Mecanismos internalización y tráfico

1. Título del Tópico Selecto
Mecanismos de Internalización y control del Tráfico de Proteínas de Membrana en Animales y Plantas
2. Tutor responsable
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3. Profesores invitados
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Dra. Karina Picazarri
Instituto de Biotecnología
(777) 329-1666/27666
kpicazar@ibt.unam.mx
M. en C. Jonathan Rodríguez
Instituto de Biotecnología
(777) 329-1666/27666
rolo@ibt.unam.mx
Dra. Rosa Ma. del Ángel Núñez
CINVESTAV-IPN
5747-7000 EXT.5647 y 48
rmangel@cinvestav.mx
Dra. Yvonne Rosenstein
Instituto de Química
56 22 45 68
yvonne@ibt.unam.mx
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Dra. Liliana Pardo López
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Instituto del Biotecnología
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(777) 329-1624
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liliana@ibt.unam.mx
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Dr. Pavel Isa Haspra
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Instituto de Biotecnología
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(777) 329-1612
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pavel@ibt.unam.mx
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Dra. Rosario Vera Estrella
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Instituto de Biotecnología
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(777) 329-1625
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rosario@ibt.unam.mx
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Dra. Gladys Iliana Cassab López
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(777) 329-1660
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gladys@ibt.unam.mx
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Dra. Helena Porta Ducoing
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Instituto de Biotecnología
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(777) 329-1624
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helena@ibt.unam.mx
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Dr. Luis Cárdenas Torres
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Instituto de Biotecnología
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(777) 329-1666
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luisc@ibt.unam.mx
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Dr. Federico Esteban Sánchez Rodríguez
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Instituto de Biotecnología
Teléfono
(777) 329-1666
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federico@ibt.unam.mx
4. Introducción/justificación del Curso
La endocitosis es la internalización de material extracelular y componentes de la membrana plasmática al citoplasma. Se estima que cada
hora la célula internaliza de 1 a 5 veces el equivalente de su membrana celular y que mas de la mitad de sus proteínas se encuentran asociadas a
membranas. La constante remoción de la membrana se compensa con el reciclamiento de los endosomas que regresan muchas de las proteínas y
lípidos a la superficie celular. Éste continuo recambio de la membrana implica una regulación exhaustiva y coordinada para controlar el tráfico de las
vías endocíticas. Algunos endosomas son acidificados o transportados a compartimentos de degradación para regular negativamente la señal
desencadenada por receptores y otras proteínas de membrana, para así controlar los flujos de iones y mantener la homeostasis celular.
Los mecanismos de internalización difieren de acuerdo a la naturaleza de la carga y al linaje celular, y son tan variados como los procesos
biológicos en los que participan. Básicamente, pueden clasificarse como dependientes e independientes de clatrina. La endocitosis dependiente de
clatrina ha sido ampliamente estudiada en células animales, esta vía dirige la internalización de proteínas específicamente reconocidas por moléculas
adaptadoras que reclutan a la clatrina hasta una invaginación naciente en la membrana. La vesícula formada y cubierta de clatrina se escinde por la
actividad hidrolítica que la dinamina tiene sobre GTP. Los mecanismos de endocitosis independiente de clatrina se han estudiado menos y son muy
variados, incluyen: 1) la endocitosis caveolar que es dependiente de dinamina e internaliza glucoesfingolípidos y algunos virus, 2) las vías endocíticas
dirigidas por actina involucradas en la macropinocitosis, 3) la endocitosis dependiente de CDC42 y ARF1 e independiente de dinamina que internaliza
toxinas bacterianas y marcadores de fase fluída, y 4) la endocitosis asociada a ARF6 que se encarga de muchas proteínas que carecen de secuencias de
reconocimiento a proteínas adaptadoras.
