La secrezione. ESOCITOSI Le cellule espellono prodotti di scarto o particolari prodotti di secrezione mediante la fusione di vescicole con la membrana.

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1 La secrezione

2 ESOCITOSI Le cellule espellono prodotti di scarto o particolari prodotti di secrezione mediante la fusione di vescicole con la membrana plasmatica. L’esocitosi determina l’incorporazione della membrana della vescicola secretoria nella membrana plasmatica. Questo costituisce un meccanismo primario di accrescimento della membrana plasmatica.

3 proteina di membrana lipide di membrana segnale TGN proteina solubile SECREZIONE COSTITUTIVA SECREZIONE REGOLATA SECREZIONE DI PROTEINE

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7 COSTITUTIVA tutte le cellule continua non accumulo di vescicole vescicole a vita breve stimolo non necessario non concentrazione una volta formatasi la vescicola viene immediatamente rilasciata dalla membrana che l'ha originata per fondersi con la membrana citoplasmatica per l'espulsione. REGOLATA cellule specializzate discontinua accumulo di vescicole vescicole a vita lunga stimolo necessario concentrazione le vescicole prima di essere rilasciate definitivamente, attendono una ulteriore segnalazione SECREZIONE DI PROTEINE

8 I GRANULI DI SECREZIONE MATURANO

9 pro-opiocortina TAGLIO PROTEOLITICO ALCUNE PROTEINE, NEL CORSO DELLA SECREZIONE, SUBISCONO UN TAGLIO PROTEOLITICO. Perché? Alcuni peptidi nella loro forma finale sarebbero troppo piccoli per la traduzione nel RER e per subire altre trasformazioni (i.e glicosilazione)

10 E’ POSSIBILE OSSERVARE IN VITRO IL MOVIMENTO DELLE VESCICOLE? LE VESCICOLE SI MUOVONO LUNGO MICROTUBULI!

11 COME FUNZIONANO I MOTORI MOLECOLARI?

12 *Dove vanno le vescicole ? SNARE RAB GTPase

13 Come viene attivata RAB GTPasi?

14 DOVE SONO LOCALIZZATE LE Rab ?

15 Rab 27 Rab 3 Rab 8 Regolano la secrezione

16 TETHERING Il termine tethering factors indica un gruppo eterogeneo di proteine cellulari responsabile del legame iniziale delle vescicole di trasporto con le membrane bersaglio prima della loro fusione. Fino a poco tempo fa i tethering factors venivano divisi in due classi: complessi multi-subunità e coleid-coil proteine. Attualmente sono state individuate tre differenti classi funzionali: 1-Complessi oligomerici che legano le SNARE e che tipicamente agiscono come effettori RAB ( DCGE ) 2-Complessi oligomerici che funzionano come fattori di scambio guanina-nucleotide per le RAB (GEF) 3-Proteine coleid-coil Attracco ancoraggio

17 Le vescicole che gemmano dal RE perdono parzialmente il loro rivestimento e si muovono rapidamente lungo i microtubuli fino a raggiungere il comparto di Golgi. Qui avviene l’attracco, l’ancoraggio e la fusione tra le vescicole e la membrana ricevente, grazie all’intervento di proteine RAB, SNARES, e TF.

18 Rab6 (blue) and Arl1 (gray) cooperate to bind GCC185 (green), a vesicle- transporting tether. GM130 and/or Giantin binding may trigger a conformation change in p115, revealing a Rab1 binding site.

19 Attracco ancoraggio fusione

20 ancoraggio

21 FUSIONE

22 KISS AND RUN

23 SEGNALI DI INDIRIZZO DI PROTEINE ALLA VIA SECRETORIA Nessun segnale Aggregazione: pH e Ca++ Ponte disolfuro: CgB, POMC Sito di taglio di proteasi: Prorenina Carbossipeptidasi E: Proinsulina and Proencefalina Carbossi terminale: PC2 COSTITUTIVAREGOLATA

24 POLARITA’ IN CELLULE EPITELIALI MEMBRANA APICALE MEMBRANA BASOLATERALE GIUNZIONE TIGHT

25 APICE BASEDENDRITI ASSONE POLARITA’ IN CELLULE EPITELIALI E NERVOSE

26 MEMBRANA APICALE MEMBRANA BASOLATERALE RER GOLGI VESCICOLE

27 SEGNALI DI INDIRIZZO POLARIZZATO IN CELLULE EPITELIALI Ap Bl sequenze citosoliche domini transmembrana ancora GPI? zuccheri (N o O) sequenze citosoliche simili o meno a segnali di endocitosi

28 SORTING DIRETTOSORTING INDIRETTO vescicole basolaterali vescicole apicali endosomi basolaterali

29 TGN trasportoendocitosibuddingesocitosiloading

30 Endocitosi

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32 … e non dimentichiamo i virus!!!!!

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35 Receptor-mediated endocytosis

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37 non solo clatrina

38 In alcune zone della membrana, esistono delle regioni, le caveole (invaginazioni delle membrane plasmatiche) caratterizzate dalla presenza di proteine denominate caveoline le caveoline interagiscono con molecole segnale e costituiscono l’impalcatura per organizzare i preassemblati complessi della segnalazione (Ras, src, proteine G, PKC e RhoA. Le Membrane cellulari: Zone specializzate Domini raft e caveole La membrana plasmatica Regione non specializzata i microdomini raft, regioni in cui predominano alcuni lipidi

39 Lipid raft La membrana plasmatica contiene “rafts lipidici” arricchiti in sfingolipidi, colesterolo ed alcune proteine di membrana. Rafts lipidici pottrebbero mediare lo smistamento (“sorting”) di glicosfingolipidi e proteine ancorate mediante GPI alla membrana plasmatica apicale La membrana plasmatica apicale di molte cellule è enormemente arricchita di glicosfingolipidi che aiutano a proteggere questa superficie esposta dal danno ad esempio provocato dagli enzimi digestivi e pH acido in siti come lo stomaco o il lume dell’intestino. Anche proteine della membrana plasmatica che sono legate al bilayer lipidico da un àncora di glicosilfosfatidilinositolo (GPI), si trovano esclusivamente nella membrana plasmatica apicale.

40 Le caveole (prendono il nome dalla proteina che le origina, la caveolina) sono microdomini presenti nelle membrane biologiche caratterizzati da una peculiare composizione lipidica. In particolare sono ricchi in colesterolo e sfingolipidi. proteinacaveolinamembrane biologichecolesterolosfingolipidi Rappresentano delle frazioni di membrana importanti nella generazione e modulazione dei segnali intracellulari.segnali intracellulari Le caratterizzazione delle caveole (conosciute anche con il nome di rafts) avviene mediante anticorpi specifici, come quelli diretti contro caveolina-1, tipico marcatore di queste ultrastrutture.anticorpimarcatore Permettono l'attraversamento delle membrane capillari a molecole specifiche (anticorpi, fattori del complemento, fattori della coagulazione), che non sono in grado di attraversarle in altro modo (ad esempio per filtrazione o diffusione).anticorpicoagulazione

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43 Il trasporto del colesterolo Cholesterol is synthesized in the liver and is ingested in food. To get into cells, cholesterol which is insoluble in water (the aqueous phase of blood), must be transported by carriers. LDL (low- density lipoprotein) particles serve this function as transport vesicles for cells.

44 Il trasporto del Ferro

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