Mecanismos de Transporte Vesicular y la Función Degradativa de los Lisosomas

Transporte Vesicular y Proteínas de Recubrimiento

En la formación de todas estas vesículas intervienen diversas proteínas del citosol que se dirigen a la cara citosólica de las membranas de los diferentes compartimentos (retículo endoplásmico, complejo de Golgi, membrana plasmática), para formar, a partir de ellas, las vesículas. Sobre estas membranas se forma un revestimiento con varias clases de proteínas de recubrimiento. De la naturaleza de estas proteínas depende el tipo de transporte vesicular que ocurrirá, es decir, entre qué compartimentos se realizará.

Tipos de Transporte Vesicular según la Proteína de Recubrimiento

Mecanismo de Formación de Vesículas Revestidas de Clatrina

Este receptor reconoce y une proteínas que se dirigen al lumen lisosomal (que están marcadas por manosas-6-fosfatos) por la porción del receptor de la manosa 6-fosfato localizada en el lumen del complejo de Golgi (pues se trata de una proteína transmembrana). La adaptina se une también, y a la vez, a la porción citosólica del receptor. Finalmente, la clatrina se une a la adaptina y los trisqueliones rodean el área de membrana del Golgi donde se acumulan las proteínas lisosomales, obligándola a formar una pequeña yema que se suelta (por gemación) del complejo de Golgi y forma una vesícula revestida de clatrina. Esas vesículas llevan unidos, de dentro a afuera, los siguientes componentes:

Componentes de la Vesícula Revestida de Clatrina

• Proteínas lisosomales: Situadas en el lumen de la vesícula, pero unidas, por la manosa 6-fosfato, a la porción del receptor de la manosa 6-fosfato situada en el lumen del Golgi.
• Receptor de la manosa 6-fosfato: Proteína transmembrana del Golgi, con un dominio dirigido hacia el lumen, un dominio que atraviesa la membrana del Golgi de parte a parte y un dominio dirigido hacia el citosol, al que se une la adaptina.
• Adaptina: Proteína citosólica unida al trisquelión de clatrina.
• Clatrina: En el citosol también, formando alrededor de la membrana y las adaptinas el revestimiento de la vesícula.

Los Lisosomas: Centro de Degradación Celular

Los lisosomas contienen un conjunto de más de 50 hidrolasas ácidas (es decir, enzimas hidrolíticas cuyo pH óptimo de actuación es ácido) que les permiten degradar (por hidrólisis) todo tipo de biopolímeros:

Tipos de Hidrolasas Ácidas y sus Sustratos

• Proteínas: Degradadas por proteasas (llamadas catepsinas: A, B, C, D, E, H, L, M, O, R, S, etc.).
• Ácidos nucleicos: Degradados por nucleasas (ribonucleasas y desoxirribonucleasas).
• Polisacáridos: Degradados por glucosidasas (α-1,4-glucosidasa o maltasa ácida, etc.).
• Lípidos: Degradados por lipasas (esfingomielinasa, glucocerebrosidasa, etc.).

Vías de Degradación Lisosomal: Autofagia y Heterofagia

La función lisosomal se clasifica según el origen del material a degradar. A continuación, se detallan las etapas de formación de los lisosomas primarios y secundarios en ambas vías:

Etapas de la Degradación Lisosomal

La formación de los lisosomas secundarios (enzimas+, sustratos+) ocurre por la fusión del lisosoma primario (enzimas+, sustratos-) con una vesícula que contiene el material a degradar (sustratos+).