Tema 6.1 Reticulo endoplasmático (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad de Lleida (UdL)
Grado Biotecnología - 1º curso
Asignatura Biología Celular
Año del apunte 2016
Páginas 4
Fecha de subida 21/03/2016
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Biología celular Tema 6.1 El retículo endoplasmático Héctor Escribano La célula eucariota es altamente compartimentada. De esta manera puede concentrar todos los enzimas de una reacción en un mismo lugar, acelerándola. Es una manera de mantener el sustrato y las enzimas juntas. Ya que el gran tamaño de la célula, quitaría eficiencia a los procesos si esos compartimentos no existieran. En los procariotas, al ser células más pequeñas, todos los sustratos están al alcance de los enzimas.
El retículo endoplasmático El retículo endoplasmático es un orgánulo celular membranoso. Existen dos tipos, el rugoso y el liso. Ambos tienen la misma estructura, pero el rugoso se caracteriza por tener ribosomas pegados a su membrana. Estos ribosomas sintetizan proteínas que bien se quedaran ancladas a la membrana o pasaran al lumen del retículo. El retículo es la “fabrica” de proteínas y de sustancias que deben ser secretadas y también es el distribuidor. Pero como sabe el retículo a donde tiene que enviar cada cosa? Cuando se sintetiza la cadena, al inicio o al final se añade una secuencia señal, y así las etiqueta.
Existen diferentes secuencias señal según el destino de las proteínas. Ésta se puede encontrar en el extremo amino, en el carboxilo o en regiones internas, que al ser plegadas, formen una región señal. Las proteínas viajaran del retículo endoplasmático al aparato de Golgi y de ahí al exterior o pasaran primero por vesículas secretoras que se quedaran en el citoplasma a la espera de una señal. Los transportes de estas proteínas son vesículas que se forman a partir de la membrana del orgánulo y se fusionan con la membrana del siguiente.
Si la ruta solo fuera secretora, la célula iría aumentando de tamaño al ir creciendo la superficie de membrana externa, pero como también es endocítica, la membrana vuelve hacia el interior, manteniendo la superficie celular estable. Todo lo que se encuentra en el interior de una vesícula dentro del citoplasma, es porque luego pertenecerá al medio exterior. O proviene de éste.
Funcionamiento del Retículo Endoplasmático El funcionamiento del retículo endoplasmático fue descubierto por Palade en la década de los 60. Sus colegas y el pusieron células secretoras en cultivo y cambiaron su medio de cultivo por uno de aminoácidos radioactivos, y luego volvieron a poner un medio normal. De esta manera, aquella proteína que en ese momento se estuviera sintetizando, lo haría con un aminoácido radioactivo. La radioactividad se pudo observar, y de esta manera se determinó la posición de aquellos aminoácidos radioactivos a lo largo del tiempo. Primero observaron que éstos se encontraban en el retículo endoplasmático, que salían en vesículas que iban hasta el aparato de Golgi y que desde allí volvían a formar parte de vesículas que iban a parar a la membrana donde soltaban sustancias que también contenían radioactividad. De esta forma, se pudo observar la ruta que seguían las sustancias secretadas por la célula. Se dedujo también que eran los ribosomas los responsables de sintetizar las proteínas. Se observó que el retículo endoplasmático de las células secretoras era mucho más grande que el de otras. Pero no quedó aclarado cuál era la diferencia entre los ribosomas libres del citosol y los ribosomas asociados a membrana.
Biología celular Tema 6.1 El retículo endoplasmático Héctor Escribano Síntesis de proteínas Los ribosomas que están asociados a la membrana de retículo se encargan de traducir las proteínas, pero están necesitan pasar hacia el interior del retículo para convertirse en proteínas integrales de membrana o de proteínas lumenales del retículo. Cuando una proteína se empieza a sintetizar aparece una secuencia señal de aminoácidos que indica si esa proteína debería quedarse en el citoplasma o ir al núcleo, mitocondria, a los peroxisomas, etc… Si esa péptido señal es la de retículo endoplasmático, una partícula SRP se une al ribosoma deteniendo la traducción. Entonces, la partícula SPR es reconocida por un receptor membranal del retículo. Una vez unido a la membrana, el ribosoma es unido al complejo de translocación donde se reanuda la traducción.
Partícula SRP La partícula SRP está formada por una molécula de RNA que adopta una estructura secundaria a la que se le han unido diferentes proteínas, que serán las responsables de interaccionar con los ribosomas, con la secuencia señal y con el complejo de translocación.
Translocación de proteínas Para proteínas que quedaran en el lumen del retículo: La secuencia señal será reconocida por el canal del translocador y quedará allí anclada. La cadena proteica se irá sintetizando e irá entrando hacia el interior del retículo. Una vez se haya sintetizado la proteína entera, una peptidasa cortará la secuencia señal y dejará la proteína madura en el lumen.
Para proteínas integrales: La secuencia señal quedará unida al translocador y la cadena se irá sintetizando hasta que en medio de la cadena aparece una secuencia stop de translocación. La translocación se detendrá y por tanto, todo aquello que se tradujo antes del stop estará en el interior del retículo y todo lo de después de la secuencia stop de cara al citoplasma.
Puede ser que después de la secuencia de stop venga otra secuencia señal, que también será reconocida por otra SRP, será vuelta a llevar hasta el translocador y se empezará la translocación. Así quedarían los dos extremos de la proteína hacia el lumen del retículo. Aun así, puede que después vengan más secuencias señal o más secuencias stop. La combinación de estas determinará la cantidad de dominios transmembranales de la proteína y hacia donde quedarán los extremos amino y carboxilo.
