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El Sistema Endomembranas:
Definición y organización
Organelos membranosos involucrados
El tráfico vesicular, vía exocítica (secretora) y endocítica.
Caracterización de vesículas de transporte
Tipos de Vesículas cubiertas: COP I, COPII
Retículo endoplásmico:
Retículo endoplásmico rugoso y liso, características estructurales y funciones generales.
Reticulo Endoplásmico Rugoso
Características moleculares y estructurales del organelo
Funciones: síntesis de proteínas por ribosomas adheridos a la membrana del RER, descarga luminal, glucosilación y plegamiento de proteínas en el RER.
Síntesis de proteínas de membrana del RER.
Retículo Endoplasmático Liso
Características estructurales y moleculares del organelo
Funciones del REL: Desintoxicación, síntesis de hormonas esteroideas, metabolismo del calcio, síntesis de lípidos
Contenido Programático Sistema endomembranoso
La celula esta compartamentalizada
La célula eucarionte está compartamentalizada y se produce transporte de sustancias entre los compartimientos
El sistema de endomembranas ( Unidad coordinada)
Consiste en una serie de
compartimientos intracelulares
membranosos ubicados en las células
eucariotas interconectadas
funcionalmente, (como una unidad
coordinada) para modificar, empacar y
transportar lípidos y proteínas.
Tiene como objetivo el procesamiento
de diversas clases de moléculas entre
las que destacan las proteínas.
El retículo
endoplásmico,
Aparato de Golgi,
Los endosomas,
los lisosomas,
La envuelta nuclear.
Componentes del Sistema Endomembranoso de Células
Eucariotas
Sis
tem
a d
e
En
do
mem
bra
nas
Red dinámica intercambian
materiales de una parte de la célula a otra en ambos sentidos.
El intercambio de moléculas entre los orgánulos, conocido como tráfico, esta regulado, asegura que cada orgánulo reciba componentes apropiados a su estructura y función.
Naturaleza dinámica del Sistema endomembrana
Via biosintética o exocitica
Síntesis materiales en el RE o en el CG, se modifican en su paso a traves del CG y se transportan en el citoplasma a otros destinos.
Membrana plasmatica, lisosoma o la gran vacuola de la
celula vegetal
Materiales sintetizados en RE y CG se descargan o excretan hacia afuera de la célula.
Flujo de lípidos, carbohidratos y proteínas.
Vías en el Citoplasma
Secreción elemental o secrecion constitutiva
Transporte de materiales desde sitio de sintesis y se descargan al espacio Extracelular de forma continua no regulada.
Participan la mayor parte de las células, contribuye a formación de matriz extracelular y membrana citoplasmática.
Secreción regulada
Se secretan y almacenan materiales en gránulos secretorios como paquetes de membrana en regiones periféricas del citoplasma .
Descargas frente a estimulo apropiados.
Actividades Secretoria
Vía endocitica
Opera en dirección opuesta a secretoria lleva materiales del exterior a compartimientos como endosomas y lisosomas localizados en el interior.
Exocitosis Endocitosis
Vía Secretora elemental
Vía Secretora Regulada
Siglo XIX, células eucariotas, evidencian regiones con
afinidad por colorantes básicos.
Se denomino con el nombre genérico de ergastoplasma.
Años 50, biólogos celulares a través de microscopía electrónica reconocen la red elaborada de membranas del RE.
Historia
Reticulo Endoplásmico
Reticulo endoplasmico Rugoso
Reticulo Endoplasmico Liso
Elementos de Transicion Ets
Red continua de sacos aplanados,
túbulos y vesículas, que se distribuye por todo el citoplasma de células eucariotas.
Endoplásmico significa «dentro del plasma» y retículo, del latín reticulum, red pequeña.
Los sacos se denominan cisternas del RE y el espacio es conocido como luz o lumen del RE.
El retículo endoplásmico (RE)
Retículo
Endoplásmico
Rugoso
Retículo
Endoplásmico
Liso
50 al 90% del componente
membranoso está representado por el
RE
RE no es visible con microscopio
óptico, solo al teñirlo
No es una estructura estática. formado por red continua de sacos aplanados, tubulos vesículas que desprenden continuamente y transportan materiales hacia el C. de Golgi y otros destinos.
Posee dos caras:
• Citoplasmática (o citosólica)
• luminal (o endovacuolar.
Retículo Endoplásmico
Enzimas en el RE son responsables de la síntesis de
proteínas que se incorporan en el RE, el CG, los endosomas, lisosomas y la membrana plasmática.
Síntesis de proteínas que serán segregadas por la célula.
Clave en la biosíntesis de lípidos
Triglicéridos, el colesterol y compuestos relacionados.
Fuente de mayoría de lípidos que forman parte de las membranas intracelulares y de la membrana plasmática.
Funciones RE
Difieren en estructura y función.
Funcional :
Presencia o ausencia de ribosomas en la cara externa de su membrana .
