21avo teo COMPARTIMIENTOS 2 (1)

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El destino de una proteína está determinado por SEÑALES DE CLASIFICACIÓN o SECUENCIAS DE 
SEÑALIZACIÓN → es una secuencia peptídica que forma parte de la secuencia primaria de 
la proteína → indica a la proteína cuál es su destino. 
La señal de clasificación será reconocida por un RECEPTOR DE CLASIFICACIÓN → éste puede 
ser un receptor soluble o un receptor que este insertado en la membrana de la organela 
destino de la proteína → de esta manera la proteína será reconocida como propia de la 
organela. 
En algunos casos → se requiere de una PEPTIDASA SEÑAL que corte la secuencia de 
clasificación que tienen las proteínas. 
TRANSPORTE DE PROTEÍNAS AL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 
El retículo endoplásmico es un espacio topológicamente 
distinto al citosol → el lumen del retículo endoplasmático es 
topológicamente similar al espacio extracelular (recordar 
origen). 
Las funciones del retículo son: 
Se lo puede dividir en el 
retículo rugoso y el retículo 
liso → cada uno se ocupa 
de una función específica. 
 REG → asociado a 
ribosomas → su función 
principal es la síntesis de 
proteínas. 
 REL → no está asociado a 
ribosomas → su función 
principal es la síntesis de 
lípidos. 
TRANSLOCACIÓN DE PROTEÍNAS AL RE 
La translocación de proteínas hacia una organela puede ser de 
dos tipos → un proceso postraduccional o cotraduccional. En el 
caso del retículo → la translocación de proteínas es un PROCESO 
COTRADUCCIONAL → a medida que la proteína se va traduciendo, 
va translocando al lumen del retículo. 
 
21° T E O R I C O 
 Se necesitará de una SEÑAL DE CLASIFICACIÓN que dirija a la proteína al retículo. En el 
caso de la importación al retículo → la señal de clasificación está en el amino terminal 
y tiene una secuencia hidrofóbica. 
 un RECEPTOR DE CLASIFICACIÓN capaz de reconocer esa señal. 
 una PEPTIDASA SEÑAL → cuando la proteína translocó, cortará la señal de clasificación. 
PARTÍCULA DE RECONOCIMIENTO DE SEÑAL (SRP) 
En el caso de la translocación de proteínas al 
retículo → como es un proceso 
cotraduccional → se requiere de varias 
moléculas que puedan reconocer e 
interaccionar con esa señal que tiene la 
proteína para translocar al retículo → una de 
ellas es la PARTÍCULA DE RECONOCIMIENTO DE 
SEÑAL, la cual es una ribonucleoproteína 
(ARN unido a cadenas polipeptídicas). 
Esta partícula tiene distintos dominios que son 
importantes para el reconocimiento de la 
secuencia señal presente en la proteína que translocará al retículo. 
 BOLSILLO DE UNIÓN A LA SECUENCIA SEÑAL → es hidrofóbico ya que la secuencia señal de 
direccionamiento al retículo es hidrofóbica → se unirá por complementariedad 
molecular al bolsillo. 
 ZONA BISAGRA. 
 DOMINIO DE PAUSA DE LA TRADUCCIÓN. 
La partícula de 
reconocimiento de la 
señal es un receptor 
soluble citosólico y es 
capaz de unirse por su 
dominio hidrofóbico a la 
secuencia de 
señalización presente en 
el amino terminal de la 
cadena polipeptídica 
naciente. 
Cuando la partícula de reconocimiento de la señal se une a la secuencia de señalización 
→ la proteína, gracias a su dominio bisagra, puede rodear al ribosoma y bloquear el sitio 
de unión de los factores de elongación uniendo su dominio de pausa de la traducción a 
ese sitio donde deberían unirse los factores de la elongación → se produce una pausa en 
la traducción → necesaria, ya que si la proteína se continuara traduciendo fuera del 
retículo, luego no podría ingresar al retículo → YA QUE LA TRANSLOCACIÓN DE PROTEÍNAS AL 
RETÍCULO ES UN PROCESO COTRADUCCIONAL. Además → si este proceso continuara fuera del 
retículo y las proteínas que se estuviesen produciendo tuviesen actividad enzimática → 
podrían generar efectos dañinos para la célula ya que no estarían retenidas → SISTEMA DE 
SEGURIDAD. 
La pausa en la traducción le da tiempo al complejo para unirse al receptor de 
membrana. 
 
