Transporte nuclear
O transporte nuclear é o paso de substancias grandes a través da membrana nuclear da célula, entrando ou saíndo do núcleo, e os mecanismos que o impulsan. A entrada e saída de grandes moléculas do núcleo celular está estreitamente controlada polos complexos do poro nucleares. Aínda que as pequenas moléculas poden entrar no núcleo sen regulación,[1] as macromoléculas como o ARN e as proteínas requiren a asociación con factores de transporte chamados receptores de transporte nuclear, como as carioferinas denominadas importinas (para entrar no núcleo) e exportinas (para saír).[2][3]
Importación nuclear editar
As proteínas que deben ser importadas ao núcleo desde o citoplasma teñen na súa secuencia de aminoácidos un sinal de localización nuclear ao que se unen proteínas importinas. Un sinal de localización nuclear é unha curta secuencia de aminoácidos que actúa como unha etiqueta. Adoitan ser secuencias hidrófilas que conteñen residuos de lisina e arxinina, das cales se documentaron varias.[1] A capacidade das importinas e exportinas de transportar o seu cargamento está regulada por unha pequena proteína G chamada Ran.
As proteínas G son encimas GTPases que se unen a unha molécula chamada guanosín trifosfato (GTP), á cal hidrolizan para crear guanosín difosfato (GDP) e liberar enerxía. Os encimas Ran poden estar unidos a GTP ou a GDP. No seu estado unido a GTP, Ran pode unirse a importinas e exportinas. As importinas liberan o seu cargamento cando se unen a unha RanGTP, mentres qaue as exportinas deben unirse a unha RanGTP para formar un complexo ternario do seu cargamento a exportar. O estado unido a nucleótido predominante de Ran depende de se está localizado no núcleo (RanGTP) ou no citoplasma (RanGDP).
Exportación nuclear editar
Igual que existe nas proteínas a importar un sinal de importación nuclear, tamén existen secuencias para a exportación nuclear. Diversas proteínas, o ARN de transferencia e as subunidades ribosómicas xa ensambladas no nucléolo son exportadas desde o núcleo ao citoplasma debido a que se asocian con exportinas, que se unen a estas secuencias. No caso dos ARNt, estes non teñen o sinal, pero asócianse de forma dependente da súa estrutura con exportinas especiais.
A exportación nuclear é o proceso inverso da importación; a exportina únese no núcleo ao cargamento e tamén á Ran-GTP e difunde a través do poro cara ao citoplasma, onde o complexo se disocia. A Ran-GTP únese á GAP (proteína activadora da GTPase) e hidroliza o GTP, e o complexo resultante Ran-GDP volve ao núcleo, onde intercambia o seu ligando unido por GTP. Por tanto, mentres que as importinas dependen de que RanGTP se disocie do seu cargamento, as exportinas necesitan RanGTP para unirse ao cargamento.[4]
Unha proteína exportadora de ARNm especializada traslada o ARNm maduro ao citoplasma despois de que se completa a súa modificación transcricional. Neste proceso de translocación interveñen varias proteínas, aínda que o mecanismo específico non se coñece aínda. Algúns xenes que se transcriben frecuentemente están localizados fisicamente preto dos poros nucleares para facilitar o proceso de transporte.[5]
A exportación do ARNt tamén depende de varias modificacións que sofre, que impiden a exportación de ARNt defectuoso que non funcione ben. Este mecanismo de control de calidade é importante debido ao papel fundamental do ARNt na tradución, onde intervén levando os novos aminoácidos que se van engadir á cadea peptídica en crecemento. O exportador de ARNt en vertebrados chámase exportina-t. A exportina-t únese directamente ao seu cargamento de ARNt no núcleo, un proceso promovido pola presenza de RanGTP. As mutacións que afectan a estrutura do ARNt inhiben a súa capacidade de unirse á exportina-t, e en consecuencia, de ser exportado, o que proporciona á célula outro paso de control de calidade.[6] Como se describiu antes, unha vez que o complexo cruzou a envoltura nuclear, disóciase e libera o seu cargamento de ARNt no citosol.
Lanzadeira de proteínas editar
Moitas proteínas sábese que teñen tanto un sinal de localización nuclear coma un sinal de exportación nuclear e dese modo están pasando continuamente do núcleo ao citosol e viceversa. En certos casos, un destes pasos (sexa a importación ou a exportación) está regulado, a miúdo por modificación postraducional.
Esta lanzadeira de proteínas pode avaliarse usando un ensaio de fusión de heterocarion.[7]
Notas editar
- ↑ 1,0 1,1 Watson, JD; Baker TA; Bell SP; Gann A; Levine M; Losick R. (2004). "Ch9-10". Molecular Biology of the Gene (5th ed.). Peason Benjamin Cummings; CSHL Press. ISBN 978-0-8053-9603-4.
- ↑ Mackmull, MT; Klaus, B; Heinze, I; Chokkalingam, M; Beyer, A; Russell, RB; Ori, A; Beck, M (18 de decembro de 2017). "Landscape of nuclear transport receptor cargo specificity.". Molecular Systems Biology 13 (12): 962. PMC 5740495. PMID 29254951. doi:10.15252/msb.20177608.
- ↑ Alberts, Bruce (2004). Essential cell biology (2ª ed.). Garland Science Pub. pp. 504–506. ISBN 978-0815334811.
- ↑ Pemberton, Lucy F.; Bryce M. Paschal (2005). "Mechanisms of Receptor-Mediated Nuclear Import and Nuclear Export". Traffic (Blackwell Munksgaard) 6 (3): 187–198. PMID 15702987. doi:10.1111/j.1600-0854.2005.00270.x.
- ↑ Cole, CN; Scarcelli, JJ (2006). "Transport of messenger RNA from the nucleus to the cytoplasm". Curr Opin Cell Biol 18 (3): 299–306. PMID 16682182. doi:10.1016/j.ceb.2006.04.006.
- ↑ Görlich, Dirk; Ulrike Kutay (1999). "Transport between the cell nucleus and the cytoplasm". Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 15: 607–660. PMID 10611974. doi:10.1146/annurev.cellbio.15.1.607.
- ↑ Gammal, Roseann; Baker, Krista; Heilman, Destin (2011). "Heterokaryon Technique for Analysis of Cell Type-specific Localization". Journal of Visualized Experiments (49): 2488. ISSN 1940-087X. PMC 3197295. PMID 21445034. doi:10.3791/2488.
Véxase tamén editar
Ligazóns externas editar
- Animacións do transporte nuclear Arquivado 2009-02-07 en Wayback Machine.
- Ilustracións do transporte nuclear Arquivado 2009-02-07 en Wayback Machine.