Tema 4 - Citosol bio PDF

Biología TEMA 4: C O M PA R T I M E N T O C I T O S Ó L I C O : C I T O S O L , R I B O S O M A S , S Í N T E S I S D E P R OT E Í N A S Y C A M B I O S P O S T R A D U C C I O N A L E S D E L A S M I S M A S. D E G R A D A C I Ó...

Biología TEMA 4: C O M PA R T I M E N T O C I T O S Ó L I C O : C I T O S O L , R I B O S O M A S , S Í N T E S I S D E P R OT E Í N A S Y C A M B I O S P O S T R A D U C C I O N A L E S D E L A S M I S M A S. D E G R A D A C I Ó N D E P R OT E Í N A S. Paula Sáez Espinosa [email protected] TEORIA MÓDULO I: Biología Celular General BLOQUE 1: INTRODUCCIÓN Tema 1: Contexto histórico e importancia de la Biología Celular en nutrición. Tema 2: La célula: las unidades básicas de la vida. Estructura y organización de la célula procarionte y eucarionte. BLOQUE 2: MEMBRANAS CELULARES Y CITOSOL Tema 3: Estructura, composición y función de las membranas celulares. Membrana celular y endomembranas. Dominios de membrana, cubiertas celulares y compartimentación celular. Tema 4: Compartimento citosólico: citosol, ribosomas, síntesis de proteínas y cambios postraduccionales de las mismas. Proteínas de estrés (chaperonas, ubiquitinas y proteasomas) BLOQUE 3: CITOESQUELETO Y DIFERENCIACIONES DE LA SUPERFICIE CELULAR Tema 5: Citoesqueleto. Filamentos de actina, microtúbulos y Filamentos Intermedios. Tema 6: Especializaciones de la superficie celular. Mecanismos y moléculas de adhesión celular. Comunicación celular. Mecanismos fundamentales de comunicación celular. BLOQUE 4: ORGÁNULOS MEMBRANOSOS Tema 7: Endomembranas: retículo endoplásmico, complejo de Golgi y trafico vesicular y de proteínas. Mitocondrias e intercambio de materia y energía. Tema 8: Compartimentación nuclear. Carioteca y láminas nucleares. Cromatina, cromosomas y nucléolo. Poros nucleares. Transporte núcleo/citoplasma. BLOQUE 5: RESPUESTA CELULAR Tema 9: El ciclo celular. Mitosis y meiosis. Diferenciación celular. Tema 10: Concepto y mecanismos del crecimiento, diferenciación y renovación celular. Viabilidad y muerte celular. Apoptosis. Biología celular del cáncer. ÍNDICE 1. Hitos del citosol 2. Citosol 1. Composición 2. Procesos que ocurren en el citosol 3. Ribosomas 1. Localización 2. Estructura y composición 3. Función: síntesis de proteínas 4. Degradación de proteínas Hitos del citosol  A. Lardy Introduce el término citosol 1953 1980 1965 G. Palade Descripción Ciechanover, Hershko y ribosomas Rose Proteólisis dependiente de ubicuitina  Citosol: Composición El citosol es la parte del citoplasma que no está contenido dentro de las membranas intracelulares. El citosol es un gel acuso concentrado de moléculas grandes y pequeñas. Introducción a la Biología Celular - Alberts El citosol está extremadamente poblado: Agua y sales disueltas Iones Citoesqueleto Inclusiones citoplasmáticas mRNA y tRNA Ribosomas Proteínas Introducción a la Biología Celular - Alberts  Citosol: Funciones  Regulador del pH intracelular Almacén de sustancias (glucógenos, lípidos, proteínas) Reacciones metabólicas celulares: - Glucólisis - Glucogenogénesis y glucogenólisis - Biosíntesis de aminoácidos, nucleótidos y ácidos grasos - Modificación de proteínas (acetilación, fosforilación, metilación…) - Síntesis proteica (Ribosomas) Ribosomas: Localización  Una célula eucarionte típica contiene millones de ribosomas Citosol (libre o polirribosoma) Retículo endoplasmático rugoso Membrana nuclear Matriz mitocondrial Estroma cloroplastos Introducción a la Biología Celular - Alberts  Ribosomas: Estructura y composición El ribosoma eucarionte es un gran complejo de cuatro rRNA y más de 80 proteínas pequeñas. Introducción a la Biología Celular - Alberts  Ribosomas: Función – síntesis de proteínas La estructura química del RNA difiere ligeramente de la del DNA Introducción a la Biología Celular - Alberts La secuencia nucleotídica de un mRNA es traducida a la secuencia aminoacídica de una proteína mediante el código genético Introducción a la Biología Celular - Alberts Cada sintetasa acopla un aminoácido particular a sus tRNA correspondientes, este proceso se denomina carga Introducción a la Biología Celular - Alberts Cada ribosoma tiene un sitio de unión para una molécula de mRNA y tres sitios de unión para los tRNA Introducción a la Biología Celular - Alberts TRADUCCIÓN 1. INICIACIÓN La iniciación de la síntesis proteica en eucariontes requiere factores de iniciación de la traducción y un tRNA iniciador especial. Introducción a la Biología Celular - Alberts TRADUCCIÓN 2. ELONGACIÓN La elongación tiene lugar en un ciclo de cuatro pasos, que se repite una y otra vez durante la síntesis de una proteína Introducción a la Biología Celular - Alberts TRADUCCIÓN 3. TERMINACIÓN La traducción se detiene en un codón de terminación. Poliribosoma Introducción a la Biología Celular - Alberts Degradación de proteínas La degradación proteica controlada ayuda a regular la cantidad de cada proteína en una célula Las proteínas son degradadas por maquinarias proteicas denominadas proteasomas. Introducción a la Biología Celular - Alberts Las proteínas marcadas por una cadena de poliubicuitina son degradadas por el proteasoma Introducción a la Biología Celular - Alberts  Conceptos esenciales El flujo de la información genética en todas las células vivas es DNA → RNA → proteína. La conversión de las instrucciones genéticas de DNA a RNA y proteínas se denomina expresión génica. EI RNA difiere del DNA en varios aspectos. Contiene el azúcar ribosa en lugar de desoxirribosa y la base uracilo (U) en lugar de timina (T). Las células producen varios tipos funcionales de RNA, como RNA mensajeros (mRNA), que transportan las instrucciones para sintetizar proteínas; RNA ribosómicos (rRNA), que son los componentes cruciales de los ribosomas y RNA de transferencia (RNA), que actúan como moléculas adaptadoras en la síntesis proteica La traducción de la secuencia nucleotídica del mRNA a proteínas tiene lugar en el citoplasma sobre grandes ensamblados de ribonucleoproteínas, denominados ribosomas. A medida que el mRNA se mueve por el ribosoma, su mensaje es traducido a proteína. La secuencia de nucleótidos del mRNA se lee en grupos consecutivos de tres nucleótidos denominados codones; cada codón corresponde a un aminoácido. La correspondencia entre aminoácidos y codones es especificada por el código genético. Las combinaciones posibles de los 4 nucleótidos diferentes del RNA dan origen a 64 codones diferentes del código genético. La mayoría de los aminoácidos son especificados por más de un codón. Los tRNA actúan como moléculas adaptadoras en la síntesis de proteínas. Las enzimas denominadas aminoacil-tRNA sintetasas unen aminoácidos a sus tRNA apropiados. Cada tRNA contiene una secuencia de tres nucleótidos, el anticodón, que se une a un codón del mRNA por apareamiento de bases complementarias entre el codón y el anticodón. La síntesis proteica comienza cuando un ribosoma se ensambla en el codón de iniciación (AUG) de una molécula de mRNA, proceso que depende de proteínas denominadas factores de iniciación de la traducción. La cadena proteica terminada es liberada del ribosoma cuando se alcanza un codón de terminación (UAA, UAG o UGA) del mRNA. La degradación de proteínas en el citosol y el núcleo tiene lugar en el interior de grandes complejos proteicos denominados proteasomas