RUTA SECRETORA- RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Y APARATO DE GOLGI

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RUTA SECRETORA: RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Y APARATO DE GOLGI 
Proteínas citosólicas ingresan a la ruta secretora o exocítica, ingresando al retículo endoplasmático, en donde poseen como posibles destinos la membrana plasmática, vesículas secretoras y endosomas que pasarán a ser lisosomas. Las proteínas en este caso son sintetizadas en los ribosomas adosados a la membrana plasmática del RE, ingresando a medida que es traducida, vale decir, de manera co-traduccional. 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 
Existen 2 tipos de retículos endoplasmáticos: 
a) Retículo endoplasmático rugoso: 
→ Rodea al núcleo 
→ Corresponde al primer orgánelo de la ruta exocítica 
→ Su función principal consiste en la síntesis y transporte de 
proteínas de secreción o de membrana → Presenta ribosomas 
adosados que participan activamente en la traducción de 
proteínas que ingresan al RE. Estas proteínas pueden ser 
solubles o integrales 
b) Retículo endoplasmático liso: 
→ Carece de ribosomas 
→ Continuo al retículo endoplasmático rugoso 
→ Se caracteriza por ser una membrana desordenada de túbulos 
→ Su función principal consiste en la detoxificación, síntesis de 
lípidos y reservorio intracelular de calcio 
→ Abundante en neuronas y células que sintetizan hormonas 
esteroidales de colesterol 
→ En este se localizan enzimas que catalizan las reacciones de 
detoxificación de fármacos liposolubles 
El retículo endoplasmático tiene forma de red, la cual abarca toda la célula. De esta forma, éste interactúa con otros organelos de la célula, intercambiando materiales y comunicándose con ellos → Este organelo es bastante dinámico, estando en constante remodelación y crecimiento, a través de los microtúbulos. 
En este se sintetizan proteínas integrales de membrana y destinadas para secreción. Además, ocurre la glicosilación y plegamiento de las proteínas. 
LA ABUNDANCIA DEL RE DEPENDE DEL TIPO CELULAR 
Dependiendo de la función celular, la cantidad de retículo endoplasmático y sus subtipos varían. 
Por ejemplo, en los hepatocitos se observa un mayor porcentaje de REL debido a la gran producción de enzimas liposolubles. En cambio, en las células pancreáticas hay un alto porcentaje de RER por la gran síntesis de proteínas. 
TRANSLOCACIÓN DE PROTEÍNAS HACIA EL RE: PÉPTIDO SEÑAL 
Existen señales de destinación en las proteínas que indican que estas deben dirigirse al RE → Secuencia señal hidrofóbica → esta secuencia no necesariamente es conservada, pero generalmente está conformada de aminoácidos con esta característica. 
La proteína se sintetiza en un ribosoma citosólico, el cual va traduciendo el ARNm, hasta exponer el extremo N-terminal con la secuencia señal. Esto permite su reconocimiento y traslado hacia el RE, en donde es instalada para continuar la traducción en la membrana del RE. A medida que se sintetiza, en el RE existen enzimas conocidas como peptidasas, que se encargan de clivar la secuencia. UNA SECUENCIA SEÑAL DIRIGE LA PROTEÍNA HACIA EL RE 
Cuando el ribosoma sintetiza la secuencia señal en el extremo N-terminal, ésta es reconocida por una PARTÍCULA DE RECONOCIMIENTO SEÑAL (SRP). Esta ribonucleoproteína posee un dominio de reconocimiento del péptido, que una vez acoplado, este genera un cambio conformacional en ella, permitiendo un anclaje completo al ribosoma. De esta manera, SRP pausa la traducción y transporta el complejo hacia la membrana del RE. 
Una vez que el SRP se acopla al ribosoma en traducción  pausando el proceso, dirige todo el complejo a la  membrana del RE. 
En esta se encuentra el receptor de SRP, al cual se une SRP con el ribosoma adosado. En este punto, de una manera desconocida, el SRP entrega el péptido en proceso de 
síntesis con el ribosoma a un translocon (SEC61) 
Una vez acoplados al translocon, continúa el proceso de traducción a través del canal formado por el translocon → de esta manera la traducción es simultánea a la translocación, vale decir, co-traduccional. La secuencia señal al ser de carácter hidrofóbico, se estabiliza de manera correcta en la membrana del RE, en un dominio específico en el translocon, para posteriormente ser retirada. 