La partícula de reconocimiento de la señal es capaz de reconocer a la secuencia de 
señalización de la proteína naciente que está siendo sintetizada en un ribosoma → una 
vez reconocida la señal, la partícula rodea al ribosoma formando un complejo y se 
produce la pausa en la traducción. Todo este complejo será direccionado por la partícula 
SRP hacia un receptor de la partícula SRP que se encuentra en la membrana del retículo 
rugoso. 
SE PRODUCE LA INTERACCIÓN DE TODO EL COMPLEJO CON EL RECEPTOR → luego se produce la 
translocación del complejo hacia un translocador de membrana (llamado SEC61) y al 
producirse la translocación → LA SRP SE DISOCIA DEL RIBOSOMA → y al disociarse, la 
secuencia de señalización interactúa con el translocador de membrana y se reanuda la 
traducción → comienza la traducción de la proteína y la translocación de la misma en 
forma simultánea. 
SE CREE QUE PARA ESTE PROCESO SE REQUIERE GASTO ENERGÉTICO PROVENIENTE DE LA HIDRÓLISIS 
DEL GTP. 
 
RIBOSOMAS LIBRES Y RIBOSOMAS UNIDOS A LA MEMBRANA 
Los RIBOSOMAS QUE ESTÁN ASOCIADOS AL 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO serán aquellos 
que interaccionaran con la partícula SRP y 
con su receptor en la membrana del 
retículo y con el translocador SEC61 y están 
implicados en la TRANSLOCACIÓN DE 
PROTEÍNAS HACIA LA LUZ DEL RETÍCULO. 
RIBOSOMAS LIBRES EN EL CITOSOL → 
intervienen en la traducción de proteínas 
que luego serán direccionadas hacia otras 
organelas. 
Tanto los ribosomas asociados al retículo 
como los ribosomas libres pueden formar 
los POLIRIBOSOMAS → aquellos ribosomas 
que traducen simultáneamente a un mismo mensajero. Una vez producida la traducción 
del ARNm → los ribosomas se disocian y las subunidades formaran parte de un cúmulo 
común de subunidad mayor y menor que pueden tanto pasar a formar parte de los 
ribosoma libres como de los que están unidos a la membrana del retículo. 
COMPLEJO SEC61 
La partícula SRP reconoce al péptido señal en la proteína naciente → 
se forma un complejo, se pausa la traducción → todo el complejo se 
une al receptor de reconocimiento de la partícula señal → luego 
TRANSLOCA HACIA UN TRANSLOCADOR DE MEMBRANA QUE ES EL SEC 61 → 
una vez que translocó, se disocia la partícula de reconocimiento de la 
señal, se reanuda la traducción y comienza la translocación de la 
proteína. 
El complejo SEC61 es un PORO ACUOSO, es una ESTRUCTURA CERRADA DINÁMICAMENTE → por 
ser acuoso debe permanecer cerrado y solo se abre de manera transitoria cuando la 
cadena polipeptídica atraviesa la membrana. 
Al ser un poro acuoso → podría permitir la salida de calcio (retículo es reservorio de calcio) 
→ si saliera calcio del retículo, ese calcio que queda en el citosol podría disparar vías de 
señalización que la célula no requiere en ese momento → para evitar esto, el poro está 
dinámicamente cerrado. 
 
El poro está formado por 4 
subunidades: 
 alfa 
 gama 
 beta 
 pequeña subunidad 
que formará el tapón del poro. 
Cuando el péptido señal 
interacciona con el poro y la 
proteína está translocando → 
el poro tiene una apertura 
lateral que permite la salida de la proteína hacia el interior del retículo. 
PROTEÍNAS SOLUBLES 
La translocación de una proteína al retículo dependerá del destino de la proteína → la 
proteína puede ir al retículo y ser una proteína soluble del retículo o puede quedar 
insertada en la membrana del retículo → y en este caso, la proteína puede tener un solo 
paso de inserción o más de uno (unipaso-multipaso). En cada caso se requerirá de 
secuencias de direccionamiento específico para indicarle a la proteína cuál es su destino 
final en el retículo. 
 
