Tema 9: Ribosomes i Sistemes d'Endomembranes PDF

TEMA 9 Ribosomes i sistemes d’endomembranes COL·LEGI SAN ANTONIO DE PADUA – CARCAIXENT AURE COMPANY TORRES CONTINGUTS 1. Ribosomes. 2. Reticle endoplasmàtic. 3. Complex de Gol...

TEMA 9 Ribosomes i sistemes d’endomembranes COL·LEGI SAN ANTONIO DE PADUA – CARCAIXENT AURE COMPANY TORRES CONTINGUTS 1. Ribosomes. 2. Reticle endoplasmàtic. 3. Complex de Golgi. 4. Lisosomes. 5. Vacúols. 6. Peroxisomes.  1.- Ribosomes Xicotetes partícules on té lloc la síntesi de proteïnes en tots els éssers vius. Complex format per: Vàries molècules de ARNr (meitat del pes) amb funció catalítica de síntesi proteica. Proteïnes associades: incrementen la funció del ARNr (estabilitzen). Cada ribosoma està format per: Subunitat xicoteta. S’uneix a l’ARNm i a les molècules d’ARNt. Subunitat gran. Catalitza la formació dels enllaços peptídics. Tipus de ribosomes Ribosoma procariota (70S) Ribosoma eucariota (80S) 50 S 60 S Subunitat major 35 proteïnes 49 proteïnes ARN 5S i ARN 23 S ARN 5S, ARN 5.8S, ARN 28S 30 S 40S Subunitat menor 21 proteïnes 33 proteïnes ARN 16S ARN 18S  Coeficient de sedimentació (svedbergs) és el valor al que una partícula o molècula sedimenta quan és sotmesa a ultracentrifugació. No són valors additius, per exemple: ribosoma eucariota (80S) format per dos subunitats major (60S) i menor (40S). En eucariotes, trobem els dos tipus de ribosomes: Ribosomes 80S: Lliures al citosol. Units a la cara citosòlica del RE formant el RE rugós. Segons localització el destí de la proteïna que sintetitza és diferent. Ribosomes 70S: Similars als bacterians. Interior de mitocondris i cloroplasts. Sintetitzen proteïnes codificades per l’ADN mitocondrial/del cloroplast. Origen dels ribosomes Síntesi i acoblament de dos components: ARNr i proteïnes. Proteïnes: sintetitzades al citosol. ARNr: sintetitzat al nuclèol (gens ARNr - T. 11). Acoblament de la subunitat al nuclèol. Assemblatge de subunitats al citoplasma. Funció dels ribosomes Intervenen en la síntesi de proteïnes (TRADUCCIÓ) 1. Unió a un punt específic de l’ARNm 2. Desplaçament al llarg d’ella per a traduir els nucleòtids a proteïnes. Ribozim amb activitat catalítica. 3. Quan arriba al final la proteïna s’allibera i les dos subunitats se dissocien de l’ARNm (citosol). POLIRRIBOSOMA (polisoma): diversos ribosomes que tradueixen simultàniament la mateixa molècula d’ARNm. L’ARNr és responsable de la forma i la funció catalítica (T15) Las proteïnes associades estabilitzen l’ARN. 2.- El reticle endoplasmàtic (RE) El RE està format per una xarxa de membranes interconnectades que ocupa tot el citoplasma. Forma: cisternes, sàculs i tubs aplanats que defineixen un espai intern: el lumen. Té diverses funcions: Síntesi de proteïnes i lípids de molts orgànuls. Síntesi de proteïnes que van a l’exterior. Segons si té, o no, ribosomes adherits: RE rugós: amb ribosomes. RE llis: sense ribosomes.  RE rugós Recobert per ribosomes (units mitjançant proteïnes). Funció: síntesi proteica. La seua membrana continua a l’embolcall nuclear. Forma de sàculs i cisternes aplanats. Desenvolupament i distribució segons el tipus cel·lular. Especialment desenvolupat en cèl·lules secretores.  Funcions del RE rugós Síntesi de proteïnes Glicosilació de proteïnes Es formen dos tipus de proteïnes: Incorporació Proteïnes transmembrana (parcialment d’oligosacàrids a les translocades – es quedaran a la vesícula). proteïnes. Proteïnes solubles en aigua (completament translocades i alliberades al lumen). Dona lloc a glicoproteïnes. Començament als ribosomes del citosol. La unió del ribosoma a la membrana de l’RE quan arriba al pèptid senyal. La partícula de reconeixement de senyal (PRS) s’uneix al pèptid i porta al ribosoma cap a un receptor al RE. Continua la síntesi a l’interior.  