AULA 02 RETICULO ENDOPLASTICO (19 04 2017)

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SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS
Cátedra: BIOLOGÍA
Docente: prof. Zunilda Cañete Duarte
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SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS 
UNIDAD I. RETÍCULO ENDOPLASMATICO
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CÉLULA EUCARIOTA
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SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS
Componentes individuales funcionan como parte de una unidad coordinada.
Incluye:
Retículo endoplasmático
Aparato de Golgi
Endosomas
lisosomas
Vacuolas 
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RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
El retículo endoplasmático es un complejo sistema de membranas dispuestas en forma de sacos y túbulos que están interconectados entre sí compartiendo el mismo espacio interno
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El retículo endoplasmático es un orgánulo cuyas membranas forman cisternas aplanadas y túbulos conectados entre sí. Posee dos dominios morfológicos y funcionales: 
Rugoso, con cisternas aplanadas y ribosomas asociados a sus membranas
Liso, sin ribosomas asociados y con membranas organizadas formando túbulos.
La envuelta nuclear, sobre todo la membrana externa, se puede considerar como parte del retículo endoplasmático puesto que es una continuación física de él y se pueden observar ribosomas asociados a ella.
La disposición espacial del retículo endoplasmático en las células animales depende de sus interacciones con los microtúbulos, mientras que en las vegetales son los filamentos de actina los responsables. 
 
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DOS TIPOS DE POLISOMAS SINTETIZANDO NUEVAS PROTEÍNAS
Fuente: BOZZOLA, J.J. & RUSSELL, L.D. 1992 Electron microscopy Jones and Bartlett Publishers International, Boston, USA
LIBRES
ASOCIADOS AL RE
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RETICULO ENDOPLASMATICO RUGOSO
 En el retículo endoplasmático rugoso se sintetizan proteínas que se van secretar al exterior celular, que consituyen el interior de otros orgánulos incluidos en la ruta vesicular o que formarán parte de sus membranas.
 Las proteínas integrales de la membrana plasmática se sintetizan en este dominio. Hay que tener en cuenta que las proteínas que van destinadas a otros orgánulos de la ruta vesicular sintetizadas en el retículo deben tener unas secuencias o modificiaciones específicas para que cuando lleguen a la zona de reparto sean reconocidas y dirigidas a sus compartimentos correctos para su secreción o para formar parte de otros compartimentos membranosos que participan de la ruta vesicular. 
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RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO
Está muy desarrollado en diversos tipos celulares: músculo esquelético, túbulos renales y glándulas endócrinas productoras de esteroides.
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FUNCIONES DEL RE LISO
Síntesis de hormonas esteroideas en las células endócrinas de las gónadas y la corteza suprarrenal.
Desintoxicación en el hígado de diversos compuestos orgánicos, como barbitúricos y etanol, cuyo consumo crónico puede conducir a la proliferación del RE liso (SER) en las células hepáticas; contiene un sistema de enzimas que transfieren oxígeno (oxigenasas), incluida la familia citocromo P-450
Glucogenólisis 
Secuestro de iones calcio en el citoplasma celular. La liberación regulada de iones calcio del SER de las células musculares esqueléticas y cardiacas (conocido como retículo sarcoplasmático en células musculares) desencadenan la contracción
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Retículo endoplasmático liso
 
Es un entramado de túbulos membranosos interconectados, que se continúan con las cisternas del retículo endoplasmático rugoso. No tiene ribosomas asociados a sus membrabas, por tanto la mayoría de las proteínas que contiene son sintetizadas en el retículo endoplasmático rugoso. Es abundante en aquellas células implicadas en el metabolismo de grasas, detoxificación y almacén de calcio. 
El retículo endoplasmático liso está involucrado en una serie de importantes procesos celulares de los que se pueden destacar: Síntesis lipídica 
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SÍNTESIS DE LÍPIDOS
La mayoría de las bicapas lipídicas de las membranas son ensambladas en el ER
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PROTEINAS INTEGRALES EN EL RE
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EN RESUMEN 
En el Retículo endoplásmico liso ocurre:
• Síntesis de lípidos: fosfolípidos y esteroides
• Destoxificación de agentes exógenos y secuestro de iones calcio
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Retículo endoplásmico rugoso:
• Síntesis de proteínas
• Inserción y N-glicosilación de
proteínas de membrana.