1. El retículo endoplásmico rugoso, ribosomas (RNA) unidos en la cara citósólica (externa).
2. El retículo endoplásmico liso su apariencia se adjudica a la ausencia de ribosomas
3. Elementos de transición (ETs), involucradas en la formación de vesiculas de transición exportan lípidos y proteínas hacia aparato de Golgi.
Diferencias tipos básicos de RE
Morfología.
Ambos retículos pueden distinguirse por
RE rugoso forman, en general, sacos aplanados.
RE liso tienden a formar túbulos.
Diferencias tipos básicos de RE
Tipos de Retículo Endoplásmico
Retículo
Endoplásmico
Rugoso
Retículo
Endoplásmico
Liso
Los dos tipos de retículo están presentes en la mayoría de
las células eucariotas.
Su volumen varía en función de la actividad celular.
Las células con importante actividad de síntesis proteica, tienen red desarrollada de RER
Las células que producen hormonas esteroídicas, claro predominio del REL.
No posee ribosomas
La luz de este retículo es continua con la del retículo
endoplásmico rugoso
Tubular
Retículo Endoplásmico
Liso
Detoxificacion de sustancias toxicas
El metabolismo de hidratos de carbono
Almacenamiento de calcio
Biosíntesis de esteroides (hormonas sexuales masculina y femenina y las hormonas esteroídicas de la corteza adrenal.
Funciones RE liso
Reación común a mayoría de rutas de
detoxificación y biosíntesis de esteroides, es la hidroxilación, ( adición de grupos hidroxilo) a moléculas orgánicas aceptoras.
La adición de grupos OH a las moléculas, las
convierte en más solubles y fáciles de
excretar.
Detoxificación de fármacos (mediante
hidroxilación)
La hidroxilación depende de un elemento de la familia de proteínas citocromo P-450 Representados en el RE liso de los hepatocitos, pulmones y en células
del intestino.
RE liso existe un sistema de transporte, transfiere
electrones desde el NADPH o el NADH a una proteína citocromo P-450.
P-450, reducida es ahora capaz de donar un electrón al oxígeno molecular (O2), permitiendo la hidroxilación catalizadas por oxidasas de función mixta o monooxigenasas
Ejemplos:
Eliminación de barbitúricos
Fenobarbital induce al aumento de las enzimas
detoxificantes del hígado
Formación extensiva de retículo endoplásmico liso
También se hidroxilan medicamentos como los
antibióticos
Detoxificación de fármacos
Complejo de enzimas denominado hidroxilasa de hidrocarburos de arilo (grupo importante proteinas Citocromo P-450 del REL implicadas en reacciones de hidroxilación.
Participa en el metabolismo de los hidrocarburos policíclicos
Hidroxilación de moléculas tóxicas aumenta solubilidad en agua, productos oxidados, pueden ser más tóxicos convertiendo a carcinógenos potenciales en sus formas químicamente activas desarrolllando tumores.
El humo del cigarro es un inductor potente de la hidroxilasa de hidrocarburos de arilo
Detoxificación de fármacos
Aun falta un poco mas toma un respiro
La membrana del REL de los hepatocitos involucrado en
la hidrólisis enzimática del glucógeno.
La enzima glucosa 6-fosfatasa es una enzima exclusiva del RE (convierte a la glucosa-6-P a glucosa libre y Pi ).
Glugógeno está almacenado en el hígado
Permite que la glucosa sea liberada hacia el torrente sanguíneo Glucosa-6-fosfatasa es propia del hígado, riñón e intestino,
ausente en músculo y s. nervioso la retienen para satisfacer sus necesidades energéticas.
Glucosa-6-fosfato H2O glusosa Pi
Metabolismo de Carbohidratos
Metabolismo de Carbohidratos
Almacenamiento de Calcio
En algunas celulas
existen subdominios especializados en almacenamiento de iones calcio,
Almacenamiento de Ca2+
El retículo sarcoplásmico en las células musculares, es un tipo especializado de REL que almacena calcio intracelularmente
Los iones de calcio son bombeados al interior del RE por bombas de calcio dependientes de ATP (ATPasas) y son liberados en respuesta a señales extracelulares .
ATPasas dependientes de Ca2+ participan a traves de cascada de señalizaciones en liberacion del calcio y la contracción muscular
RE es la fuente primaria de lípidos de membrana, ( los
fosfolípidos y el colesterol.)
Excepciones 1. Mitocondrias importan desde el RE toda la fosfatidilcolina,
el fosfatidilinositol y la fosfatidilserina de sus membranas, sin embargo la fosfatidiletanolamina la sintetizan ellas mismas, por descarboxilación de la fosfatidilserina.
2. Biosíntesis del colesterol y dolicol de los peroxisomas y la de los lípidos propios de los cloroplastos tiene lugar en dichos orgánulos.
Biosíntesis de Lípidos de Membranas
Membrana
del RE
Síntesis de
fosfolípidos
Fosfolípidos
recién
sintetizados
solo en la
cara
citosólica
Crecimiento
de ambas
caras de la
membrana
Flipasas
Biosíntesis de Lípidos de Membranas
La biosíntesis de fosfolípidos restringida a una monocapa de la membrana del RE, las membranas celulares son bicapas lipídicas , se da una transferencia catalizados por traslocadores de fosfolípidos o flipasas.
