Retículo Endoplasmático Rugoso y Liso, Aparato de Golgi y Lisosomas PDF

Retículo Endoplasmatico Rugoso y Liso, Aparato de Golgi y Lisosomas. Dra. Alondra Muñoz L.  Retículo Endoplasmatico Rugoso Es una red interconectada de sáculos (o cisternas) aplanados y túbulos membranosos con ribosomas adheridos a su super...

Retículo Endoplasmatico Rugoso y Liso, Aparato de Golgi y Lisosomas. Dra. Alondra Muñoz L.  Retículo Endoplasmatico Rugoso Es una red interconectada de sáculos (o cisternas) aplanados y túbulos membranosos con ribosomas adheridos a su superficie REL Células plasmáticas RER N Células epiteliales páncreas y g. Presente en todas la células nucleadas salivales (excepto los espermatozoides) y está desarrollado en células con una elevada síntesis de proteínas. Hepatocitos y neuronas Basofilia citoplasmática Zonas con abundante RER Cuando las células se rompen durante la centrifugación, el retículo se fragmenta en vesículas de pequeño tamaño denominadas microsomas. Constituyen un instrumento muy útil para los estudios bioquímicos y funcionales del RER y han permitido conocer muchos aspectos de sus funciones. Los microsomas incluyen fragmentos tanto de RER como de REL, pero ambos tipos de microsomas pueden separarse mediante una centrifugación en gradiente de sacarosa.  Traducción en el RER Las proteínas pueden traducirse completamente en ribosomas libres en el citosol o comenzar su traducción en ribosomas citosólicos pero continuarla en el RER. Esta diferencia marca el destino de las proteínas: Proteínas que su síntesis pasa por el RER Permanecen en el RER, en el aparato de Golgi, en los lisosomas o en la membrana plasmática, o bien serán secretadas al exterior celular. Proteínas que sean traducidas completamente en el citosol Permanecen en el citosol o ser incorporadas posteriormente al núcleo, mitocondrias o peroxisomas 1. Proteínas que serán traducidas en el RER tienen el péptido señal en su región N-terminal. 2. El péptido es reconocido por la partícula reconocedora de señal (PRS). 3. Se pausa la traducción con la unión de la PRS al ribosoma. 4. La PRS es reconocida por el receptor de la PRS. 5. Complejo ribosoma/PRS/receptor interactúa con el translocador. 6. El translocador se abre e ingresa únicamente la proteína. 7. La peptidasa señal elimina la secuencia señal de la proteína para continuar con la traducción en el RER. PRS 1 molécula ARN + 6 proteínas  Localización y Orientación de las Proteínas en el RER Algunas proteínas poseen, además del péptido Impide que la proteína continúe señal en el dominio N-terminal, una secuencia translocándose hacia la luz del RER. de parada de la transferencia en una región interna de la proteína. La proteína continúa traduciéndose, pero la región proteica que queda por detrás de la secuencia de parada de la transferencia quedará orientada hacia el lado citoplasmático. Glucosilación de Proteínas en el RER. Inicia en el RER y termina en el A. Golgi Todas las proteínas glucosiladas en el RER Se formó en el lado citosólico de la sufren inicialmente una transferencia de membrana del RER mediante la un oligosacárido de 14 residuos. actividad de enzimas sobre un lípido llamado dolicol-difosfato. Tras la transferencia del oligosacárido se produce una eliminación de algunos azúcares: 1. Un residuo de glucosa. 2. Dos de glucosa. 3. Uno de manosa. Catalizados por glucosidasas y 2 manosidasas, respectivamente. 9 Posteriormente será modificado en el A. de Golgi. 3 Plegamiento de Proteínas en el RER La correcta formación de una estructura tridimensional (correcto plegamiento) por parte de las proteínas es un fenómeno de gran importancia, para el que el RER cuenta con la participación de: Enzimas, como la isomerasa de puentes disulfuro. Chaperonas como la BiP, la calnexina (proteína de membrana) y la calreticulina (soluble). Dependientes de Ca2+; son lectinas que se unen a proteínas incompletamente plegadas, reteniéndolas en el RER. La chaperona BiP (HSP-70) se une a la proteína naciente en el interior del RER para favorecer su correcto plegamiento. Tras la eliminación de las dos primeras moléculas de glucosa del oligosacárido, las proteínas del RER se unen a calreticulina, que favorece el plegamiento y elimina el tercer residuo de glucosa. Entonces, la proteína es reconocida por «sensores de plegamiento». 1. Correctamente plegada y continúe su ruta normal. 2. Incorrectamente plegada y sea reglucosilada para volver a ser reconocida por la calreticulina e intentar de nuevo el plegamiento. 3. La falta de plegamiento no se pueda resolver y sea Degradación de proteínas Situaciones de estrés celular Se desencadena una respuesta celular denominada unfolded protein response (UPR) o respuesta ante proteínas mal plegadas Implica el aumento de la transcripción de genes que codifican para chaperonas del RER y para proteínas implicadas en la retrotranslocación al citosol. La chaperona BiP actúa como sensor del estado general del plegamiento proteico, induciendo la UPR. Retículo Endoplasmatico Liso Síntesis de lípidos. Liso=Lípidos No presenta ribosomas. Los elementos membranosos son fundamentalmente túbulos (no sáculos). Posee una composición distinta de la membrana (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.). 