Entrada de las proteínas al retículo endoplásmico

Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
1
FUNDACION HECTOR A . BARCELÓ
FACULTAD DE MEDICINA
CARERA DE MEDICINA
1º AÑO
MATERIA = BASES BIOLOGICAS Y
ANTROPOLOGICAS D ELA VIDA
AREA =BIOLOGIA CELULAR
RETICULO ENDOPLASMICO
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
2
Introducción
Compartimentos celulares
Las bacterias o células procariontes no tienen organoides , son un solo
compartimento que está rodeado por la membrana plasmática ; de modo que todos los
procesos suceden en un solo lugar sin estar separados ; por ejemplo , la duplicación del
ADN en las bacterias se realiza en el mismo sitio que la traducción : el citoplasma de la
célula . A diferencia de las bacterias, las células eucariontes están dividas en
compartimentos , hay una división de trabajo más compleja , por la existencia de los
organoides y del núcleo separados del resto del citoplasma .
Cada organoide es un compartimento rodeado por una membrana biológica (o
dos) en el cual suceden procesos totalmente distintos al otro compartimento . Cada
compartimento tiene su propio juego de enzimas , proteínas y otras moléculas
especializadas , además de un sistema de transporte y distribución de productos que lo
comunican con otros organoides.
Para comprender el funcionamiento y la estructura de la célula eucarionte debemos
imaginar que hay distintas estaciones de trabajo que son los organoides y el núcleo y
hay medios de comunicación entre un compartimento y otro por el cual transfieren entre
ellos distintas sustancias como proteínas y otras moléculas .
Las proteínas son las que juegan un papel central en la compartimentalización de la
célula ya que las enzimas , que son proteínas , catalizan las reacciones que ocurren en
cada organoide , transportan moléculas hacia dentro o hacia afuera de cada organoide y
actúan como marcadores de superficie de cada organoide . Ese marcador sirve para que
las proteínas distingan a cada organoide y puedan ir selectivamente a uno u otro .
Debemos recordar que en una célula de mamífero hay aproximadamente cerca de 10
billones de moléculas de proteínas de 10 mil tipos distintos y todas éstas proteínas se
sintetizan en el citosol. Luego que es sintetizada tiene que ir a algún lugar especifico
que le corresponda , como a las mitocondrias , al retículo endoplásmico , al Aparato de
Golgi o a un lisosoma . Dicho destino lo alcanzan porque la proteína también lleva una
señal que le indica donde tiene que ir . Esta señal se combina con el marcador del
destino y el mecanismo hace que cada proteína vaya al lugar que le corresponde .
Esta hipótesis llamada de señales permite explicar gran cantidad de fenómenos que
ocurren en la célula y será desarrollada extensamente .
Todas las células eucariontes tienen el mismo juego de compartimentos , todos rodeados
por membranas.
 EL CITOSOL O MATRIZ CITOPLASMATICA
 EL RETICULO ENDOPLASMICO LISO
INTERMEDIO o DE TRANSICION
 APARATO DE GOLGI
 LISOSOMAS
 PEROXISOMAS
 ENDOSOMAS
 NUCLEO
 MITOCONDRIAS
 ENDOSOMAS TARDIOS y TEMPRANOS
Vista general
de los compartimentos
,
GRANULAR
y
SECTOR
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular








3
La MATRIZ CITOPLASMATICA O CITOSOL es más o menos la mitad del
volumen de una célula o sea que es abundante , es el sitio donde se fabrican las
proteínas y el sitio donde ocurren la mayoría de procesos metabólicos.
El retículo endoplásmico LISO Y GRANULAR abarca la mitad de la cantidad de
membrana que tiene una célula.
El APARATO DE GOLGI se caracteriza por estar organizado como pilas de
membranas , recibe lípidos y proteínas del retículo endoplásmico y después las
envía a distintos destinos , al mismo tiempo que modifica todos esos productos que
recibe , usualmente en forma covalente mientras van en su ruta al destino.
Los LISOSOMAS que tienen enzimas digestivas y que se ocupan de digerir
partículas fagocitadas o lo que se incorporan por pinocitosis o sea partículas
endocitadas
En su camino hacia los lisosomas ,las partículas que fueron endocitadas pasan por
otro compartimento que se llama ENDOSOMAS .