Además de la endocitosis de “housekeeping” se han identificado diferentes situaciones biológicas que requieren de la endocitosis como uno
de los pasos necesarios para su ejecución. El reconocimiento de elicitores generales, patrones moleculares asociados a microbios (MAMP) de
microrganismos patógenos o simbióticos se hace mediante receptores con dominios de repetidos ricos en leucina (LRR) como los receptores Toll en
Drosophila o los receptores similares a Toll (TLR) en mamíferos; la similitud que existe entre animales y plantas para montar los mecanismos de
reconocimiento MAMP permite extrapolar los conocimientos y hacer hipótesis que trasciendan las barreras entre ambos reinos. En plantas, el estudio
de la endocitosis ha tomado relevancia en los últimos años debido a su importacia en distintos procesos celulares como son el reciclamiento de la
membrana, el transporte de proteínas, los mecanismos mediados por receptores, señalización, internalización de la pared celular y de compuestos
externos solubles. En plantas, la mayoría de los mecanismos descritos se sustentan en una maquinaria formada por vesículas recubiertas de clatrina
provenientes del plasmolema. Los mecanismos independientes de clatrina en plantas han sido reportados en la literatura hace tan solo un par de años.
Los objetivos del tópico son: 1) revisar los mecanismos de endocitosis, reciclamiento, secreción y degradación que sufren las proteínas de
membrana y 2) analizar las implicaciones de dichos mecanismos en diferentes procesos biológicos de plantas y animales. En particular,
enfocaremos nuestro estudio en los avances mas recientes en las áreas de homeostasis celular, diferenciación, desarrollo y respuesta
a interacción con microrganismos patógenos y/o simbiontes.
5. Características para la impartición del Curso
Indique el lugar en donde se realizará el Curso
Número de sesiones y duración en horas por sesión
(mínimo 36 horas)
Disponibilidad de impartirlo por videoconferencia
Número total de alumnos que puede aceptar
Número de alumnos del PMyDCB que puede aceptar
Instituto de Biotecnología, Campus Cuernavaca
16 sesiones de 5 horas por sesión
No
18
50%
6. Método de evaluación
Por favor incluya en este apartado el % de la contribución relativa de:
Exámenes (2)
30.00%
Participación en clase
70.00%
Asistencia
Presentación de un proyecto
Otros
7. Temario del Tópico Selecto
I. Tráfico vesicular en plantas y animales: Conceptos generales
Febrero 2: Introducción de Tráfico de Vesículas (Karina Picazarri, 5h)
Febrero 9: Introducción de Señalización y Receptores (Yvonne Rosenstein, 5h)
Febrero 16: ¿Qué tan parecida es la maquinaria molecular de la Endocitosis en plantas y animales? (Karina Picazarri, 5h)
Febrero 23: Control de calidad en la vía biosintética-secretoria: Modelos vegetales y animales (Liliana Pardo, 5h)
II. Internalización y secreción de proteínas responsables de la homeostasis celular, la diferenciación y el desarrollo
Marzo 2: Control del transporte de iones por ubiquitina (Jonathan Rodríguez, 5h)
Marzo 9: Endocitosis y tráfico de canales y transportadores en plantas (Rosario Vera, 5h)
Marzo 16: Internalización de los transportadores de auxinas PIN y su repercusión en el gravitropismo y el fototropismo de las plantas (Gladys Cassab,
5h)
Marzo 23: Mecanismos de endocitosis y secreción en la formación del tubo polínico y pelos radicales (Luis Cárdenas, 5h).
30 Marzo: Endocitosis mediada por ubiquitina de receptores con actividad Tirosina Cinasa (RTKs) en animales (Karina Picazarri, 5h)
Abril 6: Internalización y transporte a la superficie membranal de receptores acoplados a proteínas G (Liliana Pardo, 5h)
Abril 13: Examen
III. Procesos de endocitosis derivados de la interacción con microrganimos
Abril 27: Internalización de virus en células animales: Dengue (Rosa Ma. Del Ángel, 2.5h); Influeza y Rotavirus (Pavel Iza, 2.5h)
Mayo 4: Internalización de virus en plantas. Ejercicio de recapitulación y comparación en ambos modelos (Karina Picazarri, 5h).
Mayo 11: Mecanismos de internalización mediados por receptores en respuesta a MAMP en modelos vegetales (Karina Picazarri, 5h)
Mayo 18: Internalización de bacterias patógenas y sus toxinas (Helena Porta, 5h)
Mayo 25: Endocitosis de bacterias gramnegativas: correlación entre un patógeno humano y un simbionte en
Rhizobia (Federico Sánchez, 5h)
Mayo 31: Examen
8. Bibliografía
plantas, el ejemplo de Mycobacterium y
Bibliografía (parcial)
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Achour L, Labbé-Jullié C, Scott MG, Marullo S. An escort for GPCRs: implications for regulation of receptor density at the cell surface.
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