Trasporto vescicolare nel Golgi e smistamento delle proteine

L’apparato del Golgi è formato da una serie di cisterne appiattite ed impilate le une sulle altre. La forma e il numero delle cisterne variano da cellula a cellula e nei diversi tipi cellulari.

Il movimento delle molecole nelle cisterne ha una polarità: ci si sposta dalle cisterne più vicine al reticolo endoplasmatico (cis) a quelle più vicine alla membrana plasmatica (trans).



In questi appunti vediamo il movimento delle vescicole all’interno del Golgi e i meccanismi che permettono lo smistamento delle proteine agli organelli della via di secrezione. Nell’immagine sotto è stato seguito il movimento di alcune proteine marcate all’interno dell’apparato del Golgi: queste si spostano andando dalle cisterne cis alle cisterne trans.

Le proteine si muovono nel Golgi dalle cisterne cis alle cisterne trans

All’interno della cellula eucariotica c’è un intenso traffico di vescicole, che hanno origine dal reticolo endoplasmico e si dirigono ai diversi organuli e alla membrana plasmatica.

Le proteine sintetizzate nel RE devono arrivare al Golgi, dove subiranno ulteriori modificazioni post-traduzionali. Dal RE e dall’apparato del Golgi gemmano continuamente nuove vescicole che vengono smistate nei diversi distretti cellulari. Nel processo di gemmazione si forma un’invaginazione e si originano delle fossette che verranno rivestite da proteine di rivestimento che sono: clatrina, COP1, COP2. Ognuno di questi rivestimenti caratterizza la destinazione delle vescicole.

Cisterne cis del Golgi

Queste sono le cisterne di ingresso dell’apparato del Golgi, perché sono rivolte verso il RER da cui ricevono le vescicole. Le proteine all’interno delle vescicole, se presentano il segnale di ritenzione nel RE, vengono rimandate indietro attraverso un movimento retrogrado. Questo è un processo molto importante perché le proteine residenti nel RE, che per sbaglio sono state inglobate nelle vescicole, vengono fatte tornare indietro.

Nelle cisterne cis cominciano le modificazioni delle proteine. Viene modificata l’N-glicosilazione (avvenuta nel reticolo endoplasmico) e comincia la O-glicosilazione, funzione tipica del Golgi. Nelle cisterne cis le proteine destinate ai lisosomi vengono fosforilate su un residuo di mannosio. La presenza del mannosio 6 fosfato è il segnale che indirizza le proteine ai lisosomi.



Golgi mediale

Regione in cui continua la modificazione delle catene saccaridiche delle glicoproteine.

Trans Golgi network

Questa rappresenta la faccia d’uscita dell’apparato del Golgi, in cui viene completata la O-glicosilazione e le proteine vengono smistate all’interno di vescicole che gemmano dalla membrana.

Alcune proteine, dopo aver subito le opportune modificazioni post-traduzionali, vengono riportante indietro verso il reticolo endoplasmico. Questo è sempre un esempio di trasporto retrogrado, ma diverso da quello visto nel cis-Golgi in cui venivano riportate indietro le proteine che presentavano la sequenza di ritenzione nel RE (sequenza HDEL e KDEL). In questo caso, le proteine avevano bisogno di una serie di modificazioni post-traduzionali per svolgere la loro funzione nel RE.

Per quanto riguarda le proteine che devono rimanere all’interno del Golgi è possibile che ci siano specifiche sequenze segnale. Un’altra ipotesi è che queste proteine residenti siano legate a specifiche regioni della membrana del Golgi attraverso i loro domini idrofobici.

Trasporto vescicolare e smistamento

  • Vescicole rivestite da COPII vanno dal RER al Golgi. Trasporto anterogrado.
  • Vescicole rivestite da COPI dal Golgi al RER o dal trans-Golgi al cis-Golgi. Trasporto retrogrado.
  • Vescicole rivestite da Clatrina vanno dal trans-Golgi ad altri distretti.

Le vescicole che lasciano il Golgi:

  • Possono essere destinate alla membrana plasmatica.
  • Possono essere vescicole di secrezione.
  • Possono essere dirette verso i lisosomi.



Le vescicole di secrezione possono andare incontro a secrezione costitutiva e secrezione regolata. Nel primo caso questa avviene in assenza di segnali, nel secondo caso le vescicole destinate alla secrezione regolata di accumulano nella cellula e vengono rilasciate solo in risposta a determinati stimoli. Un esempio di secrezione regolata sono le vescicole contenenti i neurotrasmettitori.

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