Biologia cel·lular Laura Piñero Tema 16.pdf

TEMA 16. EL CITOSOL 16.1 EL CITOSOL El citosol és la part de la cèl·lula no continguda dins de cap compartiment. En general, diem que el citoplasma està format per la unió del citosol i els orgànuls. És el lloc on es sintetitzen les proteïnes solubles, gràcies als ribosomes lliures, que són les que...

TEMA 16. EL CITOSOL 16.1 EL CITOSOL El citosol és la part de la cèl·lula no continguda dins de cap compartiment. En general, diem que el citoplasma està format per la unió del citosol i els orgànuls. És el lloc on es sintetitzen les proteïnes solubles, gràcies als ribosomes lliures, que són les que formaran orgànuls com els mitocondris o els peroxisomes. A més a més, es realitzen la majoria de les reaccions del metabolisme intermediari. Distingim diversos components dins el citosol: - Proteïnes solubles. Representen 20-30% del total del citosol. Si tenen determinades senyals de targeting, acabaran esdevenint proteïnes mitocondrials, peroxisomals, del nucli, o bé perifèriques de la membrana. - Inclusions citoplasmàtiques. Són grànuls no delimitats que poden contenir diverses substàncies glicèriques (roses de glicogen), lipídiques i pigments. A les cèl·lules musculars i als hepatòcits predominen les inclusions de glicogen, ja que en són cèl·lules de reserva. - Ribosomes lliures. Encarregats de la síntesi de proteïnes lliures. 208 - Citoesquelet. És la part més important del citosol i és format per microtúbuls, microfilaments i filaments intermedis. - Proteosomes. Encarregats de la degradació de proteïnes citosòliques. 16.2 ELS RIBOSOMES Els ribosomes estan constituïts per diferents molècules de RNA ribosòmic (RNAr) i més de cinquanta proteïnes, organitzades en dues subunitats. Aquestes subunitats romanen separades al citoplasma excepte quan realitzen el procés de traducció. - La subunitat gran és de 60s i és l’encarregada de catalitzar la informació dels enllaços peptídics. Està composta per 49 proteïnes i per 3 tipus de RNA: un de 28s, un de 5s i un de 5,85s. - La subunitat petita és de 40s i s’uneix al RNA missatger (RNAm) i a les molècules de RNA de transferència (RNAt). Està composta per 33 proteïnes i per un tipus de RNA de 18s. Els ribosomes de les cèl·lules procariotes són més petits que els de les eucariotes. Els polisomes, o poliribosomes, són complexes formats per una molècula de RNAm i ribosomes. Tenen un paper molt actiu en la síntesi dels polipèptids, ja que permeten traduir el RNAm amb gran eficàcia. El nombre de ribosomes que formen un poliribosoma depèn de la longitud del RNAm on s’acobla. 209 16.3 INICIACIÓ DE LA SÍNTESI DE PROTEÏNES Les subunitats treballen juntes per formar les proteïnes. La subunitat petita té un canal per on passa l’ARNm per traduir-lo. El ribosoma també consta de 3 llocs d’unió als ARNt, que porta els aminoàcids per formar la proteïna: el lloc E (exit), el P (peptidil- tARN) i el A (aminoacil-tRNA). L’inici de la síntesi proteica es dona a causa de múltiples factors d’iniciació. Els principals: Units al RNA estan: eIF4E i eIF4G (eukaryotic initiation factor x) i a la subunitat petita el eIF2, l’aminoacil-tRNA d’iniciació, la metionina i GTP. Quan tot això s’ajunta, es forma un complex que linealitza l’ARNm. La subunitat petita es mou fins trobar el codó AUG (metionina), iniciant amb la unió la síntesi proteica. Per formar el complex actiu, cal la unió de la subunitat gran. En concret s’uneix el lloc P a l’aminoacil-tRNA de metionina , iniciant així la cadena polipeptídica. Posteriorment, s’unirà al lloc A el següent aminoacil-ARNt, corresponent al codó del ARNm; la metionina formarà un enllaç peptídic amb el següent aminoàcid. El tRNA lliure sortirà per E i el peptidil-tARN anirà al lloc P. Això es repeteix constantment fins al final de la traducció. Mentre hi haurà xaperones que s’aniran unint a la cadena per a que es plegui correctament. 210 16.4 SÍNTESI DE PROTEÏNES: TRADUCCIÓ 16.5 POLIRIBOSOMES 16.6 ELS PROTEASOMES Els proteosomes són complexes multiproteics que tenen una activitat proteasa i representen l’1% de la proteïna total de la cèl·lula. 211 Consten de 3 parts: - Anell inicial, unfoldasa: té activitat de ATPasa. Gastant ATP pot desplegar la proteïna, desnaturalitzar-la, per a que pugui entrar al proteosoma. 16.7 UBIQÜITINACIÓ COM A MARCA PER DEGRADAR Primer, detecta les proteïnes marcades amb ubiqüitina (marca de degradació), trenca la seva unió amb aquesta i les desnaturalitza per a que puguin entrar al cilindre. - Cilindre central: degrada la proteïna gràcies a enzims proteolítics. - Cap final: surten els aminoàcids amb gest d’ATP. 16.8 E3 UBIQÜITIN-LIGASES La ubiqüitina és una proteïna molt petita que s’uneix a lisines. La seva funció és marcar proteïnes. Segons la seqüència que segueix, es donen uns processos o altres: - Monoubiqüitilació: si només té una ubiqüitina unida, es una marca de regulació de histones. - Multiubiqüitilació: si es marca per tot amb moltes això indica que s´ha d’endocitar el marcat. - Poliubiqüitilació: es marca amb una filera. Si està a la lisina en posició 63 indica que el ADN s’ha de reparar, si esta lis48 s’ha de degradar. Es marquen per a degradació: les proteïnes que estan mal plegades, que estan envellides, tenen tares o un domini que no ha de estar exposat. Quan una proteïna té una d’aquesta característiques, exposa al exterior una marca de degradació que és reconeguda per lligases (E3). Les E3 s’uneix a la senyal, atreu a la E2 que porta la ubiqüitina, i uneix la ubiqüitina a la lis48. Després E3 segueix posant ubiqüitines que li duu E2 per marcar la proteïna que s’ha de degradar. 212 213