La proteína que debe ser traducida interacciona con el translocador de membrana SEC61 
→ esta interacción se da gracias al péptido señal → lo que permite que la proteína 
comience a sintetizarse y a translocar simultáneamente hacia la luz del retículo. Una vez 
que la proteína translocó completamente → EXISTE UNA PEPTIDASA SEÑAL EN LA MEMBRANA 
DEL RETÍCULO QUE CORTA EL PÉPTIDO DE DIRECCIONAMIENTOpermitiendo que el translocador se 
corra lateralmente y se deja libre a la proteína en la luz del retículo; mientras que el 
péptido señal queda insertado en la membrana → luego puede ser degradado por 
proteasas. 
 
PROTEÍNAS 
SOLUBLES → 
son aquellas 
que van 
hacia la luz 
del retículo. 
La proteína que llegó a la luz del retículo sufrirá un proceso de plegamiento dando lugar a 
la proteína madura → PROTEÍNA SOLUBLE DEL RETÍCULO. 
 
PROTEÍNA INTEGRAL DE MEMBRANA 
Se tienen también proteínas con un sitio de inserción en la membrana del retículo → son 
proteínas integrales de membrana → no son proteínas solubles de la luz del retículo. Estas 
proteínas, además de la secuencia de direccionamiento al retículo, deben tener otra 
secuencia que indique que esa proteína debe quedar insertada en la membrana del 
retículo → secuencia conocida como SECUENCIA DE PARO (HIDROFÓBICA) → cuando la 
translocación detecte esta secuencia se detendrá y quedará inserta la proteína en la 
membrana del retículo. 
Se produce la interacción del 
péptido señal de direccionamiento 
al retículo con el SEC61 → 
comienza la síntesis y translocación 
de la proteína → cuando llega la 
secuencia de paro y ésta es 
reconocida por el SEC61 → se 
detiene la translocación pero no la 
traducción → esta continúa pero la 
proteína no puede translocar. 
 
CUANDO TERMINA LA TRADUCCIÓN → una proteasa del retículo cortará el péptido de 
direccionamiento; el SEC61 se desplaza lateralmente y la PROTEÍNA QUEDA INSERTADA A LA 
MEMBRANA DEL RETÍCULO A TRAVÉS DE SU SECUENCIA DE PARO. Esta proteína integral de 
membrana tiene UN SOLO PASO TRANSMEMBRANA → queda una porción del lado citosólico y 
otra del lado del lumen del retículo. 
Se puede también tener PROTEÍNAS 
DE DOBLE PASO → en general tienen 
dos secuencias de señalización y, 
en este caso, la secuencia de 
señalización de direccionamiento al 
retículo no está en el amino terminal 
sino dentro de la secuencia 
polipeptídica. 
La proteína comienza su traducción 
en el citosol hasta llegar a la 
SECUENCIA DE DIRECCIONAMIENTO → 
una vez allí, esta interacciona con 
el sec61 y continua la translocación de la proteína hacia el lumen del retículo hasta que se 
encuentra con la SECUENCIA DE PARO → se detiene la translocación pero continua la 
traducción hacia el lado citosólico. El sec61 se desplaza lateralmente; en las proteínas de 
doble paso NO HAY PEPTIDASA SEÑAL ya que la secuencia no está en el extremo. 
PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA DE MÚLTIPLE 
PASO → se tienen distintas secuencias de 
señalización y de paro que quedarán 
enganchadas en la membrana del 
retículo. 
 
 
 
TRANSPORTE TRANSMEMBRANA CITOSOL-RE: 
 tiene secuencia de señalización en el amino terminal → secuencia larga e 
hidrofóbica; si la proteína es integral de membrana → tendrá también secuencias de 
paro. 
 tiene receptor soluble → proteína SRP; y además se tiene un receptor de la proteína 
SRP. 
 canal de translocación → SEC61 → permite la translocación de la proteína a medida 
que se va traduciendo. 
 existe peptidasa señal → corta la secuencia de señalización en el caso de tener una 
proteína soluble del retículo o una proteína de un único paso. 
 la fuente de energía para la translocación de la proteína es la hidrólisis del GTP. 
 