Otro compartimento son los MICROCUERPOS O PEROXISOMAS que actúan en
reacciones de oxidación.
Las MITOCONDRIAS producen energía
El NUCLEO guarda la información genética que hace que todo funcione
Todos éstos organoides en general hacen la misma función en cualquier célula pero
una célula difiere de otra en la cantidad que tiene de organoides . Por ej: si una célula se
ocupa fundamentalmente de procesos que requieren de mucha energía tendrá muchas
mitocondrias .
En una célula todos los organoides juntos ocupan aproximadamente la mitad del
volumen de la célula , la otra mitad es el citosol anteriormente llamado matriz
citoplasmática.
Distribución de los compartimentos
Estos organoides o compartimentos no están distribuidos al azar . En la mayoría de
las células , el Golgi está cerca del núcleo mientras que el retículo endoplásmico se
encuentra irradiando hacia todas las direcciones , desde el núcleo . Esta distribución
característica depende de la interacción entre cada organoide y el citoesqueleto ; por ej. :
la localización del retículo endoplásmico y del Aparato del Golgi depende de los
microtúbulos , si los microtúbulos se destruyen en una célula, el Golgi se dispersa , se
desconcentra y el retículo endoplásmico se colapsa y queda ubicado en el centro de la
célula .
Evolución de los compartimentos
Las relaciones entre los distintos organoides o compartimentos pueden ser explicadas
desde su origen a través de la evolución. De ésta forma se puede suponer como fue
originada la mitocondria, el retículo endoplásmico , el Golgi a partir de una célula
primitiva o procarionte que carecía de ellas
La célula procarionte primitiva o arquibacteria pudo haber aparecido hace más de
3000 millones de años, tiene ADN fijo unido a la membrana plasmática y también tiene
ribosomas unidos por ARN mensajero . Aparentemente ésta célula en algún momento
determinado sufrió un proceso de invaginación de la membrana plasmática que dio
origen al MESOSOMA y entonces ésta célula se transforma en eubacteria La
invaginación se profundiza y termina envolviendo al ADN con lo cual queda formado el
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
4
núcleo , con sus poros y láminas nucleares ; el ADN siempre está unido a la envoltura
nuclear como se sabe actualmente .
El retículo endoplásmico es la misma membrana invaginada que quedó en relación con
la E.N con los ribosomas unidos a la membrana del retículo endoplásmico . El origen de
la mitocondria se explica a través de la hipótesis de la simbiosis original que supone que
la célula primitiva fagocito una bacteria la cual quedo convertida en mitocondria .
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
5
TRAFICO DE PROTEINAS ENTRE LOS COMPARTIMENTOS
Tipos de proteínas de acuerdo a su destino
Hipótesis de la señal
Cada proteína cuando es fabricada puede tener una señal que es una secuencia de Aa
que la envía directamente hacia la localización que le corresponde ; muchas proteínas
no tienen ninguna señal y quedan donde fueron fabricadas en el citosol.
Entonces hay dos variedades:
 PROTEINAS CON SEÑAL: que van hacia algún lugar especifico que
denominamos destino.
 PROTEINAS SIN SEÑAL: que se quedan en el citosol .
Las señales pueden hacer que las proteínas vayan directamente a su destino , como por
ejemplo núcleo , retículo endoplásmico , mitocondrias o peroxisomas . Pero también las
proteínas pueden tener una señal que las mande a una estación intermedia que es el
retículo endoplásmico . Del retículo endoplásmico esa señal les puede indicar también
que tienen que seguir y pasar al Golgi que es otra estación intermedia de clasificación y
del Golgi van a los endosomas ; de ahí a los lisosomas o a las vesículas de secreción ;
finalmente de las vesículas de secreción las proteínas pueden salir de la célula .
Tipos de señales de transporte
Cada una de las formas de transferir proteínas es guiada siempre por las señales que
son reconocidas por los receptores en cada destino.
Las señales pueden ser de dos tipos:
 PEPTIDO SEÑAL
Es un segmento de la proteína situado en la punta o en el medio de la misma A
veces después que la proteína alcanzó su destino es eliminado por una enzima que es la
PEPTIDASA de SEÑAL. Los péptidos señal se utilizan para el tráfico de proteínas del
citosol a
*
retículo endoplásmico
*
mitocondrias
*
peroxisomas
*
núcleo
Tenemos entonces que cuando el lugar que hay que alcanzar es por transporte
transmembrana o por puertas se utiliza un PEPTIDO SEÑAL.