1. En el citoplasma, dos ácidos grasos unidos a coenzima A (CoA) se unen al glicerol 3- fosfato, formando el ácido fosfatídico, que se inserta entonces en la membrana del REL. 2. Una fosfatasa convierte el ácido fosfatídico en diacilglicerol (DAG). 3. Se produce la unión de los grupos de cabeza polares al DAG, formándose así la fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina y fosfatidilserina. 4. Redistribuyen los lípidos en ambas hemimembranas gracias a la acción de enzimas llamadas escramblasas.  Detoxificación de Sustancias Liposolubles En los hepatocitos, cuando hay altas dosis de sustancias tóxicas, se observa un REL muy desarrollado con presencia de enzimas detoxificantes Familia de los citocromos P450. Las enzimas del citocromo P450 se agrupan en 27 familias de genes y se designan mediante las letras CYP, seguidas por un número del 1 al 10. La actividad de estas enzimas incluye oxidación, hidrólisis o reducción de las sustancias que tienen que ser modificadas químicamente para reducir su toxicidad  Participación en el Metabolismo del Glucógeno Almacenamiento de En el lado citosólico de la membrana del Calcio. REL se encuentra la enzima glucosa 6- fosfatasa, que hidroliza la glucosa-6- El REL posee bombas Ca2+ ATPasas que fosfato produciendo glucosa libre, que introducen Ca2+ en su interior en contra de puede así pasar al torrente sanguíneo y gradiente, con el fin de que los niveles citoplasmáticos de este ión permanezcan ser utilizada por los tejidos ante una bajos; por lo tanto, el REL actúa como situación de falta de glucosa. reservorio intracelular de Ca2+.  Está muy desarrollado en células productoras de Aparato de Golgi glucoproteínas y proteoglucanos. MADURACIÓN DE PROTEÍNAS La maduración proteica está polarizada hacia la cara Trans del Golgi Cara de maduración CGN Enzimas que transfieren grupos fosfato. Cisterna Cis Enzimas que eliminan residuos de manosa. Cisternas Mediales Se añade N- acetilglucosamina. Cisternas Trans Galactosa y ácido siálico Ácido siálico proporciona cargas negativas TGN Enzimas que transfieren grupos Cara de formación sulfato Estabilizan la interacción proteína- Glucosilación en el Aparato de Golgi Se eliminan algunos de sus radicales glucídicos y se añaden otros, se clasifican en grupos: Ricos en manosa Contienen manosa y N-acetilglucosamina Complejos Manosa, N-acetilglucosamina, galactosa y ácido siálico Híbridos O-Glucosilación SOLO EN EL A. GOLGI Se unen azúcares a un grupo OH de los aminoácidos Da lugar a cadenas cortas de azúcares.  Marcaje Enzimas Lisosómicas La manosa-6-fosfato (M6P) constituye un marcaje de aquellas proteínas cuyo destino es el lisosoma. Las hidrolasas lisosómicas marcadas son reconocidas por receptores de M6P presentes en TGN. De esta manera, se formarán vesículas revestidas de clatrina que salen del TGN y se fusionan con el endosoma tardío.  Distribución de Macromoléculas El aparato de Golgi es un compartimento clasificador, a partir del cual emergen vesículas con diferentes destinos celulares. Destinadas a la membrana plasmática Expulsadas al exterior Proteínas residentes del A. Golgi Destinadas a lisosomas  Fragmentación y Condensación Algunas hormonas y neurotransmisores son sintetizados en forma inactiva, y deben sufrir fragmentaciones para ser funcionales 1. La traducción del ARNm de la insulina tiene lugar en el RER y genera la pre-proinsulina. 2. La pre-proinsulina pierde el péptido señal por proteólisis y genera la proinsulina. 3. La proinsulina pasa al aparato de Golgi y de ahí a gránulos de secreción inmaduros. 4. Es procesada y da lugar a la insulina madura y al péptido C. Tráfico Vesicular y Formación de Vesículas de Secreción Vías de comunicación: Del RER al A. Golgi COP II Del A. Golgi al RER COP I A través de Golgi Transporte vesicular Progresión de las cisternas De Aparato de Golgi a la membrana plasmática Reponer la membrana pérdida. Vía secretora constitutiva Vía secretora regulada TRANSPORTE DEL APARATO DE GOLGI A LA MEMBRA Vía secretora Constitutiva Vía Secretora Regulada  Tipos de lisosomas: Primarios: No han digerido nada. Lisosomas Secundarios: Se forman de la unión con los endosomas tardíos. Son especialmente abundantes en células con función fagocítica: leucocitos polimorfonucleares, macrófagos, osteoclastos, etc. Contienen 40 tipos de enzimas hidrolasas ácidas. Ph en su interior es de 5.0 MARCADOR UNIVERSAL DE LOS LISOSOMAS FOSFATASA ÁCIDA Contiene proteínas transportadoras (transportar al citosol). Tipos de Digestión Intracelular Los lisosomas llevan a cabo la digestión intracelular controlada de macromoléculas, pero algunos tipos celulares pueden realizar una digestión extracelular mediante exocitosis de sus lisosomas. Tipos Digestión Intracelular: Heterofagia Los sustratos que se digieren provienen del exterior celular. Autofagia Las células digieren sus propios componentes celulares. (Genes Atg) Crinofagia: La célula digiere sus propios gránulos de secreción.