Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad


proteïnes citosòliques., Apuntes de Biología Celular

Asignatura: Biologia cel.lular, Profesor: , Carrera: Biologia, Universidad: UB

Tipo: Apuntes

2012/2013

Subido el 05/05/2013

12laura92
12laura92 🇪🇸

4.4

(110)

6 documentos

1 / 6

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
TEMA VI: COMPARTIMENTACIÓ CEL·LULAR, ORGÀNULS CEL·LULARS
Compartiments membranosos:
La cèl·lula eucariota està subdividia en compartiments rodejats per membrana que són funcionalment
diferents. Cada compartiment o orgànul la seva pròpia dotació d’enzims, d’altres molècules
especialitzades i un complex sistema de distribució que transporta de forma específica els compostos d’un
compartiment a un altre.
Les proteïnes confereixen a cada compartiment les seves propietats estructurals i funcionals. Catalitzen les
reaccions que tenen lloc a cada orgànul i transporten selectiament petites molècules cap a dins i cap a fora
de l’interior de l’orgànul.
Els compartiments membranosos són importants per:
Formació de complexos: Totes les proteïnes que tenen funcions semblants són reclutades (proteïnes
armazón) i formen una maquinària que s’encarrega de diferents vies de senyalització. Això farà que
estiguin totes situades en llocs propers dins la cell (localitzacions especialitzades)
Compartimentació: Apareixen diferents compartiments membranosos on es duen a terme cadascuna de
les funcions cel·lulars separades espacialment (lisosomes, nucli, mitocondri, etc). Això ofereix a la cell la
possibilitat de tenir moltes funcions diferents, augmenta l’eficiència i limita la toxicitat (diferents ambients)
Els compartiments més importants comuns a totes les cèl·lules eucariotes:
Nucli: conté el genoma principal que està empaquetat en
cromosomes(a més a s dels mitocondris i els
cloroplasts), és el llloc més important de la síntesis de
RNA i DNA. És l’orgànul més gran de la cèl·lula
Citoplasma: constitueix una mica més de la meitat del
column total de la cèl·Lula i és el lloc on es dóna la
síntesis de proteïnes i la seva degradació. També és on
es desenvolupen la major part de les reaccions del
metabolisme
RE: forma la meitat de l’àrea total de membrana d’una
cèl·lula eucariota. És l’encarregat de sintetitzar la major
part dels lípids (també carbohidratsi proteïnes) i actua
com a magatzem d’ions Ca2+. S’encarrea també de la
destoxificació de la cèl·lula (drogues o toxines) Podem
diferenciar dos tipus de RE
RER: presenta molts ribosomes units a la seva
superfície citoplasmàtica que sintetitzen proteïnes
solubles i integrals de membrana, la majoria són destinades a ser segregades o transportades a altres
orgànuls
RELL: no presenta ribosomes
Complex de Golgi: format per una sèrie de compartiments organitzats en forma de sacs discoidals que
s’anomenen cisternes de Golgi. Moltes de les proteïnes i lípids sintetitzats al RE són enviades a aquest
complex el qual les distribueix cap a diferents destins intracel·lulars, generalment modificant-los
covalentment durant el viatge
Mitocondris: Generen la major part de l’ATP que utilitzen les cèl·lules per imulsar les reaccions
biosintètiques que requereixen un aport d’energia lliure
Cloroplasts: cells vegetals. Són una versió especialitzada dels plastidis que poden tenir altres funcions en
les cells vegetals, com emmagatzematge de reserves o de pigments. També produeixen gran part de
l’ATP en cells vegetals
Lisosomes: orgànuls digestius de les cèl·lules animals. Aquests contenen 50 enzims hidrolítics digestius
produits en el RE. Aquests enzims tenen la seva activitat òptima a un pH molt àcid, degraden tant
orgànuls morts com macromolècules i partícules captades de l’exterior de la cèl·lula per endocitosis
Peroxisomes: Lloc de síntesis i degradació del peròxid d’hidrogen, alt reactiu i tòxic agent oxidant. Els
peroxisomes contenen enzims com la catalasa o la urate oxidasa
6
Fimbriae
Nucleoid
Ribosomes
Plasma membrane
Cell wall
Capsule
Flagella
Bacterial
chromosome
(a) A typical
rod-shaped
bacterium
(b) A thin section
through the
bacterium
Bacillus
coagulans (TEM)
0.5 µm
ENDOPLASMIC RETICULUM (ER)
Smooth ERRough ER
Flagellum
Centrosome
CYTOSKELETON:
Microfilaments
Intermediate
filaments
Microtubules
Microvilli
Peroxisome
Mitochondrion Lysosome
Golgi
apparatus
Ribosomes
Plasma
membrane
Nuclear
envelope
Nucleolus
Chromatin
NUCLEUS
pf3
pf4
pf5

Vista previa parcial del texto

¡Descarga proteïnes citosòliques. y más Apuntes en PDF de Biología Celular solo en Docsity!

