Retículo Endoplásmico: funciones y modificaciones post-traduccionales

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN
2. RETÍCULO ENDOPLASMICO
3. RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO
4. RETÍCULO ENDOPLASMICO LISO

INTRODUCCIÓN

Sistema de endomembranas Célula eucariota animal en 3 dimensiones plasma membrane lysosome nuclear envelope late endosome endoplasmic reticulum early endosome D transport vesicles Golgi apparatus CYTOSOL Essential Cell Biology 3/e (Garland Science 2010) EXTRACELLULAR SPACE

Las membranas internas dividen la célula en compartimentos estructurales y funcionales que se llaman orgánulos (retículo endoplasmico o endoplasmático RE, complejo o aparato de Golgi, lisosomas).

RETÍCULO ENDOPLASMICO

Red laberíntica de túbulos ramificados y de sáculos aplanados que se extienden por todo el citoplasma. Están interconectados.

La membrana del RE es continua con la membrana nuclear externa, el compartimento que encierran también es continuo con el espacio entre las membranas nucleares externa e interna. Este espacio se denomina lumen o luz del RE.

RE liso Envoltura nuclear RE rugoso Lumen del RE Cisternas Ribosomas RE de transición RE liso Vesícula de transporte RE rugoso 200 nm

0/ 2011 Pearson Education. Inc.

RETÍCULO ENDOPLASMICO: Especialización de Regiones

Las regiones del RE se han especializado en diferentes funciones (membrana del RE).

RE rugoso: membrana recubierta por ribosomas.

RE liso: membrana libre de ribosomas. Abundante en hepatocitos.

RE de transición: áreas del RE liso de las que brotan vesículas de transporte (proteínas y lípidos) con destino al aparato de Golgi.

RE liso Envoltura nuclear RE rugoso C Lumen del RE Cisternas RE de transición Ribosomas RE liso Vesícula de transporte RE rugoso 200 nm

0/ 2011 Pearson Education. Inc.

RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO

La membrana del RE rugoso tiene ribosomas adheridos a su cara citosólica.

La membrana tiene proteínas exclusivas - proteínas que unen ribosomas y translocan proteínas al lumen.

Está presente en todas las células nucleadas (excepto espermatozoides). Abundante en células secretoras

Funciones del RE Rugoso

• Traducción de proteínas (síntesis de proteínas a partir del ARNm).
• Modificación de proteínas

Hay ribosomas adheridos a la membrana de RE rugoso 0 El RE liso carece de ribosomas Los túbulos del RE se forman por una continuación de la membrana nuclear externa

Nociones sobre los RIBOSOMAS

Ribosoma: el lugar donde tiene lugar la síntesis proteíca

• La síntesis de proteínas es guíada por la información contenida en las moléculas de ARNm.
• Una célula eucariota típica contiene millones de ribosomas.
• Diversos ribosomas pueden unirse simultáneamente a una misma molécula de ARNm, formando un polirribosoma (aumenta la eficiencia de la traducción).

Aminoácido Subunidad grande de ribosoma Cadena polipeptidica ARNt ARNm Subunidad pequeña de ribosoma 0.25 um

Nociones sobre los RIBOSOMAS: Dogma Central

ADN Replicación Transcripción ARN Maduración y transporte 2 Traducción Proteína

"Dogma central de la biología molecular". Este modelo fue propuesto en 1958 por Francis Crick

Replicación (duplicación del ADN, sintetiza una copia idéntica)/transcripción (información contenida en genes - ADN - se transcribe a una molécula de ARN - ARNmensajero) (núcleo).

Traducción (convierte una secuencia de ARNmensajero en una cadena de aminoácidos para formar una proteína) (molécula biológicamente activa) llevado a cabo por los ribosomas (citoplasma).

Nociones sobre los RIBOSOMAS: ¿Qué son las proteínas?

• Las proteínas estan formadas por cientos o miles de unidades más pequeñas, aminoácidos, que están unidas creando cadenas largas denominadas cadenas polipeptídicas.

Proteína Cadena polipeptídica Arg Gly |Met ATT aminoácidos Gly GLY GIY THE Clica aquí

Nociones sobre los RIBOSOMAS: Ribosomas libres y unidos a membrana

• En el citosol existen dos poblaciones de ribosomas, separadas espacialmente.
• Los ribosomas unidos a membrana, a la cara citosólica de la membrana del RE, se dedican a la síntesis de proteínas que se traslocan al interior del RE.
• Los ribosomas libres, no unidos a ninguna membrana, fabrican todas las demás proteínas codificadas por el genoma nuclear.
• Los ribosomas unidos a membrana y los ribosomas libres son estructural y funcionalmente idénticos. Difieren sólo en las proteínas que están fabricando en un momento dado.

