TEMA 12: RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Al microscopio electrónico se observa en las células un conjunto membranoso que en tres dimensiones corresponde a sáculos aplanados, túbulos y vesículas. Estos perfiles se encuentran distribuidos por todo el citoplasma, aislados o en grupos, que pueden constituir una estructura compleja o disponerse en paralelo.

Entre otros perfiles, algunos forman pilas características y presentan vesículas en la periferia. Sus vesículas son lisas y forman el Complejo de Golgi. Los otros perfiles corresponen al Retículo Endoplasmático:

El RER puede ser aislado por centrifugación diferencial constituyendo la fracción microsomal, descrita como membranas con ribosomas adheridos con vesículas. La formación de vesículas en lugar de cisternas es por la fragmentación y cierra sobre sí mismas las membranas rotas durante la centrifugación.

El RER se puede separar del liso porque el primero pesa más y sedimenta. Así se puede hacer un estudio de su composición. La membrana del retículo es más delgada de la plasmática, mide unos 7 nm (frente a los 10 de la membrana plasmática). La bicapa lipídica mide 4 nm frente a los 5 nm de la plasmática. Esto es debido a que fosfolípidos de la membrana del retículo son más cortos y están menos saturados que las de la plasmática. En cuanto a porcentaje de proteínas y lípidos, la del RER tiene más proteínas y menos lípidos que la plasmática. Las membranas del RER tienen menos colesterol y menos glucolípidos (sobre todo esfingolípidos) y más fosfatidilcolina.

Hay una asimetría en la distribución de las dos monocapas de manera que la membrana interna es más rica en fosfatidilcolina y en esfingomielina que la hemimembrana externa, que es más rica en fosfatidiletanolamina y en fosfatidilserina que la interna.

La porción glucídica de la membrana están en contacto con la cara lumial.

Los ribosomas se fijan a la membrana del RER por la subunidad mayor. La fijación ocurre en unas proteínas específicas de la membrana llamadas RECEPTOR DEL RIBOSOMA, pero sólo se unen a la membrana del RER aquellas moléculas de ARNm que codifican proteínas con un péptido señal específico para su reconocimiento por dicha membrana.

+Funciones del RER:

Los ribosomas del RER sintetizan proteínas (=libres) pero no pasan al citosol, se introducen en las cavidades del retículo o pasan a formar parte de su membrana. La misión del rugoso es el almacenamiento de proteínas sintetizadas por sus ribosomas para su glucoxilación. Las sintetizadas por los ribosomas libres no se glucosilan, no son empaquetadas y permanecen en el citosol. Si han de pasar a algún orgánulo lo hacen a través de su membrana por un sistema de bombeo. Las proteínas que se almacenan en el rugoso se utilizan ocn diversos fines:

1.- Formación de membranas citoplasmáticas (RER, REL, envoltura nuvclear y A. Golgi) junto con las enzimas de éstas membranas o que están contenida sne ellas

2.- Secreción celular, las proteínas sintetizadas en el rugoso pasan al A. Golgi y desde éste se emiten en el interior de vesículas de secreción que se unen a la membrana plasmática vertiendo el contenido por endocitosis (constitutiva y regulada)

3.- Enzimas del tipo hidrolasas ácidas (de lisosomas), sintetizadas pasan por el A. Golgi y desde éste se emite en vesículas que forman los lisosomas primarios o se unen a un lisosoma ya existente.

4.- Posiblemente, las proteínas del rugoso pasan a formar parte de la membrana de los peroxisomas, aunque las enzimas que contienen estos orgánulos son sintetizadas por los ribosomas libres.

+ Almacenamiento de proteínas:

La unión de las proteínas comporta los siguientes aspectos:

1.- Los ribosomas muestran afinidad por unas proteínas del RER en las que va a anclarse un RECEPTOR DEL LISOSOMA.

2.- La cadena polipeptídica en crecimiento presenta un péptido señal amino terminal que define el destino de este polipéptido al RER.

3.- Una partícula de reconocimiento del péptido señal, la SRP, formada por 2 tipos de proteínas sobre un armazón de ARN, en el armazón se une por un extremo al lugar A del ribosoma y sobre ella se desliza el polipéptido o proteína recién sintetizada a medida que emerge, quedando el polipéptido en contacto con la RSP, esta unión, en el lugar A causa la interrupción temporal de la síntesis de proteínas.

4.- El ribosoma unido a la SRP se une a una proteína integral del RER que actúa de receptor de la SRP, una vez que el ribosoma queda unido al RE, la SRPO se libera del lugar A del ribosoma y vuelve al citosol. Esta liberación requiere la hidrólisis del GTP.

