Tema 6 Sistema de endomembranas

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ORGANOIDES DE LAS 
CÉLULAS EUCARIOTAS
▪ Envoltura Nuclear
▪ Retículo Endoplasmático Liso (REL)
▪ Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)
▪ Aparato de Golgi
▪ Lisosomas
▪ Vesículas
▪ Vacuola *
Pared Celular *
Membrana 
Plasmática
Citoplasma
Núcleo
Citosol
Organoides
con 
membrana
Organoides
sin 
membrana
Sist. de endo-
membranas
Otros
organoides
▪ Ribosomas
▪ Citoesqueleto
▪ Centríolos *
▪ Mitocondrias
▪ Cloroplastos *
▪ Plastos *
▪ Peroxisomas
▪ Glioxisomas *
▪ Nucleoplasma
▪ Cromatina
▪ Nucleolo * Presentes en algunos eucariotas
Tema 6: Sistema de endomembranas.
Retículo endoplásmico, tipos morfológicos y funcionales: liso (REL) y rugoso (RER). Ribosomas.
Aparato de Golgi. Lisosomas. Vacuolas. Vesículas. Morfología general y función.
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SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS
Sistema tridimensional dinámico de tubos, cisternas, sacos y vesículas 
membranosas interconectados que participan en la síntesis, modificación y 
distribución de proteínas y lípidos en las células eucariotas. Incluye la 
envoltura nuclear, el Retículo Endoplasmático, el Aparato de Golgi, y una serie 
de vesículas asociadas, como los lisosomas de células animales y las 
vacuolas de células vegetales y hongos.
ENVOLTURA NUCLEAR
Rodea al núcleo y está formada por dos membranas perforadas por poros que 
conectan el interior del núcleo con el citoplasma. La membrana externa de la 
envoltura nuclear se continúa con la membrana del retículo endoplasmático. 
B. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL): red de membranas
interconectadas formando tubos. No posee ribosomas adheridos. Su función es
modificar algunas proteínas sintetizadas en el RER, además es el lugar de
modificación química de fármacos y pesticidas (detoxificación), donde ocurre la
hidrólisis del glucógeno en células animales y el sitio de síntesis de lípidos y
esteroides.
A. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER): red de
membranas interconectadas formando sacos aplanados, con ribosomas
en su cara citoplasmática. En los ribosomas adheridos ocurre la síntesis
de proteínas de exportación, que son volcadas al interior del RER.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Complejo sistema reticular de membranas dispuestas en forma de sacos o cisternas 
aplanados y túbulos que están interconectados entre sí, compartiendo el mismo 
espacio interno. Sus membranas se extienden desde la envoltura nuclear hasta las 
proximidades de la membrana plasmática, llegando a representar más de la mitad de 
las membranas de una célula, y pudiendo ser hasta 10 veces más extensas que la 
membrana plasmática.
Se organiza en dominios que realizan diferentes funciones. Las cisternas y los túbulos 
que poseen ribosomas asociados se denominan como retículo endoplasmático rugoso, 
mientras que los túbulos sin ribosomas asociados se agrupan como retículo 
endoplasmático liso.
A. RETÍCULO 
ENDOPLASMÁTICO 
RUGOSO (RER)
A. RETÍCULO 
ENDOPLASMÁTICO 
LISO (REL)
RIBOSOMAS: estructuras no membranosas formadas por ARN ribosomal y proteínas.
Los ARN ribosomales se sintetizan en el nucleolo y allí mismo se ensamblan con las
proteínas. Son los organoides donde se sintetizan las proteínas. Cumplen su función
libres en el citoplasma, dentro de cloroplastos y mitocondrias, o asociados al Retículo
Endoplasmático (forman el RER). Están formados por dos subunidades (mayor y
menor). En Bacterias y Arqueas son más pequeños (70S) que en los eucariotas (80S)
y se localizan libres en el citoplasma.
APARATO DE GOLGI
Sacos membranosos aplanados (cisternas) ensanchados en sus extremos y 
curvados, que en las células animales forman pilas denominadas dictiosomas. 
Estructura polarizada: cara Cis orientada hacia el RE; cara Trans, orientada hacia la 
membrana plasmática; y cisternas intermedias. Recibe materiales del RE en su cara 
cis y los modifica; para luego, en su zona trans, concentrarlos, clasificarlos y 
empaquetarlos en vesículas para ser distribuidos. En el Golgi se añaden y modifican 
glúcidos que formarán parte de las glucoproteínas, proteoglucanos, glucolípidos y 
polisacáridos, se terminan de sintetizar los esfingolípidos, y se forman los lisosomas.
