Síntesi de proteïnes i funció dels lisosomes

Síntesi i transport de proteïnes: RE i Aparell de Golgi

Per a determinar el lloc de síntesi i el camí que segueixen les proteïnes segregades per les cèl·lules del pàncrees abans de sortir de la cèl·lula, es pren el pàncrees d'una rata i es talla en fragments fins. Aquests fragments es mantenen en un medi fisiològic que conté un aminoàcid marcat, per exemple, leucina tritiada. Després d'un temps (de tres a cinc minuts), els fragments de pàncrees es transfereixen a un medi que conté el mateix aminoàcid però sense marcar (no radioactiu). Es prenen mostres al llarg del temps després de l'aplicació del marcador radioactiu. Immediatament després de prendre-les, les mostres són fixades i preparades pel seu examen histoautoradiogràfic.

• A: Es constata que després de 5 minuts es pot observar radioactivitat en la regió basal de la cèl·lula, a nivell del reticle endoplasmàtic rugós.
• B: 15 minuts després del marcatge amb leucina tritiada, es constata que la radioactivitat està localitzada en la regió del reticle endoplasmàtic rugós situada en la proximitat dels dictiosomes de l'aparell de Golgi.
• C: Quan s'examina una mostra presa 20 minuts després del marcatge, s'observen proteïnes radioactives en els dictiosomes.
• D: En les mostres preses 60 minuts després de l'experiència, només s'observa radioactivitat en les vesícules que envolten les cisternes de l'aparell de Golgi, en la cara de maduració dels dictiosomes.
• E: 4 hores després, la radioactivitat només es detecta a l'exterior de la cèl·lula.

Els lisosomes i la digestió cel·lular

El conjunt de lisosomes constitueix l'aparell digestiu de la cèl·lula. L'activitat dels lisosomes és molt diversa i consisteix a degradar material d'origen extracel·lular (heterofàgia) o material de la pròpia cèl·lula (autofàgia). El funcionament dels lisosomes es basa en la capacitat de fusionar-se que tenen les membranes biològiques de la cèl·lula.

Processos de transport: Endocitosi i exocitosi

L'endocitosi és el moviment de materials cap a l'interior de la cèl·lula per mitjà de vesícules de membrana. L'exocitosi és el moviment de materials cap a l'exterior de la cèl·lula per la via de vesícules membranoses. Aquests processos permeten arranjaments a la membrana per fluir de compartiment en compartiment, i requereix pensar la cèl·lula com quelcom dinàmic i no com una estructura estàtica.

L'exocitosi és el procés cel·lular mitjançant el qual la cèl·lula secreta soluts cap a l'exterior cel·lular. Es tracta del procés invers a l'endocitosi, és a dir, l'evaginació de part de la membrana plasmàtica per a formar una vesícula a l'exterior cel·lular. En l'exocitosi, la membrana s'arreplega en una zona determinada, es forma una protuberància que inclou allò que ha de ser secretat o expulsat a l'exterior cel·lular i, seguidament, pateix una constricció o escanyament en la seva base fins a esdevenir una vesícula independent de la membrana plasmàtica cel·lular.

Aquesta vesícula, en tant que prové de la membrana plasmàtica, està constituïda per una doble membrana lipídica que engloba macromolècules com hormones i altres proteïnes, substàncies de rebuig, etc., al seu interior. El més habitual és que l'inici d'aquesta via sigui el trans-Golgi, lloc de classificació de la majoria de les proteïnes. Per aquest motiu, les vesícules formades al Golgi, i que contenen proteïnes i lípids de membrana, es fusionen amb la membrana plasmàtica de la cèl·lula, que compensa la part de membrana que perd amb l'exocitosi.

Tipus de lisosomes i marcatge molecular

Els lisosomes primaris són orgànuls derivats del sistema d'endomembranes. Cada lisosoma primari és una vesícula que brolla de l'aparell de Golgi, amb un contingut d'enzims hidrolítics (hidrolases). Les hidrolases són sintetitzades en el reticle endoplasmàtic rugós i viatgen fins a l'aparell de Golgi per transport vesicular. Allà pateixen una glicosilació terminal (procés químic en el qual s'addiciona un carbohidrat a una altra molècula) de la qual resulten cadenes glucídiques riques en manosa-6-fosfat (manosa-6-P).

La manosa-6-P és el marcador molecular, l'«estampilla» que dirigeix els enzims cap a la ruta dels lisosomes. S'ha estudiat una malaltia en la qual les hidrolases no porten el seu marcador; les membranes de l'aparell de Golgi no les reconeixen com a tals i les empaqueten en vesícules de secreció per ser exocitades. Els qui pateixen aquesta malaltia acumulen hidrolases en el medi extracel·lular, mentre que les seves cèl·lules no en tenen. La digestió de molècules orgàniques es duu a terme en els lisosomes secundaris, ja que aquests contenen alhora els substrats i els enzims capaços de degradar-los.