Sistema Endomembrana

SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS

El retículo endoplásmico nace a partir de la envoltura nuclear (carioteca) y se extiende por todo el citoplasma, el aparato de Golgi se queda muy cerca del núcleo, los lisosomas están dispersos en el citoplasma y tienen formas muy heterogéneas, las mitocondrias que tienen que ver con el metabolismo energético y los peroxisomas que están relacionados con la detoxificación celular.

Sorting: es todo el procesamiento y maduración de las proteínas, en el sorting participan el RER, el Golgi y el “destino” es el lisosoma, pero no es que participe en el sorting.

Las proteínas se sintetizan en los ribosomas (no son organelos, sólo se debería considerar un agregado macromolecular, las proteínas se sintetizan en los ribosomas, hay dos tipos de ribosomas, éstos dos tipos son idénticos pero la disposición espacial que tienen es distinta, tenemos ribosomas que quedan libres en el citoplasma y sintetizan proteínas en el citoplasma, por otro lado, tenemos otros ribosomas que se asocian a la membrana del RER, éstos dos tipos de ribosomas son iguales en función y en estructura, la única diferencia es su disposición espacial en la célula.

Dos conceptos:

- Destinación de proteínas Post- traduccional: Los ribosomas que están en el citoplasma, sintetizan proteínas completas, cuando se terminan de sintetizar estas proteínas, estas vienen con una señal (secuencia de aminoácidos) que vamos a llamar péptido señal y que le indica a la proteína cuál es su destino.

- Destinación de proteínas Co- traduccional: Los ribosomas que están asociados al RER, sintetizan proteínas, pero en este caso la proteína mientras se va sintetizando se va metiendo al lumen del RER.

Ribosomas libres en el citosol Ribosomas asociados al RER

Encontramos proteínas con péptido señal, ésta proteína va a tener un destino (señal para las mitocondrias, peroxisomas y núcleo). Por otro lado también encontramos proteínas sin péptido señal, por lo que no tienen destino y quedan en el citosol.

* Mitocondrias, peroxisomas y núcleo no participan en el tráfico de vésiculas. Encontramos proteínas con péptido señal (de esta forma pueden entrar al RER). Cuando ya entran el RER las proteínas pueden ser de dos tipos: residente permanente (se quedan en el RER) o residente transitorias, es decir, que migran del RER. Las proteínas transitorias viajan al Golgi a través de vesículas, este caso es lo mismo, algunas proteínas pueden ser residentes permanentes o residentes transitorias, posteriormente, éstas proteínas viajan desde el trans Golgi y pueden tener 3 destinos:

migrar hacia el extracelular (proteínas de secreción), ir a formar parte de la membrana plasmática (proteínas de membrana) o ir a los lisosomas.

*Entonces, en el trans Golgi se clasifican, se empaquetan en vesículas y pueden tomar uno de los 3 destinos antes mencionados.

¿De donde provienen las proteínas que van al núcleo? Las sintetizan los ribosomas libres en el citosol (transporte no vesicular).

El destino de las proteínas está dado por una señal, ésta señal puede ser una secuencia de aminoácidos que esté en uno de los extremos de la proteína o en el centro, pero es una secuencia continua, por lo que le vamos a llamar secuencia señal. Por otro lado, la proteína puede tener varias secuencias (dispersas) y cuando la proteína se pliega, estas secuencias quedan en contacto y esto denomina región señal.

El retículo endoplasmático se divide en dos partes: rugoso y liso, la parte del rugoso es la que está asociada a ribosomas, el retículo endoplasmático rugoso está formado por sacos aplanados con ribosomas asociados y la parte del liso está formada por túbulos y no están asociados a ribosomas, las funciones de ambos retículos son absolutamente distintas.

En el retículo endoplasmatico liso se forman todas las membranas celulares, incluyendo la de los lisosomas.

Funciones del REL:

El REL se encuentra por lo general, en una menor proporción en en comparación con otros organelos, por lo que no es abundante. El REL va a ser abundante en aquellas células que están especializadas en el metabolismo lipídico (células que sintetizan lípidos y esteroides, por ejemplo: Células de Leydig). Otra función es la producción de lipoproteínas (complejos macromoleculares formados por proteínas y transportan lípidos, colesterol o trigligéridos).

Otra función importante del REL, es la detoxificación celular, en el REL encontramos un complejo de enzimas llamado citocromo p450, ese complejo de enzimas son enzimas encargadas de eliminar moléculas nocivas para la célula.

También en el REL, hay almacenamiento de calcio, mayoritariamente en el REL presente en las células musculares, llamado retículo sarcoplásmico. (Secuestra calcio y solamente lo libera cuando se inicia la contracción muscular).

Biosíntesis de lípidos: el REL tiene dos mono capas, una mono capa que da hacia el citoplasma y otra monocapa que da hacia el lumen, en la mono capa citoplasmática se sintetizan fosfolípidos.

En el REL las enzimas que están encargadas de sintetizar los fosfolípidos de la membrana tienen sus sitios catalíticos expuestos hacia el citoplasma, por lo tanto todos los fosfolípidos se sintetizan en la mono capa citoplasmática.

¿Cómo se forma la bicapa lipídica? Dándolo vuelta (movimiento flip-flop) hay que recordar que solo en el REL tenemos las enzimas flipasas (en la membrana plasmática no hay flipasas) por lo tanto el flip flop (translocación de fosfolípidos de una monocapa a la otra) sólo ocurre con una gran velocidad en el REL y no en la membrana plasmática.

¿Cómo viaja esto a la membrana plasmática para formarla? Por vesículas (bicapa cerrada), va a viajar a la membrana plasmática y se va a fusionar a ella para irla “renovando”. Por otro lado va a viajar a la membrana del RER, a la membrana del aparato de Golgi, con el objetivo de “renovar” la membranas.

* La monocapa que da hacia el lumen del REL cuando viaje en una vesícula hacia la membrana plasmática va a quedar hacia fuera (mirando hacia el extracelular) y la monocapa citoplasmática (citosólica) del REL va a seguir mirando hacia el citoplasma (citosol).

Las mitocondrias, peroxisomas y núcleo no forman parte del mecanismo antes mencionado, porque no participan en el trafico de vesículas, por lo tanto ¿Cómo van a obtener sus fosfolípidos de membrana? Gracias a una proteína intercambiadora de fosfolípidos, que toma de a un fosfolípido del REL y lo lleva a la membrana del peroxisoma o a la de la mitocondria.

Retículo endoplasmatico rugoso (RER), una de sus principales funciones es que participa en la biosíntesis de proteínas, nosotros sabemos que las proteínas se sintetizan en los ribosomas, pero se considera que el RER participa en la biosíntesis proteica porque en este organelo las proteínas se modifican.

¿Cómo entran las proteínas al RER? Entran porque tienen un péptido señal, la membrana del RER tiene un translocador de proteínas que actúa como un “canal proteico” para que las proteínas puedan entrar al lumen del RER. El péptido señal es reconocido por un receptor que está asociado al translocador, el péptido señal queda unido al translocador y el resto de la proteína empieza a pasar hacia el lumen, una vez que termino de pasar toda la proteína, este translocador se abre en forma lateral en la membrana y viene una enzima llamada peptidasa señal que corta el péptido señal, la proteína queda en el lumen por lo tanto es una proteína soluble y el péptido señal queda en la membrana del RER (posteriormente una proteasa lo degrada ya que no cumple ninguna función).

¿Qué pasa si esta proteína no es soluble y es una proteína transmembrana?

En la proteína se marcan dos zonas, el péptido señal y otra zona llamado secuencia de paro, en la membrana del RER hay un translocador, ésta proteína empieza a entrar y el péptido señal queda unido con el translocador, cuando se llega a la secuencia de paro la proteína ya no puede seguir pasando al lumen del RER y la secuencia de paro también queda unida al translocador, posteriormente el translocador se abre en forma lateral y viene una peptidasa señal que corta el péptido señal, al mismo tiempo la secuencia de paro queda en la membrana del RER con las proteínas unidas. (los aminoácidos que forman la secuencia de paro deben ser hidrofóbicos para que la secuencia de paro quede en la membrana del RER), finalmente cuando se corta el péptido señal será degradado posteriormente por una proteasa.

¿Qué pasa si la proteína tiene dos pasos? En este caso el péptido señal no va a estar en el extremo de la proteína sino que estará en el medio, la proteína empieza a pasar por el translocador y el péptido señal se va a unir al translocador al igual que la secuencia de paro, formándose un bucle, el translocador se abre en forma lateral y la secuencia de paro y el péptido señal quedan “transmembrana”, en este caso el péptido señal no se corta ni se degrada porque está formando parte de la “transmembrana”.

• Siempre que la proteína sea de un paso, el péptido señal estará en un extremo.

¿Qué pasa si la proteína tiene 3 o 4 pasos? Necesitamos más péptido señal y más secuencias de paro.

Glicosilación de proteínas:

La mayoría de las proteínas que llegan al RER se glicosilan

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