Re llis Regions de RE que manquen de ribosomes. Membrana connectada al RE rugós, formant una xarxa de túbuls És abundant en cèl·lules especialitzades del metabolisme lipídic i hepatòcits. Principals funciones: Síntesi de lípids cel·lulars: Fosfolípids i colesterol per a las membranes. Hormones esteroidees a partir de colesterol. Intervé en processos de detoxificació metabolitzant substàncies tòxiques liposolubles i compostos perjudicials metabòlics per a que no s’acumulen. Els metabòlits són ara hidrosolubles i poden ser eliminats a l’orina (hepatòcits). 3.- El Complex de Golgi (o Aparell de Golgi) Sol localitzar-se prop del nucli (o centrosoma en animals). El seu desenvolupament i nombre de dictiosomes varia segons el tipus cel·lular: un o varis; cadascun format por cisternes. En aquest orgànul les molècules procedents del RE són modificades, classificades i empaquetades en vesícules per a dirigir-se al seu destí final. Estructura del complex de Golgi Un o més grups de cisternes aplanades i apilades o dictiosomes. Cada dictiosoma conté entre 4-6 cisternes envoltades de xicotetes vesícules. Cara cis o d’entrada. Relacionada amb el RE. Arriben a ell vesícules de transport. En direcció cis → trans van les vesícules pateixen modificacions. Gemmació d’una cisterna i fusió a la següent. Cara trans o d’eixida. Les vesícules secretores es dirigeixen als seus destins finals. Hi ha associades vesícules de transport que s’agrupen al voltant de les dos cares del dictiosoma i a les vores de la cisterna. Poden anar a parar a: Membrana plasmàtica. Formar una vesícula secretora (constitutiva / regulada) Crear un lisosoma (si conté enzims lítics). Intervé en processos de secreció Empaquetat de proteïnes destinades a ser secretades a l’exterior en vesícules de secreció. Fusió amb la membrana plasmàtica i exocitosi. Reciclatge de la membrana plasmàtica Després de l’exocitosi. Reposar components de la membrana per endocitosi (ex: receptores). Glicosilació Enzims glicosiltransferases. A lípids i a proteïnes. S’eliminen alguns sucres del RE i adició d’altres. Altres funcions Formació de lisosomes i vacúols (CEV). Síntesi de components de la matriu extracel·lular (a la CEA) i paret cel·lular (en la CEV). Formació del tabic telofàsic a les cèl·lules vegetals.  Secreció de proteïnes por dues rutes: RUTA CONSTITUTIVA: secreció contínua per una fusió ràpida amb la membrana plasmàtica. RUTA REGULADA: són emmagatzemades en vesícules secretores específiques i la secreció té lloc quan la cèl·lula és estimulada per un senyal extracel·lular, com una hormona. Distribució asimètrica dels sucres, per l’adició: Membrana intracel·lular: sucre cap a l’interior de l'orgànul Membrana plasmàtica: cap a l’exterior de la cèl·lula = lumen del RE i AG  4.- Lisosomes Són vesícules envoltades de membrana que contenen enzims hidrolítics encarregades de la digestió intracel·lular. Forma i tamany molt heterogenis (segons el material que digereixen). Contenen al voltant de 40 enzims diferents: Hidrolases àcides. pH òptim pròxim a 5. Proteases, nucleases, glicosidases, lipases, fosfatases, sulfatases i fosfolipases. Es formen a partir de vesícules que es desprenen de l’aparell de Golgi.  Resistent a l’acció dels enzims hidrolítics degut a que la majoria de les seues proteïnes estan molt glicosilades. Conté una bomba de protons que manté el pH àcid a l’interior. Proteïnes transportadores que permeten que els productes resultants de la digestió passen al citosol. Fa de barrera per als enzims ja que el pH del citosol és 7,2. La dependència àcida de l’activitat d’aquests enzims protegeix el contingut del citosol front a fugues.  