Formación de las vesículas revestidas
El sistema de endomembranas (SE) es un sistema muy dinámico donde se produce un continuo movimiento de material (referido con el termino global de cargo) entre los distintos componentes del mismo. En el SE, existe un intenso tráfico vesícular en el que rige un principio unificador de funcionamiento que lo gobierna: el transporte de cargos de un compartimiento membranoso a otro está mediado por vesículas de transporte revestidas, pequeños sacos rodeados de una membrana y revestidos por una cubierta proteica. Las vesículas revestidas median, el movimiento de material entre el retículo endoplasmático (RE) y el aparato de Gogi y entre este y los diferentes compartimentos del sistema endosomal, vía secretora y la vía endocítica.
La mayoría de las vesículas revestidas son producidas por gemación de una porción de la membrana en el compartimento membranoso donador que está revestida con una proteína de cubierta (coat protein en inglés) que forma una red o malla asociada con la cara citosólica de la membrana y que es la responsable de favorecer la formación de la vesícula for gemación, a través del curvado y posterior pinzamiento (“pellizco”) de la membrana donadora, y en la que las proteínas de cubierta inicialmente asociadas con la membrana de la gema eventualmente cubrirán completamente la vesícula de transporte para formar la vesícula revestida. Por otra parte, las proteínas de cubierta seleccionan y recolectan además el cargo que será incluido en la vesícula.
La vesícula revestida se mueve llevando su cargo del compartimento donador al compartimiento blanco receptor, pierde la cubierta de revestimiento, lo que permite que pueda fusionarse la membrana desnuda de la vesícula con la membrana este compartimento receptor, donde se libera el cargo. De esta manera, una proteína que ha sido insertada en una membrana o liberada al lumen del RE puede ser llevada a lo largo de la vía secretora moviéndose de un organelo a otro sin ser translocada a través de otra membrana o si es una proteína integral de membrana alterar su topología de orientación de insertación en la membrana.
Proteínas de las vesículas revestidas
Tres diferentes clases de vesículas de transporte revestidas han sido descritas que median el trafico vesicular entre distintos compartimentos del sistema de endomembranas en la célula eucariota, a lo largo de la vía secretora y la vía endocítica y que se diferencian por el tipo de cargo que transportan, la ruta de trasporte en la que participan y la proteína o complejo de proteínas de cubierta que las revisten: Clatrina, COPI o COPII.
.- Vesículas revestidas de Clatrina
La Clatrina, es una de las proteínas mejor estudiadas que media la formación de vesículas revestidas de Clatrina. Además de formar vesículas endocíticas en la membrana plasmática que median la entrada (internalización) de material extracelular durante el proceso de endocitosis mediada por receptor; la Clatrina participa en la formación de vesículas revestidas que mueven cargos entre la cara trans del complejo de Golgi (TGN) y el sistema endosomal (endosomas y lisosomas).
.- Vesículas revestidas de COPI
Un segundo tipo de complejo proteíco de revestimiento (coat complex protein en inglés) que contiene siete proteínas (llamadas coatamer) es llamado COPI (COP, acrónimo del inglés Coatamer Protein). Las vesículas revestidas con el complejo COPI, se forman a patir del compartimento intermedio RE-Golgi (ERGIC)/VTC y de las diferentes cisternas del aparato de Golgi (trans-> medial->cis) y funcionan en los mecanismos de recuperación que retienen a las proteínas residentes del aparato de Golgi y el retículo endoplasmático (RE). Por ejemplo, las vesículas revestidas de COPI median el movimiento retrogrado de proteínas residentes en el RE, (proteínas que tienen como marca de recuperación para el RE, la secuencia de aminoácidos KKXX o KDEL) desde el ERGIC (VTC) o desde la red cis Golgi de regreso de nuevo al RE.
.- Vesículas revestidas de COPII
Otros tipo de complejo de proteínas de revestimiento muy estudiadas es llamado COPII, que forma las vesículas revestidas de tipo COPII, que son las vesículas de transporte que mueven cargos en un movimiento de transporte anterogrado (hacia adelante en la vía secretora) entre el retículo endoplasmático (RE) donde se forman y la cara cis del aparato de Golgi que las recibe.
Las vesiculas revestidas de tipo COPI y COPII tienen un tamaño de 60-90 nanometros.
Independiente del tipo de cubierta utilizada la Clatrina, COPI y COP II, el mecanismo que dirige la formación de vesículas revestidas es básicamente el mismo en los tres complejos proteicos (aunque difieren en los detalles específicos).
La mayoría de las vesículas revestidas de transporte se forman por la invaginación y el pinzamiento posterior de una región de la membrana del compartimento donador, formando una yema, que está rodeada por una cubierta de revestimiento proteica construida por una red densa de proteínas de revestimiento, así como de proteínas adaptadorasque previamente se han polimerizado y ensamblado a lo largo de la superficie de la cara citosólica de la membrana donadora y pequeñas proteínas que unen GTP e hidrolizan GTP (GTPasas), que sirven para seleccionar la membrana blanco sobre la que se va a formar la veícula (RE, red trans Golgi, etc...), y que dirigen el proceso de gemación de la vesícula. La selección de las proteínas (cargos) solubles que serán incluidas en la vesícula revestida es mediada por interacciones entre las proteínas de la cubierta y los adaptadores que se unen a las proteínas receptores integrales de membrana, los cuales se unen a su vez a los cargo solubles que serán incluidas en la vesícula. Los cargos que son proteínas integrales de membrana se seleccionan por interacción directa con las proteínas de la cubierta.