 
1. ELECCIÓN DEL SISTEMA EXPERIMENTAL → si se deseara ver como se mueve una proteína 
desde una organela a otra, se debe elegir un sistema experimental en donde haya 
una activa síntesis proteica. 
 
2. ELECCIÓN DE LA APROXIMACIÓN QUE SE DESEA ESTUDIAR: 
APROXIMACIÓN POR TRANSFECCIÓN 
Si, por ejemplo, se desea saber a qué orgánulo está dirigida la secuencia señal, se puede 
hacer una proteína de fusión que se inserte en un plásmido y luego con eso se transfectan 
células eucariontes. Al gen de una proteína citosólica se le inserta la secuencia señal → 
luego, para evaluar hacia donde fue la proteína → se puede hacer una CENTRIFUGACIÓN 
DIFERENCIAL y se puede evaluar en qué lugar de que fracción se tiene a la proteína 
mediante un WESTERN BLOTTING. También se puede hacer una técnica de 
INMUNOFLUORESCENCIA en donde se puede hacer una COLOCALIZACIÓN donde se evalué si 
la proteína está en la mitocondria o en el núcleo. 
 
APROXIMACIÓN GENÉTICA 
Aproximación genética PARA ESTUDIAR LA TRANSLOCACIÓN DE PROTEÍNAS → por ejemplo, una 
célula de levadura salvaje necesita histidina para sobrevivir, la puede tomar del medio o 
bien puedo transformar el histidinol mediante una enzima citosólica. Si se coloca a la 
célula en un medio sin histidina o con histidina → en ambos casos sobrevive gracias a la 
enzima capaz de trasformar el histidinol en histidina. Si se modifica genéticamente a la 
enzima agregándole una SECUENCIA DE DIRECCIONAMIENTO AL RETÍCULO → la enzima 
quedará en el retículo y no estará disponible en el citosol para poder trasformar el 
histidinol e histidina → entonces si coloco a la célula en un medio sin histidina → al no tener 
la enzima, morirá; y si se la coloca en un medio con histidina sobrevive. SE PUEDE ESTUDIAR 
COMO ACTÚAN LAS ENZIMAS CITOSÓLICAS, DEL 
RETÍCULO, ETC → SE ESTUDIA COMO ES LA 
TRANSLOCACIÓN DE PROTEÍNAS. 
APROXIMACIÓN BIOQUÍMICA 
Aproximación bioquímica utilizando un SISTEMA LIBRE DE CÉLULAS 
→ se hace un homogenato del tejido y luego una 
centrifugación diferencial seguida por una centrifugación en 
gradiente para separar los orgánulos. Luego, en cada una de 
las fracciones correspondientes a cada uno de los orgánulos 
→ se puede determinar si se encuentra o no la proteína de 
interés ya sea por media de marcas radioactivas o bien por 
western blotting. 
 
 
Mediante una aproximación bioquímica se podría estudiar si la secuencia de 
direccionamiento que tiene una proteína la dirige, por ejemplo, hacia mitocondrias. Se 
tiene a la proteína con la secuencia de direccionamiento, se incuba a la proteína con 
mitocondrias y luego se agrega tripsina; se hace lo mismo incubando a la proteína 
directamente con tripsina → y luego se realiza un WESTERN BLOTTING → si la proteína tenía 
una secuencia de direccionamiento a la mitocondria, ingresará a la mitocondria y 
cuando se agregue tripsina, esta no digerirá a la proteína; en cambio → si no se incuba 
con mitocondrias, la proteína está libre en el sistema libre de células y será alcanzada y 
digerida por la tripsina. 
Cuando se haga el western blotting dirigido contra la proteína de interés → si la proteína 
pudo ingresar a la mitocondria se observará una banda correspondiente a la proteína; 
pero si la proteína fue digerida no se observará ninguna banda. 
DE ESTA MANERA SE PODRÍA DETERMINAR SI LA SECUENCIA DE DIRECCIONAMIENTO DE ESTA 
PROTEÍNA VA DIRIGIDA HACIA MITOCONDRIAS. 
 