Intervé a la digestió intracel·lular de macromolècules. Funció Dos processos diferents: AU TO FÀG I A H E TE R O FÀG I A Digestió de material endogen (parts Digestió de material exogen (vesícules defectuoses de la cèl·lula). d’endocitosi → lisosoma). L’orgànul defectuós s’envolta de membrana Productes resultants (subst. senzilles) del RE (autofagosoma) i es fusiona amb un transportats al citosol per a ser reutilitzats. lisosoma, es digereix. Digestió incompleta → cossos residuals: defecació cel·lular en protoctist. Utilitat: recanvi de components cel·lulars (defectuosos o innecessaris) i nutrició en Utilitat: nutrició i defensa d’organismes. condicions desfavorables (dejú). Relació entre RE, AG, Lisosomes i Membrana Plasmàtica  5.- Vacúol Components característics de les cèl·lules eucariotes vegetals. Vesícula molt gran plena de líquid i envoltada per una membrana, denominada tonoplast. Formada por fusió de vesícules de l’AG. El nombre i mida varia segons el tipus cel·lular i las fases del desenvolupament: Cèl·lula immadura: molts vacúols xicotets que se fusionaran en créixer. Madura: un sol vacúol que pot arribar a ocupar el 90% del volum cel·lular.  En una cèl·lula pot haver diferents vacúols amb funcions diferents (lisosòmica i emmagatzemament). També acumula ions que s’incorporen, pel que contribueix al manteniment de la homeòstasis. La composició varia d’acord amb el tipus de planta i l’estat fisiològic: Principalment hi ha aigua, que té sals, sucres i proteïnes. De vegades algunes sals formen cristalls (oxalat càlcic) Altres contenen olis i essències. Emmagatzemen de gran varietat de substàncies Nutritives (proteïnes de reserva), productes de rebuig tòxics (aïllats, com la nicotina o l’opi), pigments antociànics (pètals flors). Posseeixen activitat digestiva Poden contenir enzims hidrolítics. Degradació de macromolècules i reciclatge de components cel·lulars. Regulen la pressió de turgència Entrada d’aigua por osmosi, en un medi hipotònic. Expansió i augment de la pressió hidrostàtica, turgència per la paret cel·lular. Augment de tamany per acumulació d’aigua Sistema econòmic per al creixement de cèl·lules vegetals.  6.- Peroxisomes Orgànuls membranosos amb enzims oxidatius. Reaccions que usen oxigen generant peròxid d'hidrogen (H2O2), que és molt tòxic. El peròxid d'hidrogen és utilitzat per la catalasa en reacciones oxidatives útils. Conté dos tipus d’enzims: Oxidases: generen peròxid d’hidrogen. Catalasa: elimina el peròxid d’hidrogen.  Reaccions dels peroxisomes O X I DA S E S C ATA L A S A Utilitzen O2 per eliminar àtoms de H de Aquest enzim usa el H2O2 generat per determinats substrats inorgànics: aa, àcids oxidar molècules orgàniques xicotetes: grassos, purines, àcid làctic... fenols, àcid fòrmic, formaldehid, etanol o metanol... R H 2 + O 2 → R + H 2O 2 R ’ H + H 2O 2 → R ’ + 2 H 2O També transforma l’excés de H 2O2 en H2O: 2 H 2O 2 → 2 H 2O + 2 O 2 Funcions de peroxisomes i glioxisoma Porten a terme reaccions oxidatives Degradació d'àcids grassos i aminoàcids generant H 2O2. No proporcionen energia en forma de ATP però sí calor. Intervenen en reaccions de detoxificació A las cèl·lules hepàtiques i renals. Detoxifiquen molècules de la circulació com l’etanol. A las plantes trobem glioxisomes Transforma els greixos emmagatzemats a les llavors en sucres per al desenvolupament de l’embrió.  Extra: el proteasoma Les proteïnes citosòliques tenen temps de vida diferents i són degradades per dues rutes: proteasoma i proteòlisi lisosòmica. Sistema ubiqüitina-proteasoma: és la ruta principal de degradació selectiva de proteïnes a les cèl·lules eucariotes. Les proteïnes són marcades amb ubiqüitina (pèptid). Les proteïnes marcades són reconegudes i degradades per un complex macromolecular, el proteasoma. Més informació.  Preguntes top del tema Tot el tema es important però… SÍ O SÍ m’he de saber: 1. Diferències RER i REL. 2. Relació del sistema d’endomembranes: RE, complex de Golgi, lisosomes, membrana plasmàtica. 3. Estructura i funcionament del complex de Golgi. Saber dibuixar la seua estructura i localitzar parts. 4. Funcions concretes dels orgànuls (taules). 5. Identificar fotos (microscòpia electrònica) i dibuixos dels orgànuls del tema.