Via citoplasmatica delle proteine

La sintesi proteica è un processo mediato dai ribosomi, che permettono la traduzione degli RNA messaggeri. I ribosomi possono trovarsi nel citosol oppure sulla membrana del reticolo endoplasmico, dove formano il RE rugoso. Le proteine sintetizzate all’interno della cellula devono essere smistate nella loro destinazione finale e il loro destino dipende dalla presenza di specifiche sequenze amminoacidiche. Le proteine possono seguire due percorsi:

  • Via secretoria o co-traduzionale: lo smistamento inizia durante la traduzione.
  • Via citoplasmatica o post-traduzionale: lo smistamento inizia dopo il completamento della traduzione.
Le proteine vengono smistate in due maniere diverse
Fonte: Citologia, Istologia e Anatomia microscopica PEARSON di D. Zaccheo e‎ M. Pestarino Clicca per acquistarlo



Destino delle proteine che seguono la via citoplasmatica

La via citoplasmatica interessa proteine destinate:

  • Al citosol.
  • Proteine estrinseche della superficie interna della membrana plasmatica.
  • Al nucleo.
  • Ai mitocondri, dove entrano grazie al sistema TOM e TIM.
  • Ai cloroplasti, dove entrano grazie al sistema TIC e TOC. I cloroplasti si trovano nelle cellule vegetali e non in quelle animali.
  • Ai perossisomi.

Lo smistamento avviene una volta che la sintesi proteica è terminata. Specifiche sequenze segnale sono necessarie e sufficienti per determinare il destino della proteina.

Trasporto mitocondriale

Il trasferimento richiede la presenza dei complessi TOM e TIM, che si trovano sulla membrana esterna ed interna dei mitocondri. Questi sono formati da una porzione che riconosce la sequenza segnale e da una porzione che costituisce il canale per il passaggio della proteina. La sequenza segnale viene tagliata da una peptidasi del segnale.

Il trasferimento avviene solo se la proteina si trova nella sua struttura primaria, quindi se è linearizzata. Per questo motivo è necessaria la presenza di chaperonine. Questo che abbiamo spiegato è lo stesso processo che avviene nei cloroplasti, dove il “traslocone” è formato da TIC e TOC.

Il traslocone permette l'ingresso delle proteine con la sequenza segnale per i mitocondri



Trasporto nel nucleo

I pori nucleari formano dei veri e propri canali sulla membrana nucleare

La membrana nucleare presenta i pori nucleari, aperture specializzate che permettono l’ingresso delle proteine nucleari. I pori formano un vero e proprio canale, di diametro 80-100nm, dove si fondono la membrana nucleare esterna e la membrana nucleare interna. Sono costituiti da più di 50 proteine diverse (nucleoporine) disposte secondo una simmetria ottagonale.

I pori nucleari mediano il trasporto selettivo di RNA e proteine tra nucleo e citoplasma e sono un sub-dominio altamente specializzato del RE. Le proteine che agiscono nel nucleo (istoni, DNA e RNA polimerasi, proteine che regolano i geni e proteine che elaborano l’RNA) sono importate selettivamente dal citosol, dove vengono sintetizzate, al nucleo.

Il passaggio di molecole con peso molecolare minore di 50kDa avviene spontaneamente, mentre le altre sono trasportate da recettori di importazione nucleare.

Il passaggio delle proteine è mediato da recettori proteici citosolici specifici (recettori di importazione nucleare) che le traghettano attivamente attraverso i complessi dei pori nucleari. Queste proteine riconoscono i segnali di localizzazione nucleare (NLS), che consistono in una o due brevi sequenze ricche in lisina ed arginina.

Le proteine nucleari hanno sequenze segnali ricche in lisina e arginina



A differenza di quanto accade negli altri compartimenti cellulari, il segnale non viene rimosso dalla proteina una volta importata nel nucleo. Questo è importante perché durante la mitosi c’è la dissoluzione della membrana nucleare ma, una volta formate le cellule figlie, le proteine nucleari possono rientrare.

Le proteine che devono fuoriuscire dal nucleo hanno dei segnali di esportazione nucleare (esportine).

Trasporto nei perossisomi

Anche qui una specifica sequenza segnale le indirizza verso questi organelli. Il trasporto è guidato da 3 amminoacidi che si trovano di solito al C-terminale.

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