Fosfolípidos desde membrana del RE a las m. externa de las mitocondrias y cloroplastos requieren proteínas citoplasmaticas de intercambio de fosfolípidos (proteínas de transferencia de fosfolípidos),
Colesterol: se sintetiza a partir de moléculas de Acetil-CoA
El colesterol a su vez es el precursor de hormonas esteroideas (testosterona, estradiol, progesterona) y de ácidos biliares
Por esta razón el REL es abundante en células de testículos, ovarios e hígado
Biosíntesis de Lípidos de Membranas
Ceramida: se sintetiza a partir del alcohol
esfingosina y un ácido graso
Las ceramidas son exportadas hacia el aparato
de Golgi para ser transformadas en glucolípidos
(al agregarles oligosacáridos) y esfingomielinas
(al agregarles fosfocolina)
Biosíntesis de Lípidos de Membranas
En el REL también se realiza:
Síntesis de quilomicrones intestinales
Síntesis de lipoproteínas en el hígado
Síntesis de ácidos biliares
Síntesis de derivados lipídicos
Implicado en la síntesis y procesamiento de proteínas ( ribosomas)
Proteínas suelen incorporarse en sistemas de endomembranas y en la membrana plasmática, o exportadas como productos de secreción.
El RE rugoso
Muchas son descargadas hacia la luz del RE rugoso
durante su propia síntesis (inserción cotraslacional).
Algunas proteinas se incorporan en el retículo después de ser traducidas (inserción postraslacional).
Tiene lugar, de forma generalizada, en peroxisomas, las mitocondrias y los cloroplastos.
¿Cómo entran las proteínas en el sistema de endomembranas?
Síntesis de polipéptidos
Primeras etapas de adición y procesamiento de los grupos hidrocarbonados de las glicoproteínas.
Plegamiento de proteínas, reconocimiento y eliminación de polipéptidos mal plegados (proceso degradación asociada al RE (ERAD) y el ensamblaje de proteínas multiméricas.
Dotación proteica del RE incluye enzimas que catalizan las modificaciones co- y post-traducción.
La glicosilación de proteínas
RE se lleva a cabo
Biosíntesis y procesamiento de proteínas
Modificación cotraduccional de proteínas sintetizadas en RER
Modificación postraduccional de proteínas sintetizadas en ribosmas libres
Control de calidad: reconocimiento de
proteínas incorrectamente.
plegadas,modificadas o ensambladas
Funciones específicas del RER
La síntesis de proteínas se inicia en los ribosomas
que están en el citosol.
Si la proteína sintetizada tiene secuencia señal,
el ribosoma se adhiere a la membrana del RER
inicia la vía secretora
RER→Golgi→vesículas de secreción→exterior de la célula
Síntesis de proteínas
La síntesis de la proteína comienza en el citoplasma, hasta que es sintetizado el péptidoseñal.
Este péptido es reconocido por una ribonucleoproteína soluble en el citosol (PRS) Partícula de Reconocimiento de señal, la cual se une fuertemente a él deteniendo la síntesis proteica.
Existe un receptor en la membrana del RE que reconoce el complejo PRS-ribosoma, lo que permite la uniòn del complejo al retículo.
RER
Vía Secretora
Proteínas integrales: Membrana plasmática
Membrana del núcleo, RER y REL, aparato de Golgi y lisosomas
Proteínas solubles: Enzimas lisosomales
Enzimas que actúan en el lumen del RE o en el aparato de Golgi
Proteínas de Secreción (exocitosis)
Secreción constitutiva (matriz extracelular)
Secreción regulada (hormonas)
Ruta de síntesis y/o modificación para las siguientes proteínas:
Procesamiento de las proteínas en
el RER
Tipo de Procesamiento Proteína responsable
Ruptura proteolítica del péptido
señal
Peptidasa señal
Plegamiento de las proteínas Chaperonas (BiP)
Adición de anclajes de
glucolípidos (GPI) a proteínas
de membrana
GPI transamidasa
Formación de puentes disulfuro Disulfuro isomerasa
Ensamblaje de proteínas de
varias subunidades
Primeras etapas de glicosilación Oligosacaril transferasa
50
Funciones del R.E.
R.E.L.
. Producción de Lípidos
. Formación de la bicapa
(fosfolípidos)
. Detoxificación (principalmente
en hepatocito)
. Acumulación de Ca++
. Transformación de Glu-6-P en
Glu (solo en hepatocito)
R.E.G.
. Elaboración de proteínas de
secreción
. Elaboración de proteínas de la
membrana plasmática
. Elaboración de proteínas de la
membrana del R.E.
. Plegamiento de proteínas
. Glicosilación de péptidos
. Degradación de algunas
proteínas.
Gracias por su atención Bendiciones a cada uno
http://genomasur.com/lecturas/Guia05.htm