 PARCHE SEÑAL
Consiste en una estructura tridimensional formada por varios pedacitos de la
proteína relacionados . En éste caso los Aa que forman el parche se encuentran en
distintas partes de la proteína . En general no son eliminados después que la proteína
alcanzó su destino a diferencia del péptido señal.
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
6
Se utilizan cuando las proteínas tienen que ir a
*
Golgi
*
lisosomas.
Tipos de transporte entre compartimentos
Hay tres tipos de transporte que pueden seguir las proteínas:
1- TRANSPORTE POR PUERTAS (gate transport)
Es exclusivo para proteínas que van al núcleo y se llama así porque esas
proteínas van a entrar por los poros que son como puertas que dejan pasar
específicamente ciertas macromoléculas.
2- TRANSPORTE TRANSMEMBRANA
Es para proteínas que van a
*
mitocondrias
*
peroxisomas
*
retículo endoplásmico
*
plástidos
En este caso las proteínas atraviesan la membrana directamente y se meten al interior de
mitocondrias, peroxisomas, retículo endoplásmico y plástidos . Esto lo hacen por
traslocación debido a proteínas traslocadoras específicas que hay en la superficie de
éstos organoides formando canales o traslocones . La proteína transportada usualmente
tiene que estar desplegada , tiene que tener estructura primaria para poder entrar por el
transporte transmembrana a cualquier organoide.
3- TRANSPORTE VESICULAR
Las vesículas de transporte son un medio importante en el tráfico de moléculas
entre distintos compartimentos
Este es el caso de las proteínas que llegaron al retículo endoplásmico por un
mecanismo de transporte a través de la membrana y salen del mismo formando
vesículas que son los vehículos que van a llevar éstas proteínas hacia su destino , sea el
Golgi
También hay vesículas de transporte que van desde el Golgi a los endosomas , de estos
a los lisosomas , del Golgi hacia la membrana plasmática y el exterior celular y también
vesículas de transporte formadas por la endocitosis .
Resumiendo
De acuerdo a la señal y el tipo de trasnporte que utilicen , las proteínas siguen la ruta
que se detalla debajo
Si se sintetizan en los ribosomas libres van a
 Citosol
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular




7
Nucleo
Mitocondrias
Cloroplastos
Peroxisomas
Si se sintetizan en los ribosomas unidos al RE van a
 Golgi
 Membrana plasmática
 Cesículas de secreción
 Lisosomas
 endosomas
Herencia de los organoides
Por último mencionamos con respecto a los compartimentos celulares que la célula no
hace sus organoides de novo ( de nuevo ; a partir de componentes nuevos ) sino que se
necesita información que se encuentra en los mismos organoides ; entonces los
organoides se fabrican a partir de otros organoides.
Cuando la célula se reproduce por mitosis tiene que duplicar todos sus organoides
primero , para lo cual los agranda y los divide en organoides hijos que van a ir a cada
una de las células hijas que heredan de su madre un juego completo de organoides . Esta
herencia es esencial sino la célula hija no puede fabricar organoides . De ésta manera
vemos que la información que se requiere para construir un organoide no está en el
ADN sino que está en el mismo organoide y esto es lo que se llama INFORMACION O
HERENCIA EPIGENETICA o también se llama HERENCIA NO MENDELIANA O
HERENCIA MATERNA . Esta información epigenética es esencial para la propagación
de una célula a la otra de los organoides así como la información genética es esencial
para la herencia de las proteínas . En el caso de la fecundación , la mayoría de los
organoides los aporta el ovulo , ya que los tiene en el citoplasma . Por lo tanto el cigote
y a posteriori el nuevo individuo hereda los organoides solo de la madre y no del padre ,
con algunas excepciones .
