Semana 08 (compartimientos intracelulares)

DRA. GLORIA CHUMPITAZ ANCHIRAICO

COMPARTIMIENTOS INTRACELULARES

ORGANULOS DELIMITADOS POR MEMBRANAS

Las células eucariontes tienen un conjunto básico de orgánulosdelimitados por membranas.

Es probable que los orgánulos hayan evolucionado en etapas.

Se considera que los orgánulos delimitados por membranassurgieron durante la evolución de por lo menos dos orígenes.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO La membrana nuclear externa se

continúa con la membrana delretículo endoplásmico (RE), unsistema de sacos y tubosmembranosos, que confrecuencia se extienden a todo lolargo de la célula.

Es el sitio principal de síntesisprincipal de síntesis demembranas nuevas en la célula.

APARATO DE GOLGI

APARATO DE GOLGI

El complejo de Golgi está integrado poruna o varias unidades funcionalesllamadas dictiosomas (gr. Diktyon = red,soma = cuerpo)

Las células secretorias polarizadasposeen un solo dictiosoma grande queocupa una posición intermedia entre elnúcleo y la superficie celular, donde selibera la secreción. Ej: Las células de lamucosa intestinal, de la tiroides y delpáncreas exocrino

Otras células poseen varios dictiosomaspequeños distribuidos por todo elcitoplasma. Ej: Células plasmáticas, loshepatocitos y las neuronas

El número de dictiosomas varía en lasdistintas clases de células.

APARATO DE GOLGI Presentan una cara convexa (Cara cis)

mirando al núcleo y la cóncava (Cara trans)orientada hacia la MP.

Cada dictiosoma está integrado por:

1. Una red cis formada por numerosossacos y túbulos interconectados

2. Una cisterna cis conectada con la red cis

3. Una o más cisternas mediales

4. Una cisterna trans, conectada con la redtrans

5. Una red trans, similar a la red cis

La cara de entrada (Representada por la redcis y la cisterna cis) solo recibe vesículastransportadoras provenientes del RE

Las moléculas que arriban a la red trans sontransferidas mediante vesículastransportadoras hacia la membranaplasmática o los endosomas.

PROCESAMIENTO DE OLIGOSACÁRIDOS UNIDOS A PROTEÍNAS POR ENLACES N-

GLUCOSÍDICOS La glucoproteína sintetizada en el RE

llega al aparato de Golgi mediante unavesícula transportadora para continuarprocesándose.

En el AG, la cadena oligosacáridaexperimenta nuevos agregados yremociones de monosacáridos distintos,según el tipo de glucoproteína que serequiere formar.

Las enzimas responsables delprocesamiento de los oligosacáridosobran secuencialmente, para lo cual sehallan distribuidas en las cisternassiguiendo el orden en que actúan.

GLICOSILACIÓN DE PROTEÍNAS SECRETADAS O DESTINADAS A LA

MEMBRANA PLASMÁTICA

MODIFICACIÓN DE PROTEÍNAS DESTINADAS A LISOSOMAS

Las proteínas destinadas a lisosomas son reconocidas y modificadas por la adición al oligosacáridode grupos fosfato en la posición C6 de residuos manosa.

Primero se adiciona N-acetilglucosamina fosfato a residuos manosa en el Golgi cis

La enzima reconoce determinantes estructurales presentes en esas proteínas (Ej: Hidrolasaslisosomales) no presentes en las proteínas secretadas o en las destinadas a membrana

Los grupos N-acetilglucosamina son luego removidos, dejando grupos manosa-6-fosfato (M6P) enel oligosacárido. Esta modificación impide la remoción de estos residuos durante el procesamientoposterior.

GLICOSILACIÓN DE UNIÓN-O Las proteínas también pueden ser modificadas por adición de

azúcares a las cadenas laterales de residuos serina o treoninadentro de secuencias específicas de Aas. A esto se le llamaglicosilación de unión-O

Generalmente serina y treonina unen directamente N-acetilgalactosamina a la que se pueden agregar otros azúcares,de uno a la vez, y son catalizadas por diferentesglicosiltransferasas. El proceso comienza en el Golgi cis y finalizaen el trans

Los oligosacáridos de unión O son generalmente cortos (01 a 04residuos de azúcares)

TRANSPORTE DESDE EL APARATO DE GOLGI

Las proteínas que salen por la red Golgi trans en vesículas de transporte son destinadas a lasuperficie celular u a otro compartimiento.

