Transporte a través de la envoltura nuclear: importación
La envoltura nuclear es el conjunto de dos membranas que delimitan el núcleo de las células eucariotas. Estas envolturas se encuentran traspasadas por un gran número de poros nucleares que permiten el paso de moléculas de gran tamaño (más de 50 KDa) de un lado a otro de la envoltura. Puedes leer más sobre la envoltura nuclear en el artículo que le dedicamos aquí . Existen dos familias de proteínas encargadas del transporte a través de los poros nucleares, denominadas en conjunto carioferinas. Las importinas son las encargadas de mediar en el transporte de entra de proteínas dentro del núcleo y las exportinas son las encargadas del proceso contrario, mediar en la salida hacia el citoplasma. Puedes leer más sobre las exportinas y el mecanismo de transporte fuera del núcleo asociado a ellas en el artículo que le dedicamos aquí .
Existen varios mecanismos que señalizan a una proteína para su transporte a través de la envoltura nuclear. Una proteína que deba viajar al núcleo tendrá en su secuencia un dominio de unos 15 aminoácidos denominado NLS (nuclear localitation signal) que se unirá fuertemente a otro dominio NLS que presentan las alfa importinas. Los dominios NLS se caracterizan por su carácter básico y una secuencia de aminoácidos conservada, siendo la más común PKKKRKV. La alfa importina media la unión entre la proteína cargo y una beta importina. El complejo formado por las tres proteínas podrá entonces difundir hacia el interior del núcleo.
Una vez dentro del núcleo el trímero se unirá a la proteína RAN, una proteína Ras GTPasa, que es capaz de separar el complejo y además captura a la beta importina. Así la proteína queda ya libre dentro del núcleo para realizar su función.
Pero el sistema debe regenerarse, es decir volver a sacar las importinas al citoplasma. Así es como lo hace: La betaimportina unida a RAN-GTP podrá viajar de vuelta al exterior nuclear. Una vez en el citoplasma el GTP es hidrolizado y se separan la beta importina de RAN-GDP, gracias a la proteína. La beta importina queda así de nuevo lista para transportar nuevas proteínas con dominios NLS al núcleo.
Po su parte la alfa importina se une a una proteína nuclear denominada CAS (llamada así por su función en la Susceptibilidad de Apoptosis Celular), que resulta ser una proteína tipo exportina. Este complejo une otra molécula de RAN-GTP. Seguidamente el complejo formado por las tres proteínas sale del núcleo celular por un poro y en el citoplasma el GTP es hidrolizado dejando la importina libre para que vuelva a unirse a una proteína con un NLS. CAS es capaz de entrar en el núcleo sin ningún tipo de señalización ni proteína mediadora, puesto que su peso molecular es menor a 50 KDa, el límite de difusión simple de los poros nucleares.
El nucleo está agujerado por infinidad de poros nucleares para dejar entrar a las proteínas.
Finalmente nos queda por recuperar el Ran GTP. Para ello la célula se vale de la diferencia del gradiente de concentración de Ran entre el exterior y el interior del núcleo. Esto se consigue por la proteína nuclear RanGEF que fosforila a los RanGDP del interior nuclear. De esta manera RANGDP entra de nuevo al núcleo por difusión simple (también es de bajo peso molecular) y es fosforilada en el núcleo para volver a empezar el ciclo.