ENDOCITOSI E’ UN MECCANISMO CON CUI LA CELLULA INTERNALIZZA ‘MATERIALI’ DALL’ESTERNO endosomi tardivi endosomi precoci Membrana TGN

VI SONO DIFFERENTI TIPI DI ENDOCITOSI TIPO DI MATERIALE INTERNALIZZATO FAGOCITOSI PINOCITOSI (micro-macro) TIPO DI VESCICOLA CHE SI FORMA ENDOCITOSI MEDIATA DA CAVEOLE (caveolina) ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE (clatrina)

batterio fagosoma endosoma precoce endosoma tardivo reticolo FAGOCITOSI endosoma precoce PINOCITOSI endosoma tardivo LISOSOMI reticolo endoplasmico mitocondrio autofagosoma AUTOFAGIA

FAGOCITOSI batterio pseudopodo membrana plasmatica

Figure 13-47b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

ENDOCITOSI MEDIATA DA CAVEOLINA E CLATRINA

LA CLATRINA PROMUOVE LA FORMAZIONE DI VESCICOLE DI ENDOCITOSI ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE MOVIE

IL RIVESTIMENTO DI CLATRINA HA UNA PRECISA ORGANIZZAZIONE GEOMETRICA

IL TRISKELION E’ L’UNITA’ DI BASE DELLA CLATRINA catena pesante catene leggere

LA CLATRINA È ORGANIZZATA IN ESAGONI E PENTAGONI

L’INGRESSO NELLA VIA DI ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE RICHIEDE SEGNALI RECETTORE DELLE LDL NPXY RECETTORE DELLA TRANSFERRINA YXRF RECETTORE DEL MANNOSIO-6-P YKYSKV ALTRI LL

LE ADAPTINE RICONOSCONO LA CODA CITOSOLICA DEI RECETTORI E LA CLATRINA

cargo recettore membrana CITOSOL adaptina Tf-R IL SEGNALE DI ENDOCITOSI VIENE RICONOSCIUTO DALLA ADAPTINA cargo recettore membrana CITOSOL adaptina Tf-R

MOLTE PROTEINE ACCESSORIE INTERVENGONO NELLA FORMAZIONE DI UNA VESCICOLA

LA DINAMINA INTERVIENE NELLA FORMAZIONE DI UNA VESCICOLA RIVESTITA DI CLATRINA Proteine di membrana rivestimento di clatrina Adattatori (AP1, AP2, AP3) Vescicola di clatrina Dinamina

Figure 13-12a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

LA FORMAZIONE DI VESCICOLE RICOPERTE DI CLATRINA AVVIENE ATTRAVERSO PIU’ FASI

*Dove vanno le vescicole ? MEMBRANA ER GOLGI LISOSOMI NUCLEO LE RAB GTPasi GUIDANO LA SPECIFICITA’ DI ATTRACCO DELLE VESCICOLE

LE PICCOLE GTPasi SONO UNA FAMIGLIA AMPIA

Come viene attivata una GTPasi? Inattiva GDP GTPasi Pi GTP GDP GAP GEF Attiva GTP GTPasi

LE PROTEINE Rab5 E Rab7 REGOLANO L’ENDOCITOSI

TAPPE DI ENDOCITOSI MEMBRANA PLASMATICA ENDOSOMI PRECOCI MICROTUBULI CORPO MULTIVESCICOLARE ENDOSOMI TARDIVI TGN LISOSOMI

LE PROTEINE Rab HANNO MOLTI INTERATTORI

Figure 13-15 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Compartimentalizzata Fosfatasi specifiche per PIP INOSITOLO, INOSITOLI FOSFATO ED IDENTITA’ DEI COMPARTIMENTI Gli inositolo fosfolipidi sono solo il 10% dei FL di membrana, ma hanno importanti funzioni di regolazione. Possono subire cicli di fosforilazione e defosforilazione dell’inositolo nelle posizione 3’,4’ e 5’ producendo tipi diversi di fosfoinositidi (PIP). La conversione di PI e PIP è altamente Compartimentalizzata Organelli e sia nella via biosintetica che secretoria contengono chinasi specifiche per PI e PIP Fosfatasi specifiche per PIP

DIVERSI TIPI DI FOSFATIDIL-INOSITOLO FOSFATO SONO GENERATI SULLA MEMBRANA Figure 13-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