• Plegamiento y modificación de
proteínas solubles
FUNCIONES DEL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO
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SINTESIS DE PROTEÍNAS
RIBOSOMAS
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Ribosomas
4 sitios de binding
mRNA-binding site
A site (aminoacyl)
P site (peptidyl)
E site (exit)
Procariotas : subunidades 30s y 50s
Eucariotas: subunidades 40s y 60s
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Describe la estructura y función de los ribosomas
 (sitios A y P) 
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Ribosomas libres PROTEINAS
Citosólicas
Periféricas de la Membrana Plasmática
Organelas (secuencia de captación-orientación )
Ribosomas del RE PROTEINAS –Vía secretora
Membrana plasmática
Lisosoma
Superficie celular
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Fuente: COOPER, G. M. 2000 The Cell - A Molecular Approach Second Edition, ASM Press, Washington, D.C. & Sinauer Associates, Inc., Sunderland, Massachusetts.
Resumen del Direccionamiento de Proteínas
en Células Eucariotas
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TRAFICO DE PROTEINAS
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Las proteínas que se sintetizan en los ribosomas adosados a la membrana del retículo endoplasmático son modificadas conforme van siendo sintetizadas.
 a) Hay una glucosilación (N-glucosilación) de los aminoácidos asparragina. Éstos recibirán un complejo de 14 azúcares en su radical, transferidos desde el dolicol fosfato que está embebido en la membrana del retículo, perdiéndose algunos ellos en procesos posteriores. 
b) La hidroxilación ocurre sólo en algunas proteínas, sobre todo en aquellas que van a formar parte de la matriz extracelular. Se hidroxilan los aminoácidos prolina y lisina, dando hidroxiprolina e hidroxilisina, que formarán parte del colágeno.
 c) Algunas proteínas asociadas a la membrana plasmática están unidas covalentemente a lípidos de la membrana, esta unión también se produce en este compartimento. 
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SÍNTESIS DE PROTEÍNAS DE SECRECIÓN EN EL RE
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SEÑAL DE RETENCIÓN KDEL EN EL RE
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SRP (PARTÍCULA DE RECONOCIMIENTO DE SEÑAL)
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Cualquier proteína que se secrete, que forme parte de los orgánulos o compartimentos de la ruta vesicular empieza su proceso de síntesis en el citosol pero terminará en el interior de la cisterna del retículo o formando parte de sus membranas. El proceso comienza con la unión de los ARNm para estas proteínas uniéndose en primer lugar a una subunidad pequeña ribosomal y posteriormente a la subunidad grande para comenzar la traducción. Lo primero que se traduce de estos ARNm es una secuencia inicial de nucleótidos a partir de la cual se sintetiza una cadena de unos 70 aminoácidos denominada péptido señal. Una molécula conocida como SRP (sequence recognizing particule), que es una mezcla de 7 ARNs y 6 polipéptidos, reconoce al péptido señal y enlentece el proceso de traducción. El complejo ribosoma, ARNm, péptido señal más SRP difunde por el citosol hasta chocar con las membranas del retículo endoplasmático, al cual se une gracias a la existencia de un receptor de membrana que reconoce al SRP
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Todo el complejo anterior interacciona con un translocador, que es una proteína integral que forma un canal por el cual penetra la cadena polipeptídica naciente en el lúmen de la cisterna del retículo endoplasmático. 
El péptido señal queda unido al translocador mientras que el resto de la cadena que se va traduciendo y liberándo hacia el interior. 
Una peptidasa presente en el retículo escinde el péptido señal del resto de la cadena de aminoácidos, quedando ésta libre en el interior. Una vez completada la síntesis, la cadena de aminoácidos adopta su conformación tridimensional y el ribosoma se libera de la membrana. 
