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Diferentes mecanismos de transporte de proteínas

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Academic year: 2021

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(1)

Diferentes mecanismos de transporte de proteínas

Todos los mecanismos involucran señales de tránsito presentes en las proteínas y receptores

(2)

Existen dos clases de señales que dirigen a las proteínas

hacia el compartimento adecuado

(3)

Importancia de la regulación de la

localización

nucleo/citoplasmática

en sistemas biológicos

a- Como modo de controlar la activación de factores de transcripción b- Como modo de generar un retraso entre la síntesis de una proteína

y su capacidad de actuar en el núcleo

c- Para asegurar la maduración de moléculas antes de que estén

disponibles para su uso (control de calidad)

Mecanismos que controlan la localización nucleo/citoplasmática

1- La proteína a transportar sufre modificaciones que determinan su capacidad de interaccionar con los receptores de importación o exportación nuclear

2- Los complejos proteína receptor están secuestrados en un compartimento de la célula que lo torna insoluble impidiéndole interaccionar con el complejo del poro nuclear

3- Control a nivel de la actividad de la maquinaria soluble de transporte 4- Modificaciones en el complejo del poro nuclear

(4)

Transporte nuclear

-

Factores de transcripción (IN-OUT)

- Kinasas/Proteínas regulatorias (IN-OUT)

- Histonas (IN)

- mRNAs (OUT)

- tRNAs (OUT)

(5)

-Las membranas nucleares interna y externa tienen distinta composición proteica

Interna: Proteínas que anclan a la cromatina

Proteínas que interaccionan con la lámina nuclear

Externa: Sitios de anclaje para ribosomas (idem ER)

-Los complejos de poro nuclear regulan la importación y exportación de moléculas

(6)
(7)
(8)

El complejo del poro nuclear está compuesto por ~30 proteínas diferentes organizadas con simetría octogonal

(9)
(10)

Proteínas mayores de 40 Kda no difunden libremente a través del poro

Para proteínas mas pequeñas, la velocidad de difusión es proporcional al tamaño

(11)
(12)

Receptores de transporte nuclear (de importación

o de exportación)

- Interacción directa con moléculas a transportar o mediante adaptadores - Nucleoporinas tienen repeticiones FG que interactúan con los receptores de importación o exportación nuclear

Importina alfa Importina beta Receptor de Importación o exportación nuclear Ej CRM1 exportina-t

(13)
(14)

Identificación de los componentes necesarios

para la importación nuclear

(15)

RKRKESNRESARRSRYRK bipartita

MSERKRREKL monopartita

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Estrategia: Sobre-expresion de Sima en líneas transgénicas

(17)

Sima se localiza en el núcleo

sólo en hipoxia

Normoxia

Hipoxia

-UAS GFPn.gal -UAS Sima

{

Engrailed gal4

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(21)

Receptores de transporte nuclear (de importación

o de exportación)

- Interacción directa con moléculas a transportar o mediante adaptadores - Nucleoporinas tienen repeticiones FG que interactúan con los receptores de importación o exportación nuclear

Importina alfa Importina beta Receptor de Importación o exportación nuclear Ej CRM1 exportina-t

(22)

La Leptomicina B inhibe específicamente al receptor de Exportación nuclear CRM1

(23)
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En mutantes para el exportador CRM1/Embargoed

Sima se exporta mas lentamente

(26)

Líneas que sobre-expresan al transportador

(27)
(28)
(29)

La GTPasa Ran determina la dirección del transporte

1- Ran se encuentra tanto en el citosol como en el núcleo

2- Ran puede tomar 2 conformaciones alternativas a) Unida a GTP; b) Unida a GDP 3- Existen proteínas regulatorias: Ran GAP + Ran BP (citosólicas) y Ran GEF (nuclear)

Ran GAP (GTPase activating protein) + Ran BP (Binding protein)

Ran GTP Ran GDP

(30)

Transporte a través del complejo del poro nuclear

1- Ran-GTP (nuclear) tiene afinidad por los receptores de importación

nuclear cargados y provoca la liberación de la proteína importada

2- Ran GTP (nuclear) tiene afinidad por los receptores de exportación

nuclear cargados y favorece el pasaje a través del poro hacia el citosol

Importinas

Exportinas

RanGap

(31)

Ran GEF es activamente importada al núcleo a través del sistema dependiente de importina beta

Ran GAP y Ran BP son activamente exportadas por el sistema exportina beta/CRM1

Pero… para que esto ocurra se necesita distribución asimétrica

inicial de Ran GAP, Ran BP (citoplasmáticas) y Ran GEF (nuclear) ¿Cómo se las arregla la célula para generar estas diferencias

inmediatamente después de la mitosis?

¿Cómo se genera la distribución asimétrica de Ran GEF (nuclear), Ran GAP y Ran BP (citosólicas)?

(32)

Disociación y re-formación de la envoltura nuclear

durante la mitosis

(33)

¿ y qué pasa con Ran GEF, Ran GAP y

Ran BP durante la mitosis?

- Ran GEF queda asociada a la cromatina

- Ran GAP y Ran BP quedan asociadas a las proteínas de las

(34)
(35)
(36)

A/P: Sinsicio

DV: embrión celularizado

La proteína Dorsal entra al núcleo sólo en las células ventrales

Roth et al, 1989 Rushlow et al, 1989 Steward, 1989

wt Mutante dorsalizado Mutante ventralizado

Dorsal induce la transcripción de twist, snail y rhomboid y

(37)

NF-kappaB/Dorsal están anclados al citoplasma por IkappaB/Cactus

1- Pipe activa a Nudel (mecanismo desconocido). 2- Nudel inicia la activación de 3 serin-proteasas: Gastrulation defective, Snake y Easter

3- Easter cliva a Spatzle activándola. 4- Spatzle activa al receptor Toll.

______________________________________ 5- La estimulación de Toll activa a la kinasa Pelle (que necesita a Tube para asociarse a la membrana) 6- Directa o indirectamente, Pelle fosforila a

Cactus.

7- Una vez fosforilada, Cactus se degrada en el proteasoma y libera Dorsal para que ingrese al

núcleo (Kidd, 1992; Shelton and Wasserman, 1993; Walen and Steward, 1993; Reach et al, 1996).

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