DIVERSI TIPI DI FOSFATIDIL-INOSITOLO FOSFATO SONO PRESENTI SU DIFFERENTI DOMINI DI MEMBRANA Figure 13-11 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

TAPPE DELLA ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE 1. INTERAZIONE LIGANDO-RECETTORE 2. LEGAME DELL’ADAPTINA AL RECETTORE 3. FORMAZIONE DEL COAT DI CLATRINA 4. INVAGINAZIONE DELLA MEMBRANA 5. FISSIONE 6. PERDITA DEL COAT DI CLATRINA 7. FUSIONE CON ENDOSOMI PRECOCI 8. ACIDIFICAZIONE 9. DISTACCO LIGANDO-RECETTORE 10. FORMAZIONE DI ENDOSOMI TARDIVI 11. TRASPORTO AI LISOSOMI E/O GOLGI (O RICICLO O TRANSCITOSI)

INDIRIZZI DELLA ENDOCITOSI

ESEMPI DI ENDOCITOSI DI: 1 LDL 2 TRANSFERRINA 3 VIRUS 4 EGF 5 Ig POLIMERICHE

LE LDL TRASPORTANO COLESTEROLO 1 LE LDL TRASPORTANO COLESTEROLO Proteina Apo-B fosfolipidi colesterolo esteri del colesterolo

A coat di clatrina LDL recettori di LDL B recettori mutati

ENDOCITOSI DI LDL LDL recettori LDL endosoma enzimi colesterolo lisosoma

ENDOCITOSI DI LDL

A coat di clatrina LDL recettori di LDL B recettori mutati

2 LA TRANSFERRINA LEGA IL FERRO Fe Fe

ENDOCITOSI DELLA TRANSFERRINA recettori Fe Fe Fe Fe Fe Fe endosoma Fe Fe Fe Fe Fe Fe Fe Fe Fe Fe Fe transferrina enzimi lisosoma

4 L’ENDOCITOSI DELL’EGF SI REALIZZA TRAMITE IL SUO RECETTORE

Clathrin-mediated EGFR endocytosis A, EGFR is recycled back to the plasma membrane. B, EGFR will be degraded in lysosomes.

IMPORTANZA DELLA UBIQUITINAZIONE Nell’endocitosi mediata da recettore I recettori vengono modificati dall’aggiunta di molecole di ubiquitina che servono a guidarli nel loro destino finale

Formazione di corpi multivescicolari e degradazione dei recettori e ligandi nei lisosomi Una via utilizzata dalle cellule per ridurre l’espressione dei fattori di crescita quali ad esempio quelli insulin-like o quelli EGF (Epitelial Growth Factor) è di operare la loro degradazione nei lisosomi. Nell’endosoma precoce i recettori con il ligando vengono inclusi in vescicole che formano i corpi multivescicolari.

Figure 13-58 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Confronto tra l’endocitosi mediata da Clatrina e da caveolina La principale differenza tra l’endocitosi mediata da clatrina e quella mediata da caveolina è che nella prima il materiale interiorizzato è destinato ad essere degradato nei lisosomi; nell’endocitosi mediata da caveolina il materiale interiorizzato è smistato al Golgi o al RER dove è opportunamente modificato dagli enzimi residenti in tali organelli.

3 ENDOCITOSI DI VIRUS

INGRESSO DI VIRUS IN UNA CELLULA

VIRUS DELL’INFLUENZA

SFV

IN CELLULE POLARIZZATE L’ESOCOTOSI DEL VIRUS E’ POLARIZZATA

5 TRANSCITOSI

Transcitosi delle IgG materne attraverso le cellule 5 Transcitosi delle IgG materne attraverso le cellule epiteliali dell’intestino di topi neonati

membrana apicale endosoma apicale endosoma basolaterale membrana basolaterale

Figure 13-61 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

TRAFFICO VESCICOLE FUSIONE LIPIDI DI MEMBRANA VIRUS

TAPPE DI ENDOCITOSI MEMBRANA PLASMATICA ENDOSOMI PRECOCI MICROTUBULI TARDIVI TGN LISOSOMI

INDIRIZZI DELLA ENDOCITOSI RICICLAGGIO endosoma CITOSOL TRANSCITOSI DEGRADAZIONE lisosoma nucleo

LDL colesterolo fosfolipidi esteri del colesterolo proteina

Endocitosi di LDL

Figure 13-56 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Figure 13-59 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)