Cuando la secuencia señal no se encuentra justo al inicio de la proteína (extremo amino terminal) sino un poco después, la secuencia señal no es procesada por la peptidasa, y por tanto queda el extremo amino hacia el citoplasma.
Aquellas proteínas que van ancladas a grupos GPI, son sintetizadas translocadas casi íntegramente hacia el interior del retículo. Después, una GPI transamidasa transfiere la proteína al anclaje de GPI previamente formado.
Biología celular Tema 6.1 El retículo endoplasmático Héctor Escribano Glicosilación de proteínas en el lumen del retículo La mayoría de proteínas son glicosiladas en el interior del retículo mediante la adición de un grupo glucídico que se une al extremo amino de la Asparragina dela proteína. Existe una secuencia que determina que una proteína ha de ser glicosilada. Dicha secuencia es ASN-XSER/THR donde X no puede ser prolina. Si esta secuencia es encontrada, automáticamente se le añade un oligosacárido al amino de las ASN.
Xaperonas y el plegamiento de proteínas La PDI (Proteína Disulfuro Isomerasa) es una xaperona característica del interior del retículo.
Ésta ayuda a plegar a las proteínas que estarán expuestas al exterior ya que al ser proteínas que serán más propensas a recibir ataques necesitan de enlaces más fuertes. Los plegamientos de las proteínas a las que pliega la PDI están determinados por puentes disulfuro intramoleculares. Estos enlaces covalentes permiten un plegamiento fuerte de la proteína, pero en el caso de un mal plegamiento, la PDI es capaz de deshacer esos enlaces y sustituirlos por otros, por los correctos.
La PPI (Peptidil Prolil Isomerasa) es capaz de realizar giros en la proteína allá donde halla prolina. Es capaz de hacer cambiar el ángulo del enlace peptídico de ambos lados de la prolina, pasando de una cadena recta a un codo.
Control de calidad de proteínas del RE Las Xaperonas presentes en el lumen del retículo ayudan a las proteínas a plegarse completamente, pero también impiden que aquellas que tienen un plegamiento incorrecto abandonen el retículo. Proteínas como la BIP ayudan al ensamblaje de las cadenas ligeras de anticuerpos como la Inmunoglobulina. En el caso de las proteínas oligoméricas el ensamblaje de las subunidades se da dentro del retículo.
La calnexina, une a los oligosacáridos de las proteínas para que no interaccionen entre ellos y formen una proteína mal plegada. Pero si la proteína resultante no está bien plegada, en el interior del RE hay una Glucosil transferasa que se encarga de volver a añadir más glucosas a la proteína para que la calnexina la vuelva a unir y vuelva a intentar plegarla.
Las proteínas mal plegadas son exportadas al citosol, son marcadas con Ubiquitina y degradadas en el proteosoma.
Cuando hay un cúmulo de proteínas mal plegadas en el interior del retículo, la célula lo interpreta como que las Xaperonas que hay no dan abasto. Esto, la célula lo siente gracias a las proteínas BIP de las que hablábamos antes. Cuando la xaperona esta inactiva, está unida a un receptor de membrana, como en modo stand by. Cuando tiene trabajo se suelta, y el receptor (Ire 1) queda libre. Dos receptores Ire 1 se juntan, fosforilándose el uno al otro. Cuando están fosforilados tienen función ribonucleasa y, por tanto, quitan el intrón de un precursor de RNAm. Ese RNAm se traducirá en una proteína reguladora de genes, que irá hasta el núcleo y fomentará la transcripción de RNAm de más Xaperonas. Ese RNAm se transcribirá en los ribosomas asociados a la membrana del retículo, haciendo crecer la cantidad de Xaperonas de su interior.
Biología celular Tema 6.1 El retículo endoplasmático Héctor Escribano Retículo endoplasmático liso Es de aspecto tubular y no asociado a ribosomas, aunque el rugoso y el liso están interconectados. Es en el RE liso donde se sintetizan los lípidos, en la monocapa citosólica. A partir de dos ácidos grasos y de un glicerol se forma un ácido fosfatídico mediante la acción de una acil transferasa. Después de esto, se le puede añadir etanolamina, inositol o lo que se quiera, dependiendo de diferentes enzimas.
Las escramblasas cambian a los lípidos de monocapa para que ambas crezcan por igual. Las flipasas generan la asimetría de PC y SM hacia fuera y PE y PS hacia dentro, cambiando los lípidos de una monocapa a otra. También existen proteínas translocadoras de fosfolípidos, cuya acción es la de cambar los fosfolípidos de la monocapa citosólica de una membrana a otra membrana de otro orgánulo diferente. Así se van regenerando y recambiando los lípidos de las membranas.
En el retículo endoplasmático liso también se sintetizan los derivados lipídicos con la ayuda de la mitocondria. En un cúmulo de reacciones entre ambos, se sintetizan las hormonas esteroideas como la Aldosterona, el cortisol, el Estradiol, etc… El REL también interviene en procesos de desintoxicación de barbitúricos, etanol, insecticidas, conservantes o medicamentos, haciéndolos más solubles y, por tanto, más fáciles de eliminar.
También actúa, en células musculares, como reservorio de Calcio, liberándolo para señalizar la contracción muscular.
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