TEMA VI: COMPARTIMENTACIÓ CEL·LULAR, ORGÀNULS CEL·LULARS

Compartiments membranosos: La cèl·lula eucariota està subdividia en compartiments rodejats per membrana que són funcionalment diferents. Cada compartiment o orgànul té la seva pròpia dotació d’enzims, d’altres molècules especialitzades i un complex sistema de distribució que transporta de forma específica els compostos d’un compartiment a un altre. Les proteïnes confereixen a cada compartiment les seves propietats estructurals i funcionals. Catalitzen les reaccions que tenen lloc a cada orgànul i transporten selectiament petites molècules cap a dins i cap a fora de l’interior de l’orgànul. Els compartiments membranosos són importants per:

  • Formació de complexos: Totes les proteïnes que tenen funcions semblants són reclutades (proteïnes armazón) i formen una maquinària que s’encarrega de diferents vies de senyalització. Això farà que estiguin totes situades en llocs propers dins la cell (localitzacions especialitzades)
  • Compartimentació: Apareixen diferents compartiments membranosos on es duen a terme cadascuna de les funcions cel·lulars separades espacialment (lisosomes, nucli, mitocondri, etc). Això ofereix a la cell la possibilitat de tenir moltes funcions diferents, augmenta l’eficiència i limita la toxicitat (diferents ambients) Els compartiments més importants comuns a totes les cèl·lules eucariotes:
  • Nucli: conté el genoma principal que està empaquetat en cromosomes(a més a més dels mitocondris i els cloroplasts), és el llloc més important de la síntesis de RNA i DNA. És l’orgànul més gran de la cèl·lula
  • Citoplasma: constitueix una mica més de la meitat del column total de la cèl·Lula i és el lloc on es dóna la síntesis de proteïnes i la seva degradació. També és on es desenvolupen la major part de les reaccions del metabolisme
  • RE: forma la meitat de l’àrea total de membrana d’una cèl·lula eucariota. És l’encarregat de sintetitzar la major part dels lípids (també carbohidratsi proteïnes) i actua com a magatzem d’ions Ca2+. S’encarrea també de la destoxificació de la cèl·lula (drogues o toxines) Podem diferenciar dos tipus de RE - RER:^ presenta^ molts^ ribosomes^ units^ a^ la^ seva superfície citoplasmàtica que sintetitzen proteïnes solubles i integrals de membrana, la majoria són destinades a ser segregades o transportades a altres orgànuls - RELL: no presenta ribosomes
  • Complex de Golgi: format per una sèrie de compartiments organitzats en forma de sacs discoidals que s’anomenen cisternes de Golgi. Moltes de les proteïnes i lípids sintetitzats al RE són enviades a aquest complex el qual les distribueix cap a diferents destins intracel·lulars, generalment modificant-los covalentment durant el viatge
  • Mitocondris:^ Generen^ la^ major^ part^ de^ l’ATP^ que^ utilitzen^ les^ cèl·lules^ per^ imulsar^ les^ reaccions biosintètiques que requereixen un aport d’energia lliure
  • Cloroplasts: cells vegetals. Són una versió especialitzada dels plastidis que poden tenir altres funcions en les cells vegetals, com emmagatzematge de reserves o de pigments. També produeixen gran part de l’ATP en cells vegetals
  • Lisosomes: orgànuls digestius de les cèl·lules animals. Aquests contenen 50 enzims hidrolítics digestius produits en el RE. Aquests enzims tenen la seva activitat òptima a un pH molt àcid, degraden tant orgànuls morts com macromolècules i partícules captades de l’exterior de la cèl·lula per endocitosis
  • Peroxisomes: Lloc de síntesis i degradació del peròxid d’hidrogen, alt reactiu i tòxic agent oxidant. Els peroxisomes contenen enzims com la catalasa o la urate oxidasa Fimbriae Nucleoid Ribosomes Plasma membrane Cell wall Capsule Flagella Bacterial chromosome (a) A typical rod-shaped bacterium (b) A thin section through the bacterium Bacillus coagulans (TEM) 0.5 μm ENDOPLASMIC RETICULUM (ER) Flagellum Rough ER^ Smooth ER Centrosome CYTOSKELETON: Microfilaments Intermediate filaments Microtubules Microvilli Peroxisome Mitochondrion (^) Lysosome Golgi apparatus Ribosomes Plasma membrane Nuclear envelope Nucleolus Chromatin NUCLEUS

