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CAPÍTULO 2: MEMBRANA PLASMÁTICA Y MEMBRANAS CITOPLÁSMICAS
rior a la luz del vaso sanguíneo o viceversa. Se produce mediante vesículas aparentemente lisas, sobre cuya membrana se disponen proteínas asociadas a la transcitosis (TAP), que interaccionan con su receptor en la membrana diana. En los fibroblastos ocurre también un proceso de transcitosis que parece estar relacionado con el desplazamiento celular. La endocitosis se produce en toda la membrana pero la reposición de membrana sólo tiene lugar en la zona hacia donde se desplaza la célula (Fig. 2.19.D y 2.20).
Vesículas recubiertas de clatrina La clatrina es una proteína que configura sobre la membrana de la vesícula una estructura poligonal (pentágonos y hexágonos) (Figs. 2.19.C, 2.19.E y 2.19.F). Cada molécula de clatrina se dispone formando un trisquelión (complejo de tres brazos), compuesto por tres polipéptidos mayores (cadenas pesadas de 180 kDa) y tres menores (cadenas ligeras de 30-40 kDa) (Fig. 2.21). Cada brazo del trisquelión tiene tres dominios rectos que forman ángulo cada uno respecto al siguiente. El dominio aminoterminal finaliza en una estructura a modo de esfera, que queda hacia el interior de la vesícula. Se considera que una vesícula recubierta de clatrina tiene, al menos, 36 trisqueliones organizados en 12 pentágonos y 8 hexágonos, de modo que cada brazo del trisquelión se solapa con parte de los brazos de los trisqueliones vecinos. Entre el revestimiento de clatrina y la membrana de la vesícula se encuentran unas partículas denominadas adaptinas, que sirven para el ensamblaje de los trisqueliones. Cada adaptina (380 kDa) tiene dos copias de tres polipéptidos diferentes, cuyos pesos moleculares son 105, 50 y 16 kDa. Las partículas se unen, por una parte, a los extremos globulares distales de los trisqueliones promoviendo su ensamblaje y, por otra, a las colas de los receptores específicos de las moléculas que se incorporan en la vesícula participando en la selectividad del proceso (Fig. 2.22). Estas vesículas se observan en la endocitosis de algunas sustancias que tienen un tamaño inferior a 150 nm,
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y se forman en zonas de la membrana plasmática revestidas internamente de clatrina (Fig. 2.19.D). En el fibroblasto estas zonas suponen el 2% de la superficie celular. Son también vesículas recubiertas de clatrina las que se emiten desde la cara trans del complejo de Golgi con enzimas lisosómicas y las que realizan el transporte retrógrado hacia la cara trans del complejo de Golgi desde los lisosomas. Se ha sugerido, aunque hay muchas dudas al respecto, que también están recubiertas de clatrina las vesículas que contienen la secreción regulada, que se vierte por exocitosis, y las que revierten hacia la cara trans del complejo de Golgi desde los gránulos de secreción inmaduros. Estas diferencias en el origen y destino explican la existencia de varios tipos de vesículas recubiertas de clatrina, cada una para un transporte diferente. La diferencia entre ellas parece residir en los distintos tipos de adaptina (se conocen cuatro), que varían según el tipo de receptor; por ejemplo, las adaptinas de los receptores para la endocitosis forman un grupo diferente de la de los receptores del grupo manosa-fosfato de las enzimas lisosómicas (véase página 174). De este modo, la adaptina actúa como un sistema de clasificación de vesículas. El ensamblaje de la cubierta de estas vesículas requiere una GTPasa, que se encuentra en forma inactiva (unida a GDP) en el citosol. En la membrana formadora de la vesícula hay un factor de intercambio de nucleótidos de guanina (GEF) que se une a esta enzima y la fosforila, convirtiéndola en la forma activa (unida a GTP). La fosforilación deja en la enzima un ácido graso libre a modo de tallo, que se inserta en la membrana formadora de la vesícula, y las moléculas de clatrina y adaptina se disponen sobre la GTPasa y sobre otras proteínas transmembranosas especiales no bien conocidas (Fig. 2.22). El tipo de GTPasa varía según el origen de las vesículas. Las que se forman en las membranas del complejo de Golgi requieren la GTPasa denominada Arf, pero las que se forman en la membrana plasmática utilizan una GTPasa diferente no bien conocida. El cierre de las vesículas de clatrina requiere otra GTPasa de gran tamaño denominada dinamina, que hidroliza el GTP a GDP y se dispone en el cuello de la bolsa
Desplazamiento de vesículas de izquierda a derecha Exocitosis Endocitosis
Figura 2.20. Transcitosis de vesículas durante el movimiento de un fibroblasto en cultivo. En la zona de avance del fibroblasto se produce una evaginación de la membrana plasmática, porque se añade membrana a este nivel como consecuencia de la incorporación de vesículas (exocitosis). Para reponer esta membrana se invaginan vesículas (endocitosis) en el resto de la superficie del fibroblasto.