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
8
RETICULO ENDOPLASMICO
Introducción
El retículo endoplásmico forma parte del sistema de endomembranas
(antiguamente llamado sistema vacuolar citoplasmático ) , que está formado por los
siguientes componentes





retículo endoplásmico
aparato de Golgi
endosomas
lisosomas
vesículas de transporte
Cada uno de estos componentes está formado por una membrana biológica similar a la
membrana plasmática que forma estructuras cerradas conteniendo en su interior
distintas moléculas . Estas estructuras o sacos pueden ser
1. vesículas o vacuolas : son bolsas esféricas ; se denominan vesículas o vacuolas
según sean más chicas o mas grandes respectivamente
2. cisternas : son sacos aplanados.
3. Túbulos : son cilindros alargados , irregulares formados por una membrana
Todos los componentes del sistema de endomembranas están relacionados entre sí , en
forma directa o indirecta .
RETICULO ENDOPLASMICO
Características generales
Todas las células eucariontes tienen un retículo endoplásmico ; su membrana
típicamente constituye más de la mitad del total de membrana que tiene una célula
animal Está dividida en una serie de laberintos con túbulos que se ramifican y sacos
aplanados que se llaman cisternas , todos intercomunicados de modo que el interior del
retículo endoplásmico o espacio intraluminal , forma una continuidad que encierra un
solo espacio ; ese espacio es llamado también luz del retículo endoplásmico y ocupa el
10 % del volumen total de la célula. La membrana del retículo endoplásmico separa la
luz del mismo del citosol y a través de ella ocurren procesos de transferencia de
moléculas . La membrana del RE es la mitad de todas las membranas celulares.
Es el organoide más grande de la mayoría de las células .
El retículo endoplásmico juega un papel central en la síntesis de lípidos y proteínas ,
en su membrana se producen todas las proteínas y lípidos de la mayoría de las células
incluyendo las del mismo retículo endoplásmico , las del Golgi , lisosomas , vesículas
secretoras , endosomas y las de la membrana plasmática. Se encuentra en todo el
citoplasma , pero puede estar más concentrado en algún lugar del mismo que en otro ,
de acuerdo a la célula . Su ubicación en el citoplasma es mantenida por el citoesqueleto
.
Partes del retículo endoplásmico
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
9
El retículo endoplásmico tiene clásicamente dos partes pero hay una tercera
descubierta más recientemente ; ellas son :
1. retículo endoplásmico LISO
2. retículo endoplásmico GRANULAR
3. Retículo endoplásmico de transición o CIREG (compartimento intermedio entre el
RE y el Golgi)
Retículo endoplásmico granular o rugoso
Se caracteriza por la presencia de ribosomas unidos a su membrana que sirven
para que las proteínas que fabrican éstos ribosomas vayan al interior del retículo
endoplásmico , si el ribosoma está suelto en el citoplasma la proteína queda en el
citosol.
Está formado por mas cisternas que túbulos o vesículas . Estas cisternas pueden
agruparse en forma concéntrica alrededor del núcleo o polarizadas en algún sector de
la célula . La presencia de ribosomas que contienen acido ribonucleico le otorga carácter
acido a este organoide , por lo cual se tiñe con colorantes básicos como la hematoxilina ,
haciendo que la célula tenga el citoplasma basófilo en el sector donde está el REg . Con
el microscopio óptico se lo conocía como ergastoplasma , pero sus componentes solo
se ven con el microscopio electrónico .
 En el Reg comienza la llamada “vía secretora” . Las proteínas que sintetizan los
ribosomas unidos al Reg se introducen en la luz del mismo y luego pasan al
Golgi . En éste se forman las vesículas de secreción que llevan las proteínas
fuera de la célula por exocitosis . Entonces la vía secretora es
 Reg---golgi---vesículas de secreción
 Otras proteínas van del Reg al Golgi y de ahí a la membrana plasmática y
quedan incrustadas en ella .
 Otras van del Reg al Golgi y de éste a los lisosomas
 Otras quedan en el RE y ahí cumplen su función
 Algunas van al Golgi y quedan en el mismo y cumplen allí su función
 Algunas proteínas quedan en el RE para lo cual tienen una señal llamada KDEL
y KKXX (KDEL significa Lis-Asp-Glu-Leu en el nuevo codigo de Aa de una
letra y KKXX significa dos lisinas) . Las proteínas que tienen esa señal pasan
del RE al Golgi pero éste las devuelve al RE .
