Le cellule hanno diversi meccanismi per identificare, raggruppare e scaricare le proteine ​​danneggiate. Il processo di identificazione e rimozione delle proteine ​​danneggiate è fondamentale per mantenere l’omeostasi cellulare, prevenire l’accumulo di aggregati proteici dannosi e garantire il corretto funzionamento della cellula. Ecco le fasi e i processi principali coinvolti in questo sistema di gestione dei rifiuti cellulari:

1. Controllo di qualità delle proteine :

Le cellule dispongono di meccanismi di controllo della qualità per monitorare la salute e la funzionalità delle proteine. Le proteine ​​danneggiate possono essere riconosciute da chaperoni molecolari, come le proteine ​​da shock termico, che si legano alle regioni idrofobiche esposte di polipeptidi mal ripiegati o danneggiati.

2. Ubiquitinazione :

Le proteine ​​danneggiate identificate sono contrassegnate per la degradazione mediante il processo di ubiquitinazione. L'ubiquitina, una piccola proteina, è legata covalentemente alla proteina danneggiata dagli enzimi ubiquitina ligasi. Questo processo di etichettatura crea un segnale per il riconoscimento del proteasoma.

3. Degradazione proteasomica :

Il proteasoma 26S è un grande complesso proteico che funziona come il principale meccanismo di degradazione delle proteine ​​nelle cellule. Le proteine ​​ubiquitinate vengono trasportate al proteasoma, dove vengono spiegate e scisse in piccoli frammenti peptidici.

4. Autofagia :

Oltre alla via proteasomale, le cellule utilizzano anche l’autofagia per rimuovere le proteine ​​danneggiate. L’autofagia è un processo di autodigestione cellulare che comporta la formazione di vescicole a doppia membrana chiamate autofagosomi. Le proteine ​​danneggiate e interi organelli possono essere fagocitati dagli autofagosomi.

5. Degradazione lisosomiale :

Gli autofagosomi contenenti proteine ​​danneggiate alla fine si fondono con i lisosomi, formando gli autolisosomi. I lisosomi sono organelli acidi che contengono enzimi idrolitici capaci di scomporre le proteine ​​nei loro aminoacidi costituenti.

6. Ripiegamento e riparazione delle proteine :

Le cellule a volte tentano di riparare le proteine ​​danneggiate prima della degradazione. Gli accompagnatori molecolari possono aiutare a ripiegare le proteine ​​mal ripiegate e specifici enzimi possono riparare alcuni tipi di danni proteici. Se questi meccanismi di riparazione falliscono, le proteine ​​danneggiate vengono generalmente destinate alla degradazione.

Questi processi di gestione dei rifiuti cellulari assicurano la rimozione delle proteine ​​danneggiate e il mantenimento dell’integrità cellulare. Le cellule possono regolare dinamicamente questi sistemi in base all’entità del danno proteico e dello stress cellulare, consentendo loro di adattarsi e sopravvivere in ambienti difficili.