PURIFICACIÓN DE MICROSOMAS RUGOSOS Y LISOS A PARTIR DE RETÍCULO 
Se hace a partir de una 
CENTRIFUGACIÓN DIFERENCIAL; 
los microsomas rugosos, al 
estar asociados a ribosomas 
→ son más pesados que los 
lisos. 
En esa fracción microsomal 
→ en los microsomas (sistema 
libre de células) se tiene a la 
proteína de interés. 
SE PUEDE TRATAR A LOS MICROSOMAS CON DETERGENTE → rompiendo la membrana microsomal 
y si luego se agregan proteasas → se degradarán las proteínas que estaban contenidas 
en su interior. Si no se trata con detergente →la proteasa no podrá degradar a las 
proteinas. 
 
Entonces → se tiene un sistema en el cual se agrega detergente, se degrada la 
membrana y al agregar proteasa se degrada la proteína; y otro sistema sin detergente 
donde la membrana de los microsomas impide que la proteasa ataque a la proteína de 
interés. Se puede evaluar luego por Western blotting y así saber si la proteína está o no 
está en la fracción microsomal. 
 
También se puede utilizar un SISTEMA LIBRE DE CÉLULAS y hacer una TRADUCCIÓN IN VITRO de 
una proteína con una SECUENCIA DE DIRECCIONAMIENTO → se incuba la proteína con 
microsomas; y como esta proteína fue traducida previamente→ no ingresó al microsoma. 
Si se hace lo mismo con un sistema donde se tengan ribosomas acoplados a microsomas 
→ la proteína se sintetiza e ingresa en el microsoma y por la peptidasa señal se corta la 
secuencia de direccionamiento. 
Se puede evaluar a las proteínas obtenidas sin ribosomas acoplados a microsomas 
utilizando un sistema donde los ribosomas estén acoplados a los microsomas → se tendrán 
dos bandas → una de una proteína de mayor tamaño ya que incluye a la secuencia de 
direccionamiento; y otra banda de una proteína de menor tamaño que corresponde a la 
que ingresó al orgánulo, donde la secuencia de direccionamiento fue degradada por la 
peptidasa señal. 
Hay algunas proteínas conocidas como proteínas residentes en el retículo → que se 
sintetizan en el retículo endoplasmático rugoso pero deben salir del retículo hacia el Golgi 
para sufrir las modificaciones postraduccionales y luego deben volver al retículo. Estas 
proteínas tienen una SECUENCIA DE RETORNO AL RETÍCULO → esta secuencia es corta y se 
encuentra en el carboxilo terminal. Algunos ejemplos de proteínas residentes en el retículo 
son → las proteínas chaperonas tipo BIP que se encargan del correcto plegamiento de 
proteínas; o la disulfuro isomerasa que participa en la correcta formación de los puentes 
disulfuro en las proteínas. 
 
N-GLICOSIDACIÓN EN EL RETÍCULO RUGOSO 
Es una de las MODIFICACIÓN 
POSTRADUCCIONALES MÁS 
IMPORTANTES QUE OCURRE EN EL 
RETÍCULO → la n-glicosilación 
consiste en el agregado de 14 
azúcares a un grupo amino de 
una asparagina. 
 
 
 