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Las proteínas que se sintetizan en el retículo endoplasmático terminan en tres posibles destinos: en el exterior celular mediante un proceso de secreción, quedar en el lúmen o en la membrana de alguno de los compartimentos de la ruta vesicular como el aparato de Golgi, los endosomas o los lisosomas, o ser proteínas residentes del propio retículo endoplasmático. Para ser retenidas en el retículo deben poseer una secuencia de cuatro aminoácidos localizada en el extremo carboxilo. Suelen ser proteínas como las chaperonas, glucosidasas y otras, que tienen que realizar su función en el retículo endoplasmático rugoso, en el liso o en la propia envuelta nuclear. 
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EVENTOS DE LA FIJACIÓN DEL COMPLEJO RIBOSOMA-PRS AL RE
Liberación de PRS de la secuencia señal
Enlace – translocón
Liberación – PRS de receptor
Translocación - liberación de ribosoma
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PARA ENLAZAR LA PROTEÍNA A LA MEMBRANA DEL RE E IMPORTARLA SE NECESITA:
 Secuencia señal
 PRS
Translocón
 Receptor de PRS
 Receptor de ribosoma
Peptidasa
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MODIFICACIONES DE LAS PROTEINAS EN EL RE
Formación de enlaces disulfuro
Plegamiento adecuado
Adición y procesamiento de carbohidratos
Escisiones proteolíticas
Armado en proteínas multiméricas 
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RETÍCULO ENDOPLASMATICO
Procesamiento de Proteínas Glicosilación 
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La mayoría de las proteínas del RE
son glicosiladas añadiendo “N-linked”
oligosacaridos (unidos a asparagina)
Asn-X-Ser
Asn-X-Thr
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Una larga cadena poliisoprenol de 14-24 unidades de
isopreno (17-21 en animales y 14-24 en hongos y plantas),
la cual está unida al precursor oligosacárido vía un puente
de pirofosfato
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En el retículo endoplasmático se produce un control de calidad de las proteínas sintetizadas, de modo que aquellas que tienen defectos son sacadas al citosol y eliminadas. Existen unas proteínas denominadas chaperonas que juegan un papel esencial en el plegamiento y maduración de las proteínas sintetizadas de nuevo. Son también ellas las encargadas de detectar errores y marcar las proteínas defectuosas para su degradación. Otras proteínas con dominios tipo lectina, reconocen determinados azúcares, comprueban la adición de glúcidos. 
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Las proteínas plegadas incorrectamente son exportadas y
Degradadas en el citosol mediante la actividad del PROTEASOMA
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QUÉ OCURRE SI UNA PROTEINA SINTETIZADA EN EL RE SE HALLA MAL PLEGADA?
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¿Cómo saben estas distintas proteínas cual será su destino? 
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Cada proteína es única en el sentido que cada una de ellas está formada por una secuencia particular de aminoácidos, que se encuentra codificada en el materia. Genético (ADN) de la célula.
Esta secuencia no sólo le confiere a la proteína sus propiedades físico-químicas y funcionales sino que regiones particulares de esta secuencia constituyen un verdadero "código postal" que determina el destino y localización final de cada proteína.
Este código postal está representado por una región de la secuencia -comúnmente constituida por los primeros 15 a 60 aminoácidos de una proteína llamado péptido señal.
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Región señal y péptido señal
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 EJEMPLOS TÍPICOS DE PÉPTIDOS SEÑALES 
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EN RESUMEN 
Funciones del retículo endoplasmático rugoso
1. Traducción / translocación de proteínas
2. Eliminación cotraduccional del péptido señal
3. Adición co-traduccional de glucanos ricos en Manosa sobre residuos Asn : N-glucosilación
4. Eliminación de residuos de glucosa terminal (‘glusose triming’)
5. Plegamiento del polipéptido : chaperonas del retículo
6. Formación de puentes disulfuro : disulfuro isomerasa
7. Modificación de residuos de aminoácidos
8. Formación de oligómeros
Funciones del retículo endoplasmático liso
1.Síntesis de fosfolípidos y ácidos grasos
2. En el hígado : enzimas detoxificadoras
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