Dictiosoma
Aparato de Golgi:
Especialmente desarrollado en células con fuerte secreción.
Movimiento constante de sustancias desde la cara Cis a la cara Trans.
Flujo de reciclado en sentido contrario.
Polarización de la distribución de enzimas: diferente contenido enzimático en cisternas
cis, cisternas intermedias y cisternas trans.
Membranas de las cisternas cis más delgadas y parecidas a las membranas del RE;
membranas más anchas y parecidas a la membrana plasmática en el lado trans.
En las células animales algunas cisternas están conectadas por túbulos de membrana.
Cada zona del Golgi (cis, medial y trans) con diferente morfología, composición
química y actividad química.
Las enzimas de cada cisterna individual 
cambian a medida que pasa el tiempo. 
Las proteínas que llegaron del RER 
permanecen en el interior de la cisterna.
Movimiento 
de proteínas 
en el Aparato 
de Golgi
Modelo de transporte vesicular Modelo de maduración cisternal
Vesículas que viajan de una cisterna a otra llevan 
las proteínas que llegaron del RER. A medida que 
se mueven las proteínas son modificadas por las 
enzimas residentes de cada cisterna.
LISOSOMAS
Vesículas membranosas que se originan a partir del Aparato de Golgi, presentes en las 
células animales. Poseen pH ácido (5), valor donde las enzimas degradativas que 
contienen en su interior muestran su máxima actividad. Estas hidrolasas ácidas ó
enzimas hidrolíticas ácidas degradan proteínas (proteasas), lípidos (lipasas), sacáridos 
(glicosidasas) y nucleótidos (nucleasas); son sintetizadas en el RER, y modificadas en 
el Golgi. La membrana de los lisosomas poseen bombas de protones. Su función es la 
digestión intracelular. En ellos se produce la hidrólisis de biomoléculas; se degradan 
alimentos y materiales incorporados por la célula a través de endocitosis, y también 
organoides deteriorados o partes de la célula (autofagia).
C. CUERPOS RESIDUALES: contienen material que ya no puede ser degradado y
quedan almacenados en el interior celular o, se fusionan con la membrana
plasmática expulsando dicho material el medio extracelular.
B. LISOSOMAS SECUNDARIOS: se forman cuando un lisosoma
primario se une a fagosomas y endosomas que ingresan materiales
desde el exterior, o a autofagosomas que engloban organoides o partes
de la célula que deben ser degradados.
A. LISOSOMAS PRIMARIOS: vesículas que se generan
desde la cara trans del Golgi y contienen hidrolasas ácidas.
Digestión 
celular
Lisosomas
VACUOLA
Compartimentos delimitados por una sola membrana y presentes en las células 
vegetales y hongos. Ocupan gran parte del volumen celular. La formación de 
vacuolas se produce por la fusión de vesículas liberadas desde el lado trans del 
aparato de Golgi. Mantienen la forma y el tamaño de la célula mediante turgencia, 
ya que incorporan iones para crear ambientes osmóticos variables respecto al 
citoplasma, lo que produce flujos de entrada y salida de agua. También almacenan 
sustancias, como azúcares y proteínas (pigmentos, sustancias de defensa y 
productos tóxicos). Son además los centros de degradación; acumulan enzimas 
como proteasas y nucleasas; tienen pH ácido que consiguen con bombas de 
protones localizadas en sus membranas. Misión similar a los lisosomas de las 
células animales; también participan en la autofagia.
VESÍCULAS
Pequeños compartimentos delimitados por membrana que transportan moléculas 
solubles que viajan en su interior y moléculas de membrana, que forman parte de su 
propia membrana. Realizan el tránsito de proteínas (tráfico vesicular) entre los 
diferentes organoides del sistema de endomembranas. Las vesículas se forman en un 
compartimento fuente, donde se cargan con moléculas que deben ser transportadas. 
Una vez sueltas en el citosol, son dirigidas hacia un orgánulo diana, al cual reconocen, 
y con el que se fusionan. Entonces, las moléculas transportadas formaránparte del 
orgánulo diana y serán las responsables de su función. Las moléculas que no son 
propias de ese compartimento, serán empaquetadas de nuevo para dirigirse a otro 
compartimento celular o ser recicladas al compartimiento fuente.