RNAm que codifica para una proteína citosólica permanece libre en el citoplasma 5 in 3' 3' acervo común de subunidades de ribosoma en el citosol 5' 5' 3 Péptido señal para RE 3 ARNm de proteína destinada al RE que permanece unido a la membrana Membrana del Polirribosoma unido a la membrana del RE a través de diversas cadenas polipeptídicas en síntesis RE Polirribosoma libre en el citosol

RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO: Traducción de proteínas

A. Traducción de proteínas

El RE rugoso, vía sus ribosomas unidos a su cara externa citosólica, permite la producción de proteínas destinadas a: ser secretadas al medio extracelular o a incorporarse a la membrana plasmática, al RE, Golgi y lisosomas.

Proteínas destinadas a permanecer en el citosol, o a incorporarse al núcleo, mitocondrias, cloroplastos y peroxisomas se sintetizan en ribosomas libres en el citosol.

RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO: Importación cotraduccional

A. Traducción de proteínas

Las proteínas celulares pueden comenzar su traducción en ribosomas citosólicos pero continuarla en el RER. Importación cotraduccional.

Para su incorporación, las proteínas requieren: péptido señal (en la proteína que se sintetiza), partícula de reconocimiento de la señal (PRS) (proteína libre), receptor PRS (RER) y translocador.

Partícula de reconocimiento de la señal ELIMINADA mRNA ribosome 3' 5' Partícula de reconocimiento de la señal CYTOSOL Peptido señal Receptor de la Partícula de reconocimiento de la señal Translocador ER LUMEN Essential Cell Biology 3/e (Garland Science 2010)

RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO: Tipos de proteínas en RER

A. Traducción de proteínas

¿ Cuáles son las proteínas que pueden entrar al RER?

• Proteínas hidrosolubles: translocación completa al lumen.
  • Secreción extracelular.
  • Luz (interior) de orgánulo.
• Proteínas transmembrana: translocación parcial. Incluidas en la membrana del RE.
  • Membrana del RE.
  • Membrana plasmática.

RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO: Proteína hidrosoluble

A. Traducción de proteínas

Proteína hidrosoluble polypeptide chain emerging from ribosome signal sequence closed translocation channel cleaved signal peptide NH2 CYTOSOL ER LUMEN translocation channel signal peptidase NH2 COOH mature soluble protein in ER lumen Essential Cell Biology 3/e (Garland Science 2010)

Peptidasa señal, que está asociada a la cara interna de la membrana del RE, corta el péptido señal de la proteína que se está incorporando al RER.

La secuencia señal, es eliminada, la proteína quedará en la luz del RER.

RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO: Proteína transmembrana

A. Traducción de proteínas

Proteína transmembrana hydrophobic start-transfer sequence COOH hydrophobic stop-transfer sequence NH2 CYTOSOL ER LUMEN NH2 signal peptidase translocation channel Essential Cell Biology 3/e (Garland Science 2010) mature transmembrane protein in ER membrane

Además del péptido señal en la proteína, existe, una secuencia de parada de la transferencia en una región interna de la proteína. Impide que la proteína continúe translocándose hacia la luz del RER.

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.

La secuencia señal, es eliminada (peptidasa señal).

RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO: Modificaciones postraduccionales

B. Modificaciones postraduccionales

Las proteínas traducidas en el RER deben adquirir su conformación final para que sean perfectamente funcionales. Esta conformación implica un correcto plegamiento de la proteína y una serie de modificaciones postraduccionales en el interior del RER.

• Glucosilación
• Plegamiento
• Anclaje GPI (glucosilfosfatidilinositol):

RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO: Glucosilación

B. Modificaciones postraduccionales

Glucosilación: Unión covalente de un oligosacárido (14 monómeros) a la proteína KEY: = glucose = mannose NH2 NH2 = N-acetylglucosamine CYTOSOL dolichol dolichol P P ER LUMEN Asn P P growing polypeptide chain Asn oligosaccharide protein transferase lipid-linked oligosaccharide

Solo las proteínas que pasen por el RER estarán glucosiladas. La mayoría de las proteínas que se traducen en el RER sufren glucosilación, pero no todas.

La glucosilación es un proceso que comienza en el RER y finaliza en el aparato de Golgi.

Essential Cell Biology 3/e (Garland Science 2010)

RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO: Importancia de la glucosilación

B. Modificaciones postraduccionales

Glucosilación: Importancia de la glucosilación. La glucosilación es una modificación importante, ya que algunas proteínas requieren ser glucosiladas para poderse plegar correctamente en el RER; además, la glucosilación impide la agregación de las proteínas.

RETÍCULO ENDOPLASMICO RUGOSO: Plegamiento de proteínas

B. Modificaciones postraduccionales

Plegamiento: El plegamiento de proteínas en el RER es un proceso complejo no del todo conocido. V Contribuye a la adquisición de la correcta estructura de la proteína y por lo tanto, de su función.

Participan proteínas: -isomerasa de puentes disulfuro - formación de puentes disulfuro (S-S) Correcto plegamiento de las proteínas y a la adquisición de una adecuada conformación tridimensional.