 
El grupo de oligosacáridos está unido a dos grupos fosfato a lípido que está insertado en la 
membrana → y por una enzima, que es la OLIGOSACARILTRANSFERASA → estos 14 azúcares 
son transferidos al grupo amino de la asparagina → de esta manera la asparagina queda 
con el resto de los 14 azúcares insertados en su grupo amino. 
LA N-GLICOSILACIÓN ES IMPORTANTE PARA LAS PROTEÍNAS YA QUE MARCA EL ESTADO DE 
PLEGAMIENTO DE LAS MISMAS. 
La proteína recién sintetizada está desplegada con el resto de n-oligosacáridos en el 
amino de la asparagina → donde los 3 últimos son azúcares son glucosa. Esta proteína 
marcada sufrirá una eliminación de las dos últimas glucosas → quedando la proteína con 
un resto de hidratos de carbono donde se tiene una glucosa terminal. 
Esa glucosa terminal será reconocida por una proteína chaperona que está en la 
membrana del retículo hacia el lado del lumen del retículo → la chaperona pueden ser 
CALNEXINAS o CALRETICULINAS que utilizan CALCIO COMO COFACTOR; esta proteína ayuda a 
la proteína recién sintetizada para su correcto plegamiento → luego, una GLUCOSIDASA 
cortará la glucosa terminal liberando a la proteína de su unión a la calnexina → proteína 
se plegará → plegada correctamente puede salir del retículo con el resto de hidratos de 
carbono en su asparagina. 
SI LA PROTEÍNA NO SE PLIEGA CORRECTAMENTE → entra en un ciclo donde por medio de una 
glucosiltransferasa se le agrega al oligosacárido unido a la asparagina una glucosa → la 
cual vuelve a marcar a la proteína para que ingrese al ciclo e interactúe con la calnexina 
para su correcto plegamiento → nuevamente una glucosidasa corta la glucosa → la 
proteína se pliega y si está correctamente plegada saldrá del RE; si no está correctamente 
plegada se le vuelve a agregar la glucosa y vuelve al ciclo. 
DEGRADACIÓN DE PROTEÍNAS MAL PLEGADAS 
Las proteínas tienen un 
temporizador en el resto n-
oligosacárido → son las 
MANOSAS → existe una 
hidrólisis lenta en una de las 
manosas con una enzima 
que es la MANOSIDASA → 
CUANDO SE HIDROLIZA LA 
MANOSA, LA PROTEÍNA NO 
PUEDE VOLVER A ENTRAR EN EL 
CICLO PARA INTENTAR PLEGARSE 
→ entonces, la proteína mal 
plegada sale del REG por un translocador y llega al citosol → en el citosol, por una n-
glucanasa pierde el resto de oligosacáridos en el amino de la asparagina; la proteína mal 
plegada será UBIQUITINADA → ESTA MARCACIÓN LA DIRIGIRÁ HACIA EL PROTEOSOMA EN DONDE 
LA PROTEÍNA SERÁ DEGRADADA. 
RESPUESTA A LAS PROTEÍNAS DESPLEGADAS 
Cuando las proteínas están 
mal plegadas se activa en el 
retículo las RESPUESTAS A LAS 
PROTEÍNAS MAL PLEGADAS O 
DESPLEGADAS → estas 
proteínas inducen cambios 
conformacionales en 3 
proteínas: 
 IRE1 → la fosforila 
produciendo la 
maduración controlada 
de un ARNm que induce 
la traducción de una ENDORIBONUCLEASA. Esta proteína translocará al núcleo y regulará 
genes que activan la transcripción de chaperonas para ayudar al plegamiento de las 
proteínas mal plegadas. 
 PERK → se fosforila → es un factor de inicio de la traducción; regula genes que activan 
la transcripción de chaperonas. 
 ATF6 → proteína que activa genes para la transcripción de chaperonas. 
PROTEÍNA IRE 
 
las proteínas mal plegadas van a enviar una señal que va a estimular la síntesis de más 
chaperonas que ayuden al plegamiento → la señal activa a la PROTEÍNA IRE (QUINASA), se 
dimeriza, se fosforila y adquiere un dominio de ribonucleasa → ESTA PROTEÍNA, CON UNA 
ACTIVIDAD DE ENDORIBONUCLEASA CORTARÁ MOLÉCULAS DE ARNM ESPECÍFICAS EN DOS SITIOS → 
eliminando un intrón y dando lugar a un ARNm maduro que será traducido y DARÁ LUGAR A 
UNA PROTEÍNA REGULADORA DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DE CHAPERONAS. 
Esta proteína, que es un FACTOR DE TRANSCRIPCIÓN, ingresará al núcleo a través del 
complejo del poro nuclear → y va a unirse a secuencias específicas en el ADN activando 
la transcripción de genes. Se tiene así, más síntesis de ARNm de chaperonas → estos ARNm 
sintetizados saldrán del núcleo nuevamente a través del complejo del poro nuclear y 
serán reconocidos por los ribosomas asociados al retículo y comenzará la traducción de 
los ARNm → a medida que se vayan traduciendo las cheperonas, irán translocando hacia 
la luz del retículo → y una vez allí, las proteínas se pliegan, adquieren función y 
colaborarán en el plegamiento de proteínas mal plegadas.