Ci sono tre compartimenti principali che hanno percorsi che si collegano con gli endosomi. Esistono più percorsi in cellule specializzate, come i melanociti e le cellule polarizzate. Ad esempio, nelle cellule epiteliali, un processo speciale chiamato transcitosi consente ad alcuni materiali di entrare in un lato di una cellula e uscire dal lato opposto. Inoltre, in alcune circostanze, gli endosomi/MVB tardivi si fondono con la membrana plasmatica anziché con i lisosomi, rilasciando le vescicole lumenali, ora chiamate esosomi, nel mezzo extracellulare.
Non c’è consenso sull’esatta natura di questi percorsi, e il percorso sequenziale intrapreso da un dato carico in una data situazione tenderà ad essere oggetto di dibattito.
Golgi a/da endosomiedit
Le vescicole passano tra il Golgi e gli endosomi in entrambe le direzioni. Gli adattatori per vescicole rivestiti di clatrina GGAs e AP-1 producono vescicole sul Golgi che trasportano molecole agli endosomi. Nella direzione opposta, retromer genera vescicole nei primi endosomi che trasportano le molecole verso il Golgi. Alcuni studi descrivono un percorso di traffico retrogrado dagli endosomi tardivi al Golgi mediato da Rab9 e TIP47, ma altri studi contestano questi risultati. Le molecole che seguono queste vie includono i recettori del mannosio-6-fosfato che trasportano le idrolasi lisosomiali verso la via endocitica. Le idrolasi vengono rilasciate nell’ambiente acido degli endosomi e il recettore viene recuperato nel Golgi da retromer e Rab9.
Membrana plasmatica a / da endosomi precoci (attraverso endosomi di riciclaggio)Modifica
Le molecole vengono consegnate dalla membrana plasmatica agli endosomi precoci nelle vescicole endocitiche. Le molecole possono essere interiorizzate tramite endocitosi mediata dal recettore in vescicole rivestite di clatrina. Altri tipi di vescicole si formano anche sulla membrana plasmatica per questa via, compresi quelli che utilizzano la caveolina. Le vescicole trasportano anche le molecole direttamente alla membrana plasmatica, ma molte molecole vengono trasportate in vescicole che prima si fondono con gli endosomi di riciclaggio. Le molecole che seguono questo percorso di riciclaggio sono concentrate nei tubuli degli endosomi precoci. Le molecole che seguono queste vie includono i ricevitori per LDL, il fattore di crescita epidermico (EGF) e la transferrina della proteina del trasporto del ferro. L’internalizzazione di questi recettori dalla membrana plasmatica avviene per endocitosi mediata dal recettore. LDL viene rilasciato negli endosomi a causa del pH inferiore e il recettore viene riciclato sulla superficie cellulare. Il colesterolo viene trasportato nel sangue principalmente da (LDL) e il trasporto da parte del recettore LDL è il principale meccanismo mediante il quale il colesterolo viene assorbito dalle cellule. Gli EGF vengono attivati quando l’EGF si lega. I recettori attivati stimolano la propria internalizzazione e degradazione nei lisosomi. L’EGF rimane legato al recettore EGF (EGFR) una volta endocytosed agli endosomi. Gli EGFR attivati stimolano la loro ubiquitinazione e questo li indirizza verso le vescicole lumenali (vedi sotto) e quindi non vengono riciclati nella membrana plasmatica. Questo rimuove la porzione di segnalazione della proteina dal citosol e quindi impedisce la continua stimolazione della crescita – nelle cellule non stimolate con EGF, gli EGF non hanno EGF legati a loro e quindi riciclano se raggiungono gli endosomi. La transferrina rimane anche associata al suo recettore, ma, nell’endosoma acido, il ferro viene rilasciato dalla transferrina, e quindi la transferrina senza ferro (ancora legata al recettore della transferrina) ritorna dall’endosoma precoce alla superficie cellulare, sia direttamente che attraverso gli endosomi di riciclaggio.
Endosomi tardivi a lisosomiedit
Il trasporto dagli endosomi tardivi ai lisosomi è, in sostanza, unidirezionale, poiché un endosoma tardivo viene “consumato” nel processo di fusione con un lisosoma. Quindi, le molecole solubili nel lume degli endosomi tenderanno a finire nei lisosomi, a meno che non vengano recuperate in qualche modo. Le proteine transmembrane possono essere consegnate alla membrana perimetrale o al lume dei lisosomi. Le proteine transmembrane destinate al lume del lisosoma sono ordinate nelle vescicole che germogliano dalla membrana perimetrale negli endosomi, un processo che inizia nei primi endosomi. Quando l’endosoma è maturato in un endosoma tardivo / MVB e si fonde con un lisosoma, le vescicole nel lume vengono consegnate al lume del lisosoma. Le proteine sono contrassegnate per questa via dall’aggiunta di ubiquitina. I complessi di ordinamento endosomiale necessari per il trasporto (ESCRTS) riconoscono questa ubiquitina e ordinano la proteina nelle vescicole lumenali formanti. Le molecole che seguono queste vie includono le LDL e le idrolasi lisosomiali erogate dai recettori del mannosio-6-fosfato. Queste molecole solubili rimangono negli endosomi e vengono quindi consegnate ai lisosomi. Inoltre, gli EGFR transmembrana, legati all’EGF, sono etichettati con ubiquitina e sono quindi ordinati in vescicole lumenali dagli ESCRTS.