desarrollo se deben a que la deficiencia está en una única proteína y es la enzima que cataliza el primer paso de marcado de las enzimas lisosómicas con la manosa fosfato. O sea, el resultado no es un alteración de que eh, ¿cómo se dice? de que las proteínas que tienen que degradar en el Lisosoma no están bien o están alteradas, sino más bien la proteína que direcciona a

las proteínas lisosomales por la modulación de la manosa se fosfato no está funcionando correctamente. Entonces, las eh proteínas lisosomales no llegan al lisosomo. Estos individuos tienen una enfermedad de rasgos faciales toscos, anomalías esqueléticas, hepatomegalia, retraso mental y hoy en día no existe un tratamiento para estas eh alomadrillas. Entonces, el fallar una sola proteína de direccionamiento induce eh distintos tipos de enfermedades. Podemos hablar eh también dar como ejemplo la fibraisquística que tiene eh que es un ejemplo recurrente en nuestra materia y existen diferentes tipos de mutaciones en el gen de las fibrasisquísticas que pueden llevar a

un mal funcionamiento del del clon cloro. ¿Okay? existe, perdón, existe un mecanismo de o de mutaciones que lo que hace es no permite El pasaje de la proteína a través del retículo y un agregado esta proteína en retículo. ¿Por qué? Porque esta mutación impide plegamiento. Entonces, las chaperonas de retículo empiezan a intentar plegar esta plateína de manera correcta. Eso demora el pasaje del del transportador de cloro a través del retículo, detiene eh y acumula proteínas dentro del retículo y esto genera un estrés de retículo, un problema de degradación a partir de las proteínas eh Del

sistema de degradación de retículo y una mala presentación de la proteína en membrana, o sea, en este caso, mutaciones de tipo dos no presentan la proteína en membrana. Esta también es una anomalía de direccionamiento que genera una eh una falla en la presentación de la proteína membrana plasmática y una eh anomalía de funcionamiento en el manejo de cloro. Y por último vamos a hablar de una relación del Parkinson que la Etiología es variada, sin embargo, existe una asociación directa de anomalías mitocondriales y la inducción de muerte de las neuronas dopaminérgicas y eh mutaciones en eh

proteínas específicas como parquina y pink 1, que inicialmente no se sabía bien o no se entendía bien su función cuando fueron encontradas en eh personas que generan Parkinson familiar de manera temprana, se empezaron a estudiar de manera más dirigida y se encontraron que Son proteínas que pueden asociarse específicamente a la membrana externa de la mitocondria, señalizando por medio de fosfoldaciones y modificaciones a la mitocondria para degradación. Entonces, estas proteínas parquina y pin que tienen un rol en eh el mercado de las mitocondrias para mitofagia, cuando no funcionan bien, podrían estar asociadas con un defecto en

la degradación de mitocondrias que están dañadas y por ahí eh asociadas a un fenómeno de Parkinsonismo o de muerte celular de neuronas dopaminárgicas. Terminamos ahora eh el seminario de eh direccionamiento. Espero que eh les haya quedado claro. Acuérdense que los martes de 1 a 3 y 3 a 5 tenemos las clases de consultas. Vengan a las clases de consulta, miden estos seminarios y vengan a las clases de consulta para evacuar dudas y poder eh como se dice, tener mayor profundidad en el conocimiento.