TRASPORTO VESCICOLARE

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1 TRASPORTO VESCICOLARE ORIGINE Dalle membrane degli organelli DESTINAZIONE Verso altri organelli (trasporto intracellulare) Verso l ambiente extracellulare (esocitosi) Dalla membrana plasmatica Verso l ambiente intracellulare (endocitosi)

2 ENDOCITOSI La membrana si invagina formando una cavità contenente macromolecole o altro materiale La membrana si chiude formando una vescicola La vescicola si distacca

3 Le vescicole di endocitosi sono indirizzate ai lisosomi endosoma Vescicola contenente enzimi lisosomiali Lisosoma maturo Vescicola endocitica

4 Lisosomi

5 Lisosomi

6 Lisosomi

7 La fusione con un endosoma forma il lisosoma maturo Vescicola che trasporta idrolasi acide (lisosoma primario) Apparato di Golgi

8 Gli endosomi funzionano da centri di smistamento del materiale endocitato Ambiente extracellulare Vescicole di endocitosi Endosoma precoce Trasferimento a un lisosoma

9 Endosoma precoce Rilascio di idrolasi Endosoma tardivo Vescicola di trasporto carica di idrolasi acide Golgi Lisosoma

10 ENDOCITOSI Fagocitosi nutrizione difesa rimozione di detriti Pinocitosi Controllo del volume e dell area superficiale della cellula (endocitosi aspecifica o generalizzata) Internalizzazione di macromolecole specifiche (endocitosi mediata da recettore)

11 ASSUNZIONE DI PARTICELLE E MACROMOLECOLE Fagocitosi nutrizione difesa rimozione di detriti Endocitosi Endocitosi aspecifica Endocitosi mediata da recettore

12 ASSUNZIONE DI PARTICELLE E MACROMOLECOLE Fagocitosi nutrizione difesa rimozione di detriti Pinocitosi Endocitosi aspecifica Endocitosi mediata da recettore

13 FAGOCITOSI Un ameba ingerisce un microrganismo

14 FAGOCITOSI leukocyte bacterium Un globulo bianco distrugge un batterio

15 FAGOCITOSI Un macròfago elimina due globuli rossi invecchiati

16 L autofagia porta alla degradazione di componenti della cellula stessa AUTOFAGIA FAGOCITOSI fagosoma autofagosoma L autofagia implica la formazione di vacuoli fagocitici come la fagocitosi

17 L autofagia svolge importanti funzioni fisiologiche - Eliminazione di organelli malfunzionanti o superflui - Eliminazione di proteine danneggiate - Eliminazione di patogeni intracellulari

18 PINOCITOSI Una cellula ingerisce goccioline di liquido (endocitosi aspecifica)

19 recettore Endocitosi mediata da recettore proteina di rivestimento vescicola rivestita fossetta rivestita ligando La proteina di rivestimento è la clatrina

20 L endocitosi mediata da recettore è stata scoperta grazie ad uno studio su una predisposizione ereditaria l ipercolesterolemia familiare (M. Brown & J. Goldstein)

21 La maggior parte del colesterolo è trasportata nel sangue sotto forma di particelle lipoproteiche note come lipoproteine a bassa densità (LDL) APOB100 Particella LDL

22 L endocitosi mediata da recettore delle LDL INIBISCE LA PRODUZIONE ENDOGENA DI COLESTEROLO

23 Una delle numerose alterazioni riscontrate nel recettore delle LDL

24 L endocitosi mediata da recettore serve anche per l assorbimento di vari metaboliti come il ferro Transferrina-Fe Recettore della transferrina

25 l endocitosi mediata da recettore è sfruttata dai virus per entrare nelle cellule ospiti Caveolina: SV40

26 Le malattie da accumulo lisosomiale sono un gruppo di più di 40 patologie genetiche caratterizzate dall accumulo di metaboliti nei lisosomi

27 Nella maggior parte dei casi una specifica sostanza, o classe di sostanze, si accumula perché gli enzimi digestivi sono difettosi o assenti normale degradazione lisosomiale substrato complesso piccoli prodotti diffusibili carenza di enzimi lisosomiali prodotti non metabolizzati accumulati Le sostanze accumulate sono di solito polisaccaridi o lipidi e il danno è localizzato in tipi cellulari ricchi dello specifico substrato o specializzati nella degradazione

28 La malattia di Tay-Sachs si verifica in seguito a un deficit dell enzima lisosomiale Esosaminidasi A e determina l accumulo del ganglioside G M2 Neurone di un paziente affetto dalla malattia di Tay-Sachs

29 La malattia di Gaucher si verifica in seguito a un deficit dell enzima lisosomiale glucocerebrosidasi e determina l accumulo di glucocerebrosidi Macrofagi Gaucher nel midollo osseo un paziente affetto

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31 In altri casi gli enzimi richiesti sono normali ma vengono secreti invece che essere diretti ai lisosomi come nella malattia a cellule I (con inclusioni) La malattia è dovuta al difetto di un singolo gene che codifica per una GlcNAc-fosfotransferasi, l enzima che marca gli enzimi lisosomiali nel Golgi

32 ERT (enzyme replacement therapy): l enzima sintetizzato in vitro viene somministrato per via endovenosa Malattia di Gaucher Malattia di Fabry MPS I Glicogenosi II MPS II MPS VI

33 ERT Lisosomi ingrossati nella cellula non trattata L enzima somministrato per via endovenosa raggiunge le singole cellule L enzima si lega al recettore del M6P e viene endocitato L enzima raggiunge i lisosomi

34 Alcune vie endocitiche non portano ai lisosomi

35 L endocitosi può essere utilizzata per regolare la concentrazione di proteine sulla membrana plasmatica (es. trasportatore del glucosio) L insulina scatena una via di segnalazione che causa la rapida inserzione di trasportatori del glucosio sulla membrana plasmatica, aumentando così l assunzione di glucosio

36 Macromolecole possono essere trasferite attraverso foglietti epiteliali tramite transcitosi Un neonato ottiene anticorpi dal latte della madre trasportandoli attraverso l epitelio intestinale