El sistema d’endomembrana inclou tots els sistemes que tenen membrana menys els mitocondris i els cloroplasts. Origen dels eucariotes:

  • Orgànuls^ membranosos^ apareixen^ en^ els^ eucariotes gràcies a la teoria endosimbiòtica
  • Gens dels mitocondris i cloroplasts són molt similars als gens dels bacteris
  • Els mitocondris i els cloroplasts han perdut molts gens degut a la transferència del material genètic que es va donar cap al nuli (procés d’endosimbiosis)

Endosymbiosis theory

Evolution of eukaryotes

se)

  • Tenen seqüències d’aa reconegudes per les xaperones quan estan sent sintetitzades
  • HSP 60
  • Es troba tant en procariotes com en eucariotes
  • Principalment en mitocondris i cloroplasts
  • Requereix energia a partir de la hidròlisi d’ATP
  • Estructura en forma de barril amb un compartiment tapat per una coberta
  • La proteïna entra dins del compartiment, es tapa amb la coberta i mitjançant la hidròlisi d’ATP es plega de manera correcta Degradació de les proteïnes: Processos de degradació no es donen només per un mal plegament de les proteïnes sinó que també depenen de molts altres factors. Els nivells de les proteïnes presents a les cèl·lules depenen tant de la taxa de síntesis i de degradació: Alts nivells d’una proteïna deu ser degut a una alta taxa de síntesis o una baixa taxa de degradació mentre que una proteïna no gaire abundant a la cèl·lula deu ser degut a una baixa taxa de síntesis o una alta taxa de degradació No totes les proteïnes es degraden de la mateixa manera ni al mateix temps. Existeix una vida mitja per cada proteïna: ! - Ornitina descarboxilasa: es degradada als pocs minuts de ser sintetitzada ! - Lactat DHD : Es degrada dos setmanes després d’haver estat sintetitzada A més a més, una mateixa proteïna depenent del teixit en que estigui expressada pot tenir una vida mitja molt diferent: La lactat DHD en el cor té una vida mitja d’un dia i mig. Els processos de degradació de proteïnes estan altament regulats. Hi ha diferents factors que determinen que una proteïna sigui degradada:
  • Regla N-terminal (extrem amino de les proteïnes): Depenent de l’aa que està present en l’extrem amino terminal la vida mitja de una proteïna pot variar molt. Per exemple, la presència d’aa com l’Ala, la Cys, la Gly o la Met estabilitzen les proteïnes fent que no es degradin mentre que la presència de residus com Arg, His, Ile, Leu són desestabilitzadors i promouen la degradació de la proteïna
  • Seqüències PEST (Pro, Glutàmic, serina i treonina): Les proteïnes que tenen aquestes seqüències són degradades molt ràpidament
  • Mal^ plegament:^ Detectades^ per^ la^ cèl·lula^ i^ degradades^ (poden^ ser altament tòxiques sinó es degraden)
  • Estrés cel·lular (condicions extremes per la cèl·lula o mutacions en el DNA): Indueixen degradació de proteïna Vies de degradació:
  • Processos lisosomals: orgànul especialitzat en degradació. Molt dels substrats venen de fora de la cèl·lula. Fagosoma + lisosoma = fagolisosoma, degradació de l’interior
  • Processos no lisosomals: Proteasoma, majoritàriament proteïnes intracel·lulars PROTEASOMA
  • Complex proteic que degrada proteïnes
  • Està al nucli i al citosol
  • Part central: 4 anells, dos^ β^ i dos^ α, cadascun constituit per 14 proteïnes diferents (7 un complex α i 7 l’altre i igual amb els complex β).
  • Complex^ amb^ activitat^ proteasa,^ semblant^ als^ enzims tripsina i quimiotripsina. Una treonina altament conservada a CHAPERONINAS Hsp Example: Lactic Dehydrogenase Tissue Half-life Heart 1.6 days Muscle 31 days Liver 16 days
  • May depend on tissue distribution
  • Protein degradation is a regulated process Example: Acetyl CoA carboxylase Nutritional state Half-life Fed 48 hours Fasted 18 hours N-end Rule
  • N-end rules
  • For a few proteins, the identity of the N- terminal amino acid affects degradation

The ends of the cylindrical complex are blocked by

N-terminal domains of D subunits that function as a gate.

