Capítulo 12

• Compartimiento Intracelular y Sorteo

de Proteínas.

Departamento de Ciencias & Tecnología

Harry Alices-Villanueva

Temas

• Compartimientos celulares

• Transporte de moléculas entre el núcleo y el citosol

• Transporte de proteínas al mitocondrio y cloroplasto.

• Peroxisomas

• El Retículo endoplásmico

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Una célula de la planta de tabaco. Una proteína residente en el RE ha sido acoplada a la proteína fluorescente tag.

Todas las células eucariotas tienen el mismo conjunto básico de organelos.

TABLE 12–1 Relative Volumes Occupied by the Major Intracellular Compartments in a Liver Cell (Hepatocyte)COMPARTIMIENTO PORCENTAJE DEL VOLUMENINTRACELULAR CELULAR TOTAL

Cytosol…………………………….. 54Mitochondria………………………. 22Rough ER cisternae……………….. 9Smooth ER cisternae plusGolgi cisternae ……………………. 6Nucleus ……………………………..6Peroxisomes………………………... 1Lysosomes ………………………… 1Endosomes ………………………… 1

Los plastidios son heredados en el citoplasma y se diferencian según la célula inmadura se desarrolla de acuerdo a las necesidades de la célula especializada.

Los tilacoides crecen y se dividen autonomicamente mientras proliferan los cloroplastos.

Gated transport – el trafico de proteínas entre el citosol y el núcleo ocurre entre espacios topologicamente equivalentes que son continuos a traves de los poroso nucleares.

Transmembrane transport - translocadores proteícos directamenter enlazados a la membrana transportan proteínas específicas a un espacio topologcamente distitnto.

Transporte vesicular – intermediarios transportadores incluídos en una membrana,

Ejemplos de Transporte VesicularEjemplos de Transporte Vesicular

¿Como se localizan las proteínas en los diferentes organelos celulares?

Secuencias señales típicas

Dos modos diferentes de señalización

Cada complejo de poro nuclear en células animales tiene una masa de 125 millones y más de 50 proteínas diferentes llamadas nucleoporinas arregladas en un arreglo octagonal.

9 nm

Secuencia de la señal nuclear varía para diferentes proteínas nucleares, pero la mayoría son secuencias cortas positivas.

Esferas de oro cubiertas con péptidos conteniendo el nuclear localization signal.

Se enlazan a nucleoporinas y a la carga.

El signal es diferente y hace que la proteína carga se enlaze a receptores diferentes.

El importe de proteínas nucleares requiere energía.

La energía que se requiere para translocar o importar proteínas nucleares es provista por la hidrólisis de GTP a cargo de la GTPase Ran en el núcleo y en el citosol.

GAP = GTPase Activating Protein.

GEF = Guanine Nucleotide Exchange Factor.

CITOSOLCITOSOL

NÚCLEONÚCLEO

Localización de la proteína dorsal en embrión de Drosophilla

Nuclear factor activated T cell

Nuclear Lamina

Filamentos intermediarios en el núcleo de un ovocito de Xenophus

El transporte de proteínas al mitocondrio y al cloroplasto

No polares

Residuos positivos

Tres translocadores de proteínas en la membrana mitocondrial.

Terminal amino

La hidrólisis de ATP y un gradiente de H+ son utilizados para el importe de proteínas al mitocondrio.

Paso1: La proteína chaperona hsp70 se libera de la proteína en un paso que depende de la hidrólisis de ATP. Se inserta la secuencia señal y porciones adyacentes de la cadena polipeptida en el complejo TOM y entonces el signal interacciona con el complejo TIM

Paso 2: La secuencia señal se trasloca hacia la matriz en un proceso que requiere un gradiente de H+ a través de la membrana interna posicionando la cadena polipéptida de tal forma que momentaneamente atraviesa ambas membranas.

Paso 3: La hsp70 mitocondrial se enlaza a regioines de la cadena polipéotida mientras estas se van exponmiendo a la matriz “halando”la proteína hacia la matriz. La hidrólisis de ATP entonces remueve la hsp70 mitocondrial permitiendo que la proteína importada asuma su conformación.

En otros casos la secuencia hidrofobica se enlaza a TIM23 y se detiene la translocación.

Proteínas transportadoras

de metabolitos

TIM 22 es utilizado por proteínas transportadoras de metabolitosa.

TIM 22 es utilizado por proteínas transportadoras de metabolitosa.

Transportación al tilacoide o espacio tilacoidal puede ocurrir por una de cuatro rutas.

Bacterias Signal Recognition Particle H+

No tienen DNA

No tienen ribosomas

Una sola membrana

Presentes en toda célula eucariótica.

Enzimas oxidataivas, ej. catalasa, oxidasas

2H2O2 2H2O + O2; hígado; riñón.

Peroxisomas catalizan la síntesis de plasmalogenos, fosfolipido más abundante en la mielina (axones células nerviosas)

Un Signal Recognition Particle (SRP) dirige secuencias señales tipo RE a receptores especificos en el RE corrugado.