Clatrina

A clatrina é unha proteína que ten unha importancia fundamental para a formación de vesículas revestidas. A clatrina foi illada por primeira vez por Barbara Pearse en 1975. Ten forma de tríscele composto por tres cadeas pesadas de clatrina e tres lixeiras. Cando os trísceles interaccionan forman unha retícula poliédrica que rodea a vesícula como un revestimento. As proteínas de recubrimento, como a clatrina, utilízanse para construír pequenas vesículas para transportar moléculas con seguridade dentro da célula ou entre células. A endocitose e exocitose de vesículas permite que as células transfiran nutrientes, importen receptores de sinalización celular, medien unha resposta inmunitaria despois de sondar o mundo extracelular, e eliminen os residuos celulares que quedan despois da inflamación dos tecidos. En ocasións, este mecanismo tamén proporciona unha vía para o ataque de patóxenos ou toxinas. Estrutura
O tríscele de clatrina está composto por tres cadeas pesadas de clatrina e tres cadeas lixeiras que interaccionan polos seus extremos C-terminais. As tres cadeas pesadas proporcionan o esqueleto estrutural da retícula de clatrina, e as tres lixeiras pénsase que regulan a formación e desemsamblaxe da retícula de clatrina. A cadea pesada de clatrina pode desglosarse en múltiples subdominios, comezando polo dominio N-terminal, seguidos dos dominios chamados nocello, perna distal, xeonllo, perna proximal e de trimerización. O dominio N-terminal consiste nunha estrutura de tipo propulsor-β de sete pas. Os outros dominios forman unha superhélice de hélices alfa curtas. Isto determinouse orixinalmente a partir da estrutura do dominio da perna proximal que identificaba e está composto dun pequeno módulo estrutural denominado motivos repetidos da cadea pesada de clatrina. As cadeas lixeiras únense principalmente á porción da perna proximal da cadea pesada e establecen algunhas interaccións preto do dominio de trimerización. Cando os trísceles se ensamblan en disolución, poden interaccionar con bastante flexibilidade para formar aneis de 6 lados, que orixinan unha retícula máis plana, ou aneis de 5 lados, que son necesarios para a formación de retículas curvadas. Cando se conectan moitos trísceles, poden formar unha estrutura similar a unha cesta.
A estrutura que se mostra arriba, está formada por 36 trísceles, un dos cales está resaltado en verde. Cando os trísceles están en disolución, poden interaccionar con bastante flexibilidade para formar ou ben aneis de 6 lados que dan lugar a unha superficie máis plana ou ben de 5 lados con curvaturas maiores. Nunha célula, un tríscele que flote no citoplasma únese a unha proteína adaptadora, unindo un dos seus tres pés á membrana. Este tríscele unirase a outros trísceles unidos a membranas para formar unha retícula ou tramado redondeado de hexágonos e pentágonos, parecidos aos paneis que forman un balón de fútbol, que empuxan a membrana formando un avultamento invaxinado ou evaxinado. Realizando diferentes combinacións de aneis de 5 e 6 lados, poden ensamblarse vesículas de diferentes tamaños. A estrutura mostrada aquí representa a segunda menor posible estrutura en cesta, que en realidade é demasiado pequena para poder conter unha vesícula funcional. Creouse no laboratorio reconstituíndo trísceles sen vesícula lipídica. A cesta de clatrina máis pequena comunmente fotografada, chamada minirrecubrimento, ten 12 pentágonos e só dous hexágonos. Probablemente non se forman a partir da proteína nativa cestas de clatrina de tamaño aínda menor, sen ningún hexágono, porque os pés dos trísceles son demasiado voluminosos. Funcións
Como moitas proteínas, a clatrina representa un caso perfecto de forma adaptada a unha función. Desempeña un importante papel en dar forma ás vesículas arredondadas no citoplasma para o tráfico intracelular. As vesículas recubertas de clatrina seleccionan selectivamente o cargamento que levarán na membrana plasmática, na cara trans do aparato de Golgi, e nos compartimentos endosómicos de moitas vías de tráfico de membranas. Unha vez que unha vesícula se evaxina no citoplasma, o recubrimento da vesícula desensámblase rapidamente, o que permite que a clatrina se recicle mentres a vesícula se transporta a diversos lugares da célula. Hai moléculas adaptadoras responsables da autoensamblaxe e recrutamento. Dous exemplos de proteínas adaptadoras son a AP180 e a epsina. A AP180 utilízase na formación de vesículas sinápticas. Recruta a clatrina nas membranas e tamén promove a súa polimerización. A epsina tamén recruta a clatrina nas membranas e promove a súa polimerización, pero ademais pode axudar a deformar a membrana, e así as vesículas revestidas de clatrina poden desprenderse. Na célula, un tríscele que flota no citoplasma únese a unha proteína adaptadora, unindo un dos seus pés á membrana. O tríscele únese a outros tamén unidos á membrana para formar unha retícula poliédrica, que fai que a membrana forme un avultamento. O tríscele non se une directamente á membrana, senón ás proteínas adaptadoras, que son as que recoñecen as moléculas da superficie da membrana.
A clatrina ten outra función ademais de recubrir orgánulos. Nas células que non se dividen a formación de vesículas revestidas de clatrina ocorre continuamente. A formación de vesículas recubertas de clatrina detense nas células que están a realizar a mitose. Durante a mitose, a clatrina únese ao aparato do fuso. A clatrina axuda a congregación dos cromosomas ao estabilizar as fibras do fuso mitótico. A clatrina únese directamente polo seu dominio amino terminal da súa cadea pesada. Durante a mitose a clatrina únese directamente aos microtúbulos ou a proteínas asociadas aos microtúbulos. A estabilización das fibras ciinetocóricas require a estrutura trimérica da clatrina para que se estabilicen as fibras.
A endocitose mediada por clatrina regula moitos procesos fisiolóxicos celulares como a introdución na célula de factores de crecemento e receptores, entrada de patóxenos, e a transmisión sináptica. Crese que os patóxenos que invaden as células utilizan a vía dos nutrientes para conseguir acceder aos mecanismos de replicación da célula. Certas moléculas de sinalización celular abren a vía dos nutrientes. Existen dous compostos químicos chamados Pitstop 1 e Pitstop 2, que son inhibidores selectivos da clatrina, que poden interferir coa actividade patoxénica, e así protexen ás células contra a invasión. Estes dous compostos bloquean selectivamente a asociación de ligandos endocíticos co dominio terminal da clatrina.