Regulatory cap

complexes:

In crystal

structures of the

proteasome core

alone, there is no

apparent opening

to the outside.

20 S Proteasome (yeast) closed state two views PDB 1JD

D

E

E

D

l’extrem N-terminal està involucrada en la catàlisis dels centres actius

  • Sempre té una estructura tancada --> perquè funcioni necessita dos complexos més reguladors que quan s’uneixen fan que la maquinària de degradació del proteasoma canvi de conformació obrint un canal central per on entrarà el substrat que ha de ser degradat
  • Complexos reguladors són els que reconeixen les proteïnes que van a ser degradades, s’uneixen a les proteïnes (porten una senyal d’ubiquitina) i al proteasoma. Primer treuen la senyal, després la despleguen i la van introduint a l’interior de la cambra
  • Aquest procés requereix energia --> s’obté a partir de la hidròlisi d’ATP Via de ubiquitina proteasoma:
  • Les proteïnes han de ser marcades per poder ser degradades pel proteasoma
  • Diferents senyals per marcar les proteïnes per ser degradades: una de les més importants, cadena de poliubiquitines
  • La ubiquitina és una proteïna de 76 aa, forma globular i molt estable
  • Té diferents funcions però normalment sempre que s’afegeix una cua d’ubiquitines indueix la degradació
  • Es dóna una unió covalent
  • No totes les ubiquitinitzacions són senyals de degradació
  • Monoubiquitinització:^ no^ és^ una^ senyal^ de^ degradació,^ proteïnes^ seran endocitades o participaran en vies de senyalització
  • Les ubiquitines s’uniran a través del residu Lys. Depenent de quines Lys de la ubiquitina medien la unió la funció serà diferent (lys 48, lys 11 o lys 29: senyals de degradació) Marcatge de les proteïnes que han de ser degradades per aquest sistema: (pg
  • Per conjugar-se amb altres proteïnes, la ubiquitina ha de ser preparada per l’enzim activador d’ubiquitines (E1) depenent d’ATP que genera una ubiquitina activada unida a E
  • Aquesta serà transferida a un enzim que pertany a un conjunt d’enzims conjugadors de la ubiquitina (E2)
  • Els enzims E2 actuen en combinació amb altres proteïnes accessòries (E3)
  • Els complexes E2-E3 s’anomenen ubiquitines lligases
  • E3 és la que marca la proteïna -->^ és el que s’uneix a senyals específics de degradació de les proteïnes substrat ajudant a l’enzim E2 a formar una cadena de poliubiquitines unides a un residu de lys de la proteïna substrat
  • Perquè la ubiquitina sigui unida mitjançant la E3 són necessaris tant E1 com E
  • La ubiquitina es va translocant a través dels tres enzims per unions covalents
  • Quan arriba a la E3 és quan poden reconèixer senyals de les proteïnes que han de ser degradades (normalment estan en el N-terminal)
  • Quan la proteïna està poliubiquitinitzada serà reconeguda pel proteasoma, pels complexos reguladors, serà atrapat i s’introduirà dins del proteasoma
  • Sistema molt abundant en la cèl·lula
  • Existeixen diferents ubiquitines ligases que degraden diferents substrats
  • Sistema ubiquitina-proteasoma consta de moltes vies proteolítiques diferents però organitzades de forma similar que tenen en comú l’E1 i el proteasoma però varien en E3 i E
  • Regulen diferents processos cel·lulars (cicle cell, reparació DNA, metabolisme, etc) The 19S regulatory cap complex recognizes multi-ubiquitinated proteins, unfolds them, removes ubiquitin chains, and provides a passageway for threading unfolded proteins into the core complex. 20 S Proteasome (yeast), with 11S Regulator (Trypanosome) two views PDB 1FNT