Si recordamos la teoría de la péptido señal podemos agregar que
1. cuando se fabrica una proteína que no tiene péptido señal para el RE o sea que
tiene que quedar en el citosol, el ribosoma no se une al retículo endoplásmico . Hay
una excepción a este mecanismo , que es el caso de ciertas proteínas que son
fabricadas por los ribosomas libres en el citosol y que se incorporan al RE
atravesando canales o traslocones no asociados al ribosoma llamados traslocones
ABC .
2. cuando se fabrica una proteína que sí tiene señal para el RE esa misma señal hace
que el ribosoma se una al retículo endoplásmico, introduciendo la proteína adentro
del mismo y haciendo entonces vaya al destino que tiene que ir. La estructura del
retículo endoplásmico es concordante por lo tanto con la teoría del péptido señal.
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
10
RIBOSOMAS o GRANULOS DE PALADE
Son partículas descubiertas a partir de la invención del microscopio electrónico , debido
a que son muy pequeños.
Es el lugar donde se sintetizan las proteínas en todas las células , tanto procariontes
como eucariontes . Cada célula humana contiene 10 millones de ribosomas .
Pueden formarse solos por autoensamblaje , poniendo en un tubo de ensayo las
proteinas y los ARNr que los forman normalmente .
Pueden encontrarse en la célula de tres modos :
1- solos
2- unidos entre sí por una molécula de ARN mensajero ,
denominándoselos polisomas o poliribosomas.
3- unidos a las membranas del retículo endoplásmico , formando el
retículo endoplásmico granular.
Microscopia electrónica:
Cada ribosoma está formado por 2 subunidades , llamadas mayor y menor.
Existen 2 tipos de ribosomas : los de células eucariontes , que tienen un coeficiente de
sedimentación de 80 s , y los de células procariontes , mitocondrias y cloroplastos , que
son algo más chicos (70s).
Los ribosomas 80 s tienen una subunidad que tiene un coeficiente de sedimentación 60 s
llamada subunidad mayor , y una subunidad con coeficiente 40 s llamada subunidad
menor.
Los ribosomas 70 s tienen una subunidad mayor 50 s y una menor 30 s.
ARNr DE LOS RIBOSOMAS
El ARNr tiene actividad enzimática o catalítica o sea que realiza reacciones químicas
como las enzimas . Esta característica se considera fundamental en la evolución de la
vida sobre la tierra , ya que permitió el origen de las primeras celulas y su evolución .
Los ribosomas de las células procariontes y eucariontes contienen los siguientes tipos
de ARN .
_______________________________________________________
EUCARIONTE
PROCARIONTE
_______________________________________________________
SUBUNIDAD
28 S
23 S
5S
5S
MAYOR
5,8 S
_______________________________________________________
SUBUNIDAD
18 S
16 S
MENOR
_______________________________________________________
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
11
La letra s indica "unidades Svedver del coeficiente de sedimentación". Es una medida
que es proporcional al peso y tamaño de la partícula y que permite tener una idea de sus
dimensiones , expresarlas fácilmente y poder compararlas con otras . Si , en cambio ,
quisiéramos decir el peso o el tamaño de los ribosomas , tendríamos que expresar números muy largos , difíciles de recordar ; por ese motivo se utilizan las unidades "s".
Composición química : ARN 50 % y proteínas 50 %
Función :
Interviene en la síntesis de proteínas , siendo el lugar donde se ordenan
todos los componentes que actúan en la misma. Es la "fabrica" donde se encuentran
todas las maquinarias biosintéticas de las proteínas. Sólo necesita al ARNm que le lleva
el código de cómo tiene que ser la secuencia de aminoácidos y el ARNt que trae cada
uno de los aminoácidos a medida que se van necesitando. El ARNm sería el "director "
de la fabrica y el ARNt el que trae la "materia prima" , que son los
aminoácidos.Proteínas de los ribosomas
Los ribosomas han sido considerados durante mucho tiempo estructuras pasivas en las
cuales ocurre la elongación de la cadena de proteína , sin embargo actualmente se
considera que son participantes activos en la biosíntesis de proteínas .
Los ribosomas están compuestos por ARNr y proteínas llamadas R ; las proteínas
existen en diferentes subunidades y se ensamblan entre ellas de acuerdo a un mapa
sumamente complejo en las cuales una proteína se va uniendo con otra hasta formar el
compuesto definitivo . En la subunidad mayor hay 50 proteínas denominadas L y en la
menor 33 proteínas denominadas S . Algunas de las proteínas interactúan primero con el
ARN ribosómico otras se ensamblan primero y interactúan con el ARN después . La
construcción del complejo proteico ribosómico no requiere ningún otro componente que
el de las subunidades constituyentes por lo cual es un proceso de autoensamblaje .
