4.-Compartimentos celulares (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Biología Celular
Año del apunte 2015
Páginas 4
Fecha de subida 22/03/2015 (Actualizado: 15/05/2015)
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Tema 4: El citosol y los compartimentos celulares El citosol es un medio gelatinoso formado por agua, proteínas, intermediarios (RNA, azúcares, nucleótidos, iones…), cuerpos de inclusión y elementos del citoesqueleto.
Tiene diversas funciones: transducción de señales, síntesis y degradación de biomoléculas, regulación del tráfico de proteínas, reserva sustancias, medio para la mayoría de rutas metabólicas.
El citosol es, además, el medio en que se encuentran inmersos los orgánulos.
1. Síntesis y distribución de proteínas Existen tanto proteínas que se sintetizan completamente en el citosol, como proteínas que terminan su traducción en el RER.
En el caso de las primeras, pueden permanecer en el citosol o exportarse a mitocondrias, cloroplastos, peroxisomas o al interior del núcleo. Las segundas pueden quedarse en el RER o ser enviadas al AG, a la membrana nuclear, lisosomas, membrana plasmática o al exterior.
Esto ocurre porque en la secuencia de aa se indica dónde debe formarse la proteína, mediante una secuencia determinada (intermedia, en Nter o en Cter) o una estructura tridimensional concreta.
1.2. Proteínas RER En este caso, la secuencia se encuentra en el extremo Nter (el primero en formarse). Una partícula la reconoce y transporta el ribosoma al RER, donde hay canales que permiten la entrada de las proteínas. Las proteínas formadas pueden ser solubles (enzimas que se quedan en el lumen) o integrales (en la membrana). Ambas pueden quedarse en el RER o exportarse en vesículas al AG. De ahí pueden exportarse también a la membrana plasmática o a los endosomas/lisosomas También siguen esta ruta las proteínas de la membrana del núcleo (continuación de la del RER).
1.2. Proteínas citosol Algunas proteínas como enzima o proteínas del citoesqueleto se quedan en el citosol, otras entran en orgánulos por canales como los del RER. Las proteínas nucleares (histonas) entran en el núcleo a través de los poros nucleares.
2. Maduración y modificación de proteínas Durante la maduración de las proteínas, estas se modifican:   Proteínas RER: glucosilación, puentes S-S, oligomerización, cortes proteolíticos.
Proteínas citosol: glucosilación, acilación, prenilación… Estas modificaciones pueden ser de dos tipos:   Permanentes: glucosilación (unión a NAcGlucosamina, poco frecuente), acilación y prenilación (unión a lípidos de membrana) Transitorias (activan la proteína por la unión o eliminación de grupos): fosforilación, metilación y acetilación.
2.1. Plegamiento proteínas Las modificaciones contribuyen al correcto plegamiento de las proteínas. Sin embargo, algunas proteínas no logran alcanzar por sí solas el plegamiento óptimo, sino que necesitan la ayuda de otras proteínas: las chaperonas.
2.1.1. Chaperonas Las zonas hidrofóbicas de su superficie interaccionan con zonas hidrofóbicas de proteínas en formación. De esta forma se evita que estas zonas interacciones entre sí en medio acuoso, dando lugar a un repliegue erróneo. Una vez se ha formado toda la proteína, esta se repliega de nuevo. Si la estructura adoptada es la correcta, las chaperonas dejan de actuar; si no lo es, se repite el proceso (que consume ATP).
2.2.2. Chaperoninas Solo actúan sobre proteínas completamente traducidas. Forma una estructura en forma de barril, cuya entrada es hidrofóbica. Esta interacciona con la proteína permitiendo su entrada. A continuación se une un ATP, se cierra y expande el “barril” al tiempo que el medio interno se vuelve altamente hidrofílico, para que las zonas hidrofóbicas de la proteína se unan correctamente. Finalmente, se hidroliza el ATP y la proteína se libera correctamente plegada.
3. Degradación de proteínas Las proteínas que no consiguen plegarse correctamente deben ser degradadas. Este proceso tiene lugar en el citosol y se realiza en el proteosoma (que también existe en el núcleo). Las proteínas a degradar son reconocidas porque portan una cola de poliubicuitina y se degradan en el cilindro del proteosoma por medio de las proteasas.
Además, la ubicuitina tiene otras funciones: regulación (1 ubic.), endocitosis (varias), degradación (cola en Lys 48)… 3.1. Unión de la poliubicuitina El proceso está mediado por 3 enzimas: E1 (activador), E2 (conjugador) y E3 (uniéndose a la E2 forma la ubicuitina-ligasa).
E1 activa una ubicuitinas del citosol y la transporta gracias al consumo de ATP. Esta se une al complejo ubicuitina-ligasa y le transfiere la ubicuitina a la E2.
Cuando se detecta una proteína defectuosa, la ubicuitina-ligasa se une a ella y le transfiere la ubicuitina, uniéndola a la Lys 48. EL ciclo se repite hasta formar la cola de poliubicuitina.
Las proteínas que se deben degradar son:  Proteínas mal plegadas: se reconocen gracias a secuencias de aa específicos o a ciertas configuraciones reconocidas por la E3.
1. Proteínas lesionadas 2. Subunidades no ensabladas  Proteínas normales: son proteínas que deben dejar de actuar (control de vida media). Existen 2 rutas para degradarlas: 1. Activación/Desactivación de Ub-Ligasa 2. Creación/Desenmascaro de señales en la proteína.
Las proteínas mal plegadas pueden formar agregados de difícil digestión, dando lugar a enfermedades:   Neurodegenarativas→ Alzheimer Provocadas por priones→ vacas locas ...