Importante: una vez finalizada la traducción e ingreso de la proteína es necesario que el translocon se cierre, debido a que si este permanece abierto, se corre el riesgo de tener una salida del calcio almacenado en el RE, pudiendo generar cadenas de señalización innecesarias 
RIBOSOMAS LIBRES Y UNIDOS AL RE SON FUNCIONALMENTE IDÉNTICOS 
Los ribosomas libres que sintetizan proteínas citosólicas son idénticos a los que sintetizan en el RE. La única diferencia es la presencia de una señal que indica el acoplamiento a la membrana del RE. 
Cuando se termina la síntesis de proteínas en la membrana del RER, los ribosomas vuelven a ingresar al pool de ribosomas citosólicos, que pueden ser utilizados para la síntesis de proteínas citosólicas como de RE. 
TRANSLOCACIÓN DE UNA PROTEÍNA SOLUBLE E INTEGRALES 
Es importante tener claro que no todas las proteínas translocadas en el RE serán solubles. 
1. Proteínas solubles: Cuando la proteína si es soluble, esta sigue el proceso mencionado, cortando el péptido señal cuando se está finalizando la traducción e ingresando completamente la proteína al lumen del RE, siempre cerrando el translocon. 2. Proteínas con dominios transmembrana: En este caso la proteína traducida, aparte de la secuencia hidrofóbica de la secuencia señal, se reconoce una segunda secuencia hidrofóbica, denominada como una secuencia de detención o stop, reconocida por el translocon y produciendo en él un cambio conformacional, generando una apertura lateral y desencadenando el ingreso de la proteína a la membrana reticular. La traducción continua en los dos extremos de la proteína y es plegada por chaperonas, también en ambos lados. La secuencia señal es extraída. 
3. Translocación de una proteína con más de un dominio transmembrana: En este casos e puede dar que la secuencia señal no se encuentre exactamente en el extremo N-terminal, sino que más hacia el centro, por lo que es conocida también como una secuencia de anclaje a la membrana. Si hay más de una secuencia hidrofóbica todas se van insertando a medida que ocurre la traducción. En este caso, no hay corte de la señal. 
GLICOSILACIÓN DE LAS PROTEÍNAS 
Más de la mitad de las proteínas sintetizadas en el retículo endoplasmático son glicosiladas de manera co-traduccional. 
La glicosilación ocurre por el reconocimiento de una serie de residuos específicos (ASN-X-SER/THR), al cual son transferidos los oligosacáridos correspondientes. 
1. En la membrana se encuentra un fosfolípido fosfatado llamado dolicol, el cual se encuentra insertado a la membrana con un árbol de 14 azúcares previamente sintetizado 
2. Oligosacárido transferasa a medida que la proteína es sintetizada, reconoce secuencia específica de residuos, efectuando la transferencia de árbol de azúcares a la proteína sintetizada (transferencia se efectúa específicamente a un nitrógeno, por lo que se denomina N-glicosilación a esta transferencia exclusiva del RE) 
PAPEL DE N-GLICOSILACIÓN EN EL PLEGAMIENTO DE LAS PROTEÍNAS 
La N-glicosilación es primordial, ya que funciona como etiqueta para el control de calidad del plegamiento mediado por las chaperonas del RE. Además, de esta manera se pueden reconocer mutaciones que no permiten alcanzar un plegamiento correcto y de esta manera destinar a degradación a las proteínas mutadas 
1. Una vez glicosiladas las proteínas, se extraen 2 glucosas terminales 
2. Glucosa terminal expuesta es reconocida por una chaperona específica del RE llamada Calnexina o calreticulina, las cuales reconocen a las proteínas no plegadas, estabilizandose y evitando que esta forme agregados proteicos, al darle más tiempo para que lleve a cabo su plegamiento de manera correcta. 