Forma de los ribosomas Los ribosomas bacterianos tienen una subunidad menor de 30
unidades S que está formada por un cuerpo y una cabeza ; ambas partes están separadas
por el cuello . Vista de frente a los costados del cuello se encuentra un lóbulo menor y
un lóbulo mayor por arriba del cual hay una hendidura . La subunidad mayor ó 50 s
vista de frente tiene una base , una protuberancia central , una protuberancia lateral
mayor y una protuberancia lateral menor ó apéndice ; vista de perfil se observa en la
parte anterior una hendidura .
La subunidad menor tiene una zona llamada sitio P o pepitico y otra que es el sitio A o
aminoacidito . La subunidad mayor tiene un canal endoribosomico o túnel por donde se
mete la proteína formada .
Pool ribosomal
Los ribosomas están en el exterior del retículo endoplásmico , en el citosol pero están
unidos a su membrana . Los ribosomas están unidos por la subunidad mayor al retículo
endoplásmico ; en esa subunidad mayor hay un canal endoribosomico por el cual se
mete al interior del RE la proteína fabricada .
Sin embargo , los ribosomas no están en forma permanente unidos al retículo
endoplásmico ya que pueden quedar libres en el citoplasma para más adelante volver al
retículo endoplásmico haciendo un ciclo ; siempre hay una cantidad de ribosomas que
forman un pool ribosomal y esos mismos ribosomas se pegan al retículo endoplásmico
y se despegan de acuerdo a las necesidades.
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
12
El péptido señal es quién le dice al ribosoma que debe estar unido al retículo
endoplásmico o quedarse libre en el citoplasma . Cuando se empieza a fabricar la
proteína el ribosoma esta libre en el citosol ; si hay un péptido señal , ese mismo es el
que hace que el ribosoma se una al retículo endoplásmico ; si no hay péptido señal el
ribosoma permanecerá libre en la matriz citoplasmática .
Entrada de las proteínas al retículo endoplásmico
Concepto general
Las proteínas pueden ingresar en la luz del RE mientras se van sintetizando en los
ribosomas y eso se llama traslocación co-traduccional ( ingresa en el RE al mismo
tiempo que se traduce) , lo cual sucede en la mayor parte de los casos en los mamíferos .
En otros casos se sintetiza primero y luego se mete en la luz del RE , denominándose
traslocación post-traduccional (ingresa en el RE después que se traduce) .
La señal para que la proteína entre en el RE está formada por unos 20 Aa que están en el
extremo de la proteína .
El péptido señal fue descubierto en 1970 y dio como resultado años más tarde la
hipótesis de la señal que explica como las proteínas alcanzan su destino. Veremos cómo
las proteínas quedan libres en el citoplasma o se meten en el retículo endoplásmico de
acuerdo a esta teoría .
1. el ribosoma unido al ARN mensajero fabrica una proteína
2. ésta proteína sale por un canal que tiene el ribosoma en la subunidad mayor o canal
endoribosomico y se mete en un canal que tiene el retículo endoplásmico . Ambos
canales deben alinearse o acoplarse exactamente para que entre la proteína . Para
que esto suceda la proteína tiene que tener el PEPTIDO SEÑAL unido al poro o
canal del retículo endoplásmico . Además el retículo endoplásmico tiene un receptor
que se une al ribosoma , el ribosoma reconoce que debe alinearse al poro por éste
receptor que tiene el retículo endoplásmico
3. luego se corta el péptido señal que quedó unido al poro inicialmente .
4. el canal se desarma , el receptor le indica al ribosoma que ya se puede liberar y el
ribosoma queda libre y se va de nuevo al citosol.
Descripción del mecanismo molecular de la entrada de una proteína al RE
1. El péptido señal que tiene la proteína que se está sintetizando en el ribosoma se une
con una PARTICULA DE RECONOCIMIENTO DEL PEPTIDO SEÑAL
(PRPS) por medio de una proteína adaptadora llamada NAC (naciente). Esta
partícula de reconