Concepto de Vía Secretora
El término vía secretora se refiere a la vía por la cual las proteínas producidas por la célula son liberadas para el medio extracelular. Esta vía forma parte del mecanismo de transporte de vesículas de la célula.
La célula y las vesículas de transporte
Durante su crecimiento y vida la célula produce constantemente moléculas que circulan entre diversos organelos celulares. Algunas de esas moléculas son también liberadas para el medio extracelular (vía secretora) o absorbidas del medio extraceular para el interior de la célula (vía endocítica). Para ser posible esta circulación de moléculas, la célula recurre a la formación de vesículas de transporte que dependiendo del sentido del transporte son revestidas por diferentes tipos de proteínas.
La vía secretora
El retículo endoplasmático (RE) es el organelo responsable por la síntesis de la gran mayoría de las proteínas celulares. Tras ser sintetizadas, las proteínas son depositadas en pequeñas vesículas de transporte (con cerca de 50 nm de diámetro) que circulan hasta el complejo de Golgi (hasta la cisterna cis). Estas vesículas son revestidas por la proteína COPII. De aquí algunas proteínas retornan al RE (por vesículas de transporte retrógrado), mientras otras migran a través del complejo de Golgi (hasta la cisterna trans). Del trans Golgi las proteínas son depositadas en vesículas y transportadas hasta cerca de la membrana plasmática, a la cual las vesículas se funden liberando las proteínas para el medio extracelular (figura 1). Las vesículas que transportan proteínas a partir del complejo de Golgi son revestidas por la proteína COPI.
Figura 1 – Imagen ilustrativa de una célula con vesículas secretoras (organelos en azul), estando una vesícula fundida con la membrana plasmática y ocurriendo liberación de su contenido para el medio extracelular.
Del trans Golgi, las proteínas pueden ser secretadas de dos formas distintas:
- de forma continua, es decir, las proteínas son continuamente producidas, depositadas en vesículas y liberadas a través de la fusión de las vesículas con la membrana plasmática (las proteínas sanguíneas son así secretadas por los hepatocitos);
- de forma no continua, es decir, las proteínas son depositadas en vesículas a medida que son producidas, las vesículas migran hasta cerca de la membrana plasmática y ahí son almacenadas hasta recibir un estímulo para la exocitosis (por ejemplo, las células acinares del páncreas secretan de esta forma los precursores de las enzimas digestivas).
Esta última forma de secreción es regulada a través de la concentración intracelular de Ca2+. Cuando la Ca2+ intracelular aumenta, es inducida la fusión de las vesículas con la membrana plasmática y sus constituyentes son liberados hasta el medio extracelular.
Fusión de las vesículas
Para entregar las moléculas a su lugar de destino es necesario que la membrana de las vesículas de transporte (que contienen las moléculas) se funda con la membrana de los organelos de destino, o con la membrana plasmática. Para que eso ocurra, tanto las vesículas de transporte como las membranas tienen que poseer proteínas específicas.
Las proteínas SNAREs fueron descubiertas por James Rothman y sus compañeros, que comprobaron que existían v-SNAREs en las vesículas y t-SNAREs en las membranas de los organelos de destino. Para que la fusión sea exitosa es necesario que la vesícula de transporte también posea la proteína Rab (de la familia de las proteínas ligadoras GTP) y que el complejo proteico NSF/SNAP sea incorporado a la membrana.
La fusión ocurre tras los siguientes pasos:
- la vesícula se aproxima de la membrana del organelo objetivo,
- las v-SNAREs contactan con las t-SNAREs y forman un complejo (complejo SNARE)
- la vesícula queda atrapada,
- la proteína Rab se certifica de la especificidad de la fusión de la vesícula y regula la tasa de anclaje,
- el complejo SNARE se vuelve cada vez más enrollado, lo que aproxima la membrana de la vesícula y la membrana del organelo objetivo hasta no haber espacio entre ellas y que las membranas se fundan,
- el contenido de la vesícula es liberado en el interior del organelo de destino,
- el complejo NSF/SNAP migra para el lugar de fusión e induce la disolución del complejo v-SNARE/t-SNARE.
References:
Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Keith R., Walter P. (2007). Molecular Biology of the Cell (5th edition). Garland Science, New York.
Lodish H., Berk A., Zipursky S.L., Matsudaira P., Baltimore D., Darnell J. (2000). Molecular Cell Biology (4th edition). W. H. Freeman, New York.
Cooper G.M. (2000). The Cell: A Molecular Approach (2th edition). Sinauer Associates, Sunderland (MA).