3. Glucosidasa retira glucosa terminal y la proteína puede seguir dos 
caminos: 
a) Debido a que logró plegarse de manera correcta, sale del RE, continuando la ruta secretora 
b) Proteína no logra un plegamiento correcto por lo que la enzima glucosiltransferasaa modo de control de calidad, reconoce el mal plegamiento, agregando nuevamente la glucosa para reingresarla ciclo hasta que logre un plegamiento correcto 
EXPORTACIÓN Y DEGRADACIÓN DE PROTEÍNAS MAL 
PLEGADAS DEL RE 
En el caso de que la proteína no logre alcanzar un plegamiento correcto a causa de una posible mutación: 
1. Proteína es expulsada a través del translocon 
2. En el citosol, se le retira la n-glicosilación y es ubiquitinada 
3. Esta señal es reconocida por el proteosoma, ingresandolas y degradándolas en sus aminoácidos que pueden ser reutilizados 
TRANSPORTE VESICULAR 
Las proteínas del RE pasan al Aparato de Golgi, empaquetadas en vesículas y destinadas al organelo. Una vez ingresadas al organelo, son enviadas a diferentes organelos mediante vesícula sobre los MT. Son reconocidas por una maquinaria específica de proteínas citosólicas de cubierta y adaptadores. 
APARATO DE GOLGI 
Este es el segundo organelo de la ruta secretora, el cual tiene como función principal, ser una estación de segregación de las proteínas provenientes del RE y tomar decisiones en torno a su destino. En este, también ocurren modificaciones en los oligosacáridos, que permiten la maduración de las proteínas o el desarrollo de señales de destinación 
LOS COMPARTIMENTOS DEL APARATO DE GOLGI POSEEN FUNCIONES ESPECÍFICAS 
Proteínas del RE llegan a la cara cis del aparato de golgi, a través del cual sufren un conjunto de modificaciones post-traduccionales. 
Dentro de estos se encuentra la fosforilación de los oligosacáridos que determinan la destinación a lisosomas. 
O-glicosilación: Agregación de azúcares a un oxígeno. Estas son adquiridasexclusivamente en el aparato de Golgi. 
PROCESAMIENTO DE N-OLIGOSACÁRIDOS EN RE Y GOLGI 
Existen diferentes enzimas tanto en el retículo endoplasmático, como en el aparato de golgi, que efectúa una serie de modificaciones en la modificación N-glicosídica efectuada inicialmente en el RE. 
1º Glucosidasa I y II remueven 3 glucosas y Manosidasa remueve manosa (Retículo) 
2º Golgi manosidasa I retira 3 manosas 
3º Transferencia de N-acetilglucosamina por N-acetilglucosamina transferasa I 
4º Golgi manosidasa II retira 1 manosa → Extracción de manosa es un paso importante dentro de las modificaciones en los oligosacáridos 
Endoglicosidasa H es una enzima que funciona como mecanismo de control, identificando la correcta realización de las modificaciones correspondientes, en caso específico de la manosa: 
a) Cuando las manosas son extraídas, la proteína junto con los oligosacáridos correspondientes poseen una protección a esta enzima, por lo que, la proteína se mantiene en su estado glicosilado y continúa con las modificaciones correspondientes b) Cuando las manosas no son extraídas, la protección contra esta enzima no existe, eliminando su árbol de oligosacáridos y no permitiendo seguir el proceso. 
De esta manera se verifica que se hayan hecho las modificaciones y en el orden correspondiente. 
¿CUÁL ES EL PROPÓSITO DE LA GLICOSILACIÓN? 
■ Facilita la solubilidad de los intermediarios de plegamiento y evita de ese modo su agregación. 
■ Las modificaciones secuenciales de los N-oligosacáridos establecen un “glucocódigo” que determina la progresión del plegamiento y la asociación de la proteínas chaperonas. 
■ Los oligosacáridos que se proyectan desde la superficie de la glicoproteína puede limitar la aproximación de otras macromoléculas a la superficie proteica, ejemplo, proteases 
■ La glicosilación de las proteínas es importante para formar el glucocalix que protege contra patógenos: ejemplos: epitelio pulmonar y células del intestino. 
■ El reconocimiento de las cadenas de azúcares por lectinas en el espacio extracelular es importante en muchos procesos de desarrollo y en el reconocimiento célula-célula.