En ausencia de señales específicas de destinación, las proteínas son llevadas a la membranaplasmática por secreción constitutiva (Las moléculas se secretan en forma automática, conformeel AG emite las vesículas que las transportan)

Alternativamente, las proteínas pueden desviarse de la vía de secreción constitutiva y serdestinadas a otros organelos (Lisosomas) y en ciertas células a una secreción regulada (Lasvesículas son retenidas en el citoplasma hasta la llegada de una sustancia inductora u otra señalque ordene su liberación)

Síntesis de la Esfingomielina y los glucolípidos

La Esfingomielina y los glucolípidos sesintetizan a partir de la ceramida

La Esfingomielina es sintetizada por latransferencia de un grupo fosforilcolinadesde la fosfatidilcolina a la ceramida

La adición de carbohidratos a la ceramidapuede dar lugar a diferentes glucolípidos

Secreción de Lipoproteínas

Las lipoproteínas y la bilis en loshepatocitos pasan por el aparato de Golgi.Lo mismo ocurre con los quilomicrones delintestino producidos por los enterocitos, asícomo la síntesis de lípidos en glándulassebáceas y sudoríparas, y con laesteroidogénesis en las células de Leydig

DESTINACIÓN DE PROTEÍNAS A LISOSOMAS

Las proteínas con el marcador manosa6-fosfato (M6P) son reconocidas porproteínas receptoras presente en lasmembranas de la red trans Golgi ytransportadas a lisosomas víaendosomas tardíos en vesículas detransporte recubiertas de la proteínaclatrina.

Las proteínas receptor M6P se unen alas proteínas (hidrolasas) lisosomalesen el lado lumial de la membrana y aadaptinas recubiertas de clatrina enformación por el lado citosólico.

Esto ayuda a almacenar las hidrolasasen vesículas de clatrina que yeman enla red trans Golgi.

En la enfermedad de células I (Por inclusión) a causa detrastornos genéticos; los fibroblastos no poseen N-acetilglucosamina transferasa, de modo que no se formanmanosas 6-fosfato en las enzimas hidrolíticas destinadas a losendosomas

Por consecuencia, las vesículas que transportan a esasenzimas se dirigen hacia la membrana plasmática y sesecretan en el medio extracelular

PEROXISOMAS Pequeñas organelas.

Carecen de DNA.

Todas las proteínas peroxisómicas son codificadas por genesnucleares sintetizadas en los ribosomas libres del citosol y luegoincorporadas en los peroxisomas existentes.

PEROXISOMAS Son orgánulos pequeños delimitados por una membrana única.

Contienen enzimas que se emplean en una variedad de reaccionesoxidativas que degradan lípidos y destruyen moléculas toxicas.

Contienen oxidasas y catalasas.

ENFERMEDADES PEROXISOMALES Se conocen mas de 25 enfermedades relacionadas con la disfunción

de las actividades enzimáticas de los peroxisomas.

Se trata de enfermedades autosómicas recesivas.

La mas grave es la enfermedad de Zellweger, debida a la ausencia deperoxisomas funcionales.

Se altera el trasporte de muchas proteínas o todas hacia la matrizperoxisómica.

LISOSOMAS Función principal: Degradación intracelular.

Son los sitios principales de la digestión.

Contienen cerca de 40 tipos de enzimas hidrológicas que degradanproteínas, ácidos nucleicos, oligosacáridos y fosfolípidos.

Posee una sola membrana que permite que los productos finales dela digestión de las macromoléculas como los aminoácidos, azucaresy los nucleótidos sean transferidos al citosol.

HETEROFAGIA Los lisosomas son orgánulos relativamente grandes.

Contienen enzimas hidrolíticas y proteolíticas.

Cuando digieren materiales de origen externo se denominaheterofagia.

AUTOFAGIA La célula degrada las partes obsoletas .

Al parecer el proceso comienza con una membrana doble que circulaal orgánulo, al crear un autofagosoma que luego se fusiona con loslisosomas.

Los lisosomas digieren materiales que llegan a ellos.

ENFERMEDADES LISOSOMALES Enfermedades de almacenamiento lisosómico.

Gota: Los cristales de urato son fagocitados por las células y seacumulan en los lisosomas secundarios.

Artritis reumatoide: Destrucción de las membranas lisosomales,liberacion de enzimas y lisis celular.

ENFERMEDADES DE DEPÓSITO LISOSOMAL

Comprende un grupo de mas de 50 enfermedades genéticas. Lamayoría comprende disfunción de las hidrolasas, lo que resulta en laalteración de la degradación de sustratos.

Algunos ejemplos:

Enfermedad de Pompe (Acumulación de glucógeno).

Enf. Gaucher (glucocerebrosidos).

Síndrome Chediak-Higashi (múltiples defectos en los endosomas y lisosomas especializados).

COMENTARIOS FINALES Las células eucariontes contienen muchos orgánulos.

La mayoría de las `proteínas de los orgánulos se elaboran en elcitosol y se transportan hacia el interior del orgánulo donde cumplensu función.

EL RE es la fábrica de membranas de la célula, produce la mayorparte de sus lípidos y muchas proteínas.

Los lisosomas son los sitios principales de la digestión celular.Muchas partículas y moléculas extracelulares ingeridas por célulasterminan en los lisosomas.