5.- El extremo amino de la cadena polipeptídica de la señal se ancla en otra proteína del RER que actúa a modo de poro acuoso, que atraviesa la membrana y permite que el polipéptido penetre en el RER, PROTEÍNA TRASLOCADORA, aunque su extremo amino queda anclado al péptido señal. La transferencia del polipéptido de señal al interior del Retículo requiere ATP. La proteína traslocadora está inactiva cuando no hay síntesis. Cuando se une a ella el péptido señal, la proteína traslocadora se une y abre el poro.

6.- El péptido señal permanece anclado a la membrana del retículo hasta que finaliza la síntesis de proteínas. A continuación es lisado por una enzima peptidasa señal situada en la cara interna de la membrana del RER y la proteína queda libre en la enzima de éste. Las proteínas que se almacenan en la luz del RER no están completamente plegadas. Para evitar la precipitación de estas proteínas se une a ellas una proteína de unión, una CHAPERONA, que produce los siguientes efectos: evita la precipitación, mantiene la proteína en el interior del RER y ayuda a su plegamiento.

GLUCOXILACIÓN

Se realiza en las membranas del RE y son reacciones de transferencia de un oligosacárido a las proteínas sintetizadas.

Todas las proteínas que se producen en el RER están glucosiladas, las del citosol no.

Se transfiere un único tipo de oligosacáridos, compuesto por 14 monosacáridos: 2 moléculas de N-acetilglucosamina, 9 moléculas de manosa y 3 de glucosa. Los azúcares se activan en el citosol mediante la formación de intermediarios azucarnucleótido que donan los azúcares a un compuesto lipídico: DOLICOL-FOSFATO. Este compuesto transfiere dichos azúcares desde el citosol a la luz del RER donde se une a una proteína mediante el aá. Arparagina. Esta unión está catalizada por la enzima oligosacárido proteína transferasa. Los tres residuos de glucosa son eliminados en el propio RER. En la luz del RER pueden unirse algunas proteínas a un oligosacárido que a su vez esté unido a un lípido de la hemimembrana exoplasmática, así, la proteína queda unida a un glucolípido de membrana, y cuando emigra, primero al C. Golgi y luego a la membrana plasmática se convierte en una proteína periférica externa del glicocálix.

+ Funciones del RE liso:

Se encuentran enzimas que intervienen en diversos procesos. Las funciones mejor conocidas son:

El primer paso de la síntesis de hormonas esteroideas se realiza dentro de las mitocondrias. Por este motivo, las mitocondrias aparecen relacionadas con el REL. Los siguientes pasos, se llevan a cabo en el RER, y lleva a la formación de :

Testosterona

Estroma

Estrodiol

Corticosterona

Desoxicortisol Pueden pasar de nuevo a las mitocondrias para formar aldosterona y cortisol.

Esta secreción difunde pro el citoplasma y atraviesa la membrana plasmática liberándose a los capilares sanguíneos, no son transportados por el REL.

+ Síntesis de membrana por el RE:

Los fosfolípidos y el colesterol se sintetizan en el REL. Como la formación de membranas también encesita proteínas, la síntesis de los componentes se realiza en el REL y en el RER. El primero por poseer las enzimas necesarias para la síntesis de fosfolípidos y el segundo por poseer ribosomas. Las moléculas lipídicas recién sintetizadas sólo están en la hemimembrana del citosol. La translocación de éstas a la otra hemimembrana tiene lugar mediante una proteína específica llamada TRANSLOCASA DE FOSFOLÍPIDOSA, sólo presente en el RE. A partir de las membranas del REL se forman las membranas del A. De Golgi y probablemente también las de los peroxisomas. En el Complejo de Golgi se producen los glucoesfingolípidos. A partir de las membranas de Golgi se forman las membranas de los lisosomas, de las vesículas de secreción y contribuye a la renovación.

Cuando los fosfolípidos van a formar parte de las membranas de las mitocondrias y de los cloroplastos, hace falta un procedimiento especial para transferirlos, ya que no hay continuidad entre mitocondrias y C. Golgi. Algunas proteínas mitocondriales o cloroplásticas son sintetizadas por sus propios ribosomas, pero la mayoría deben de ser sintetizadas por los ribosomas libres del citosol.

A partir del RE se forma el C. Golgi y de éste la membrana plasmática (no en su totalidad), aunque el RE también puede formar membrana plasmática.

La síntesis de lípidos de membrana se lleva a cabo por el REL, la de proteínas de membrana por los ribosomas del RER y las periféricas de la cara lumial.

Las proteínas periféricas de la cara citosólica son sintetizadas por los ribosomas libres.