Biología: Tema 7. Retículo Endoplasmático (PDF)

BIOLOGÍA TEMA 7 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE) Begoña Bedrina Dpto. Ciencias Biomédicas [email protected]  ÍNDICE TEMA 7 ▪ RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE) ▪ ESTRUCTURA DEL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE) ▪ TIPOS CELULARES CON RE MUY...

BIOLOGÍA TEMA 7 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE) Begoña Bedrina Dpto. Ciencias Biomédicas [email protected]  ÍNDICE TEMA 7 ▪ RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE) ▪ ESTRUCTURA DEL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE) ▪ TIPOS CELULARES CON RE MUY DESARROLLADO ▪ FUNCIONES DEL RE RUGOSO (RER) ▪ síntesis de proteínas y transporte ▪ procesado de proteínas ▪ plegamiento y maduración de proteínas ▪ control y calidad de proteínas ▪ exportación de proteÍnas al complejo de Golgi ▪ RETÍCULO ENDOPLÁSMATICO LISO (REL) ▪ FUNCIONES DEL REL ▪ DESTINO DE LAS PROTEÍNAS SEGÚN EL RIBOSOMA ▪ DONDE SE SINTETIZAN VESÍCULAS DE TRANSPORTE RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE)  ESTRUCTURA DEL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE) Complejo sistema de membranas dispuestas en forma de sacos aplanados y túbulos que están interconectados entre sí compartiendo el mismo espacio interno (LÚMEN). Sus membranas se continúan con las de la envuelta nuclear y se pueden extender hasta las proximidades de la membrana plasmática, llegando a representar más de la mitad de las membranas de una célula. El retículo organiza sus membranas en regiones o dominios que realizan diferentes funciones: RER (ribosomas asociados) y REL. Principal misión del RER es la síntesis de proteínas que irán destinadas a diferentes lugares: el exterior celular (proceso de secreción), el interior de otros orgánulos o membranas (tanto plasmática como la de otros orgánulos), en lo que se denomina ruta vesicular. Pero otras tienen su función en el propio retículo endoplasmático (proteínas residentes): p.e. las chaperonas. El REL está involucrado en una serie de importantes procesos celulares: Síntesis lipídica, detoxificación, y reservorio intracelular de calcio.  ESTRUCTURA DEL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE) Microscopio Electrónico Transmisión (TME) Gránulos glucógeno RER RER Mitocondria Ribosomas libres ESTRUCTURA DEL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE)  Ejemplos de tipos celulares con el RER muy desarrollado Fibroblastos (del tejido conjuntivo) → secretan la proteína colágeno Células caliciformes (del tejido epitelial del intestino delgado y de las vías respiratorias) → secretan la proteína mucina Golgi Mitocondria Núcleo Retículo Endoplásmico Células de los acinos del páncreas → secretan enzimas digestivos (como amilasa, lipasa, tripsina, quimotripsina) FUNCIONES DEL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO RUGOSO (RER) 1.Síntesis de proteínas y transporte de las mismas al lumen o a la membrana (vesículas) 2. Procesado (modificaciones químicas) de proteínas. Las proteínas que se sintetizan en los ribosomas adosados a la membrana son modificadas conforme van siendo sintetizadas. 3.Plegamiento y maduración de proteínas. Chaperoninas. 4.Control de calidad de proteínas. Aquellas que tienen defectos son sacadas al citosol y eliminadas. Chaperonas detectan errores y marcan las proteínas defectuosas para su degradación. 5.Exportación de proteínas al complejo de Golgi. FUNCIONES DEL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO RUGOSO (RER) Función 1: Síntesis de proteínas y transporte de las mismas al lumen del RE o a la membrana (vesículas). Traducción: biosíntesis de proteínas ✓ mRNA, tRNA y rRNA intervienen en la síntesis de proteínas ✓ Se sintetizan por RNA polimerasas ✓ Se utiliza como molde DNA ✓ Los mRNA se traducen a proteínas ✓ La hebra molde es leída en dirección 3’ →5’ ✓ Direccionalidad de síntesis: 5’ →3’ DNA hebra codificante DNA hebra molde RNA transcrito FUNCIONES RER: Función 1: Síntesis de proteínas y transporte de las mismas al lumen del RE o a la membrana (vesículas). Traducción: biosíntesis de proteínas ¿Dónde?: ribosomas Procariota Eucariota Mitocondria Cloroplasto DESTINOS DE LAS PROTEÍNAS SEGÚN EL RIBOSOMA DONDE SE SINTETIZAN Función 1: Síntesis de proteínas y TRANSPORTE AL LÚMEN del RE* 1. La síntesis de estas proteínas comienza con 2. El complejo se acopla ribosomas libres en el citosol. Estas proteínas entonces con sitios de anclaje tienen normalmente en su extremo una secuencia de la membrana del retículo de aminoácidos denominada péptido señal o péptido guía que se une a una partícula de endoplasmático (al receptor de reconocimiento de la señal, SRP. la SRP), la partícula SRP se separa, y la traducción (que se había detenido al finalizar el paso anterior), se reanuda de nuevo y la proteína en nacimiento va atravesando un poro transmembrana llamado translocón (un canal constituído por proteínas) en la membrana del RE. A medida que la proteína va creciendo comienza a aparecer en el lumen del RER. Función 1: Síntesis de proteínas y TRANSPORTE A LA MEMBRANA DEL RER Si la proteína que se está sintetizando es una proteína integral de membrana NO será liberada al interior del retículo. En estos casos las proteínas nacientes tienen cadenas de aminoácidos hidrófobos que cuando se traducen facilitan su inserción directamente entre los ácidos grasos de la membrana gracias a la acción del translocador. Escisión FUNCIONES RER: Función 2: Procesado (modificaciones químicas) de proteínas. Las proteínas que se sintetizan en los ribosomas adosados a la membrana son modificadas conforme van siendo sintetizadas. Sufrirán determinadas modificaciones que tienen como objetivo que las proteínas puedan plegarse adecuadamente. Una proteína mal plegada será defectuosa (no funcionará bien). Será degradada. N-glicosilación. Sólo ocurre en algunas proteínas, sobre todo en aquellas que van a formar parte de la matriz extracelular MODIFICACIÓN (QUÍMICA) Formación de puentes disulfuro POSTRADUCCIONAL Formación de un enlace covalente entre dos DE PROTEÍNAS Cys de la misma o distintas cadenas polipeptídicas. Unión de cadenas de AAs. Corte proteolítico Sirve para generar la proteína madura Función 2: Procesado (modificaciones químicas) de proteínas N-GLICOSILACIÓN: de los AAs asparragina (da lugar a las glicoproteínas). Recibirán un complejo de 14 azúcares en su radical, que son transferidos desde un lípido embebido en la membrana denominado dolicol fosfato, perdiéndose algunos de estos azúcares en procesos posteriores Asn = aminoácido asparragina Función 2: Procesado (modificaciones químicas) de proteínas FUNCIONES de la N-GLICOSILACIÓN 1. Algunas proteínas necesitan sufrir N-glicosilación para poder plegarse adecuadamente en el RER. En caso contrario, las proteínas quedarán mal plegadas en el RER. 2. En determinadas proteínas del glucocálix, los azúcares proceden de la N-glicosilación, otorgándoles las funciones de protección de la célula y de reconocimiento celular. 3. La N-glicosilación confiere estabilidad a proteínas de la matriz lisosomal y a proteínas de secreción. Función 2: Procesado (modificaciones químicas) de proteínas FORMACIÓN DE UN PUENTE DISULFURO ENTRE CISTEÍNAS Función 2: Procesado (modificaciones químicas) de proteínas CORTE PROTEOLÍTICO ¡¡¡SECUENCIADE SEÑALIZACIÓN!!! ¡¡¡PEPTIDASA DE LA SEÑAL!!! FUNCIONES RER: Función 3: Plegamiento y maduración de proteínas. Chaperoninas. Factores que determinan el plegamiento de las proteínas: 1. Secuencia de aminoácidos. 2. Modificaciones químicas (las que acabamos de ver) 3. Chaperoninas del RE: Chaperoninas: BiP, Calnexina, Calreticulina. Las moléculas buscan su forma más estable. Deben adquirir su estructura tridimensional correcta, la que desempeñará la función, a partir de la estructura primaria. La secuencia de AAs se convertirá tras un correcto plegamiento en una proteína biológicamente activa. Función 3: Plegamiento y maduración de proteínas. Chaperoninas. Los polipéptidos más pequeños pueden plegarse de forma espontánea (adquiriendo espontáneamente la correcta conformación tridimensional). Los grandes no pueden hacerlo solos espontáneamente. Necesitan la ayuda de otras proteínas: chaperoninas. Chaperonas: se unen para ayudar en su plegamiento, ensamblaje y transporte celular a otra parte de la célula donde la proteína realizará su función (visto en el tema 6). Importante saber la diferencia entre chaperonas moleculares y chaperoninas. Todas son chaperonas pero cada una tienen funciones específicas. Función 3:Plegamiento y maduración de proteínas. Chaperoninas. FUNCIONES RER: Función 4: Control de calidad de proteínas. Aquellas que tienen defectos son sacadas al citosol y eliminadas. Chaperonas detectan errores y marcan las proteínas defectuosas para su degradación.  FUNCIONES RER: Función 5: Exportación de proteínas al complejo de Golgi. La mayoría de las proteínas y de los lípidos que abandonan el retículo endoplasmático lo hacen en vesículas y tienen como primer destino inmediato el aparato de Golgi. Las zonas de transición están físicamente asociadas a las pilas del aparato de Golgi. Siempre están físicamente próximas. Esto tiene sentido porque aumenta la eficiencia  RETÍCULO ENDOPLÁSMICO LISO (REL) No presenta ribosomas. Los elementos membranosos son fundamentalmente túbulos (no sáculos). Posee una composición distinta de la membrana (con diferencias en sus proteínas y con mayor porcentaje de lípidos). Sus funciones están relacionadas principalmente con la síntesis de lípidos y derivados lipídicos. Es abundante solo en células especializadas (hepatocitos, células secretoras de hormonas esteroideas, células musculares, etc.).  FUNCIONES DEL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO LISO (REL) 1. Síntesis de lípidos de membrana. 2.Almacén y transporte de lípidos (vesículas) 3.Síntesis de derivados lipídicos (células especializadas: hormonas esteroideas, lipoproteínas en el hígado, etc.) 4. Síntesis de colesterol 5.Almacenamiento y liberación de Ca2+ (contracción muscular) 6.Detoxificación: transformar productos tóxicos en otros más benignos y fácilmente eliminables por la célula 7. Liberación de glucosa (gránulos Fosfoesfingolí Glucoesfingolí glucógeno en hepatocitos) pido pido según demanda energéticas del organismo. FUNCIONES DEL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO LISO (REL) También detoxifican medicamentos para poderlos eliminar  VESÍCULAS DE TRANSPORTE Mediante el tráfico intracelular de membranas los lípidos y proteínas fabricados en el RE serán enviados a sus destinos definitivos. PATOLOGÍA ASOCIADA AL RER Pseudoacondroplasia:  PATOLOGÍA ASOCIADA AL REL Esteatosis hepática o Hígado graso Cuando una persona consume una dieta rica en calorías o carbohidratos, el exceso de energía se almacena en forma de lípidos (grasa). El REL en las células hepáticas juega un papel fundamental en la síntesis de triglicéridos a partir de los precursores. 1.Acumulación de grasa: En el hígado graso, hay un desequilibrio entre la síntesis y la degradación de los lípidos, lo que resulta en una acumulación excesiva de grasa en las células hepáticas. Este proceso puede deberse a un aumento en la síntesis de lípidos en el REL, a una disminución en la capacidad de degradación de los lípidos, o a ambos. 2.Toxicidad hepática: En casos severos de hígado graso, la acumulación de lípidos en las células hepáticas puede provocar inflamación y daño celular. Esto puede evolucionar hacia una enfermedad hepática más grave, como la esteatohepatitis no alcohólica (EHNA), que puede causar fibrosis hepática, cirrosis y otros problemas hepáticos.  Lo más importante, ideas clave Funciones de cada Retículo. En qué consiste cada función. Ojo!! las del RER están en diferentes diapositivas. Destinos de las proteínas según el ribosoma donde se sintetizan Función de las chaperoninas Trasporte vesicular. Rutas. Enfermedades asociadas al RER/REL