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS DE EXPORTACIÓN Y PROCESO DE SECRECIÓN
SÍNTESIS DE 
PROTEÍNAS 
CELULARES
En ribosomas 
libres en el citosol
En ribosomas 
unidos al RER
Proteínas que secreta la célula.
Proteínas integrales de la membrana.
Proteínas solubles de los compartimientos del 
sistema de endomembranas (RE, aparato de Golgi, 
lisosomas, endosomas, vesículas y vacuolas.
Proteínas citosólicas: enzimas de la glucólisis y 
proteínas del citoesqueleto. 
Proteínas periféricas de la superficie citosólica de 
las membranas.
Proteínas que se transportan al núcleo.
Proteínas que se incorporan a peroxisomas, 
cloroplastos y mitocondrias. 
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS DE EXPORTACIÓN Y PROCESO DE SECRECIÓN
1. Comienzo de la síntesis y transferencia al RER. La síntesis del polipéptido se
inicia cuando un RNA mensajero se une con un ribosoma libre. Las proteínas de
secreción contienen una secuencia señal en su extremo amino. Una proteína
citosólica reconoce la secuencia señal, se pausa la traducción, y el ribosoma con el
péptido naciente se mueven hasta unirse con receptores de la membrana del RER. Se
reanuda la traducción, y el polipéptido se mueve hacia el espacio interno de las
cisternas del RER, a través de un canal acuoso proteico de su membrana.
2. Modificación y final de la síntesis en el RER: mientras continúa la síntesis y la
transferencia del polipéptido hacia el interior del RER, una peptidasa señal (enzima
proteolítica de la membrana del RER) remueve la secuencia señal. Otras enzimas de
la membrana del RER (glucosiltransferasas) le incorporan al polipéptido un residuo de
oligosacáridos (carbohidratos). Cuando finaliza la traducción la proteína glucosilada y
ya plegada, queda en el lúmen del RER. Las proteínas de membrana quedan en esta
etapa, ya ancladas en la membrana del RER.
3. Modificación, clasificación y empaquetamiento en el aparato de Golgi. Las
proteínas sintetizadas y glicosiladas en el RER pasan al Golgi a través de vesículas. A
medida que estas glucoproteínas solubles y de membrana pasan por las
cisternas cis y media del Golgi, se remueven y se agregan de forma específica y
secuencial azúcares, por acción de glucosiltransferasas. Los residuos de
oligosacárido que quedan finalmente en cada tipo de proteína, son señales de
clasificación que son reconocidas por receptores de las membranas de la zona trans
del Golgi. Allí las proteínas son clasificadas, separadas y empaquetadas en vesículas
para su posterior traslado.
Por ejemplo, las proteínas lisosómicas se
sintetizan en ribosomas unidos al RER y
se transportan al aparato de Golgi junto
con otras proteínas. Allí, se les adiciona
un grupo fosfato a ciertos azúcares
(manosa) de su oligosacárido. Por lo
tanto, a diferencia de otras
glucoproteínas, las enzimas lisosómicas
tienen residuos de manosa 6-fosfato que
actúan como señal de clasificación.
Los receptores para manosa 6-fosfato del
trans Golgi reconocen, agrupan y
empaquetan en vesículas las enzimas
lisosómicas que llevan la señal de
manosa 6-fosfato. Cuando el pH se
acidifica en estas vesículas, las
hidrolasas se separan de los receptores,
que vuelven hacia el Golgi. Las vesículas
se convierten en lisosomas primarios.
4. Liberación de proteínas de secreción al exterior celular. Las vesículas
secretoras producidas por el aparato de Golgi, viajan desde su dominio trans hasta la
membrana plasmática con quien se fusionan, y se libera su contenido por exocitosis.
Hay dos tipos de secreción de las vesículas que vienen desde el aparato de Golgi:
- Vía constitutiva: se produce en todas las células, se encarga de liberar moléculas
de la matriz extracelular o bien regenerar la membrana plasmática. Proceso constante
de producción, desplazamiento y fusión de vesículas.
- Vía regulada: se produce sólo en células especializadas en la secreción, como por
ejemplo las productoras de hormonas, las neuronas, las del epitelio digestivo, y las
glandulares. Se liberan moléculas que participan en funciones como digestión
(enzimas), regulación hormonal (hormonas), sinapsis (neurotransmisores). Las
vesículas necesitan una señal para fusionarse con la membrana plasmática, y se
requiere ATP y GTP.
Retículo Endoplasmático
Clasificación y empaquetamiento de proteínas 
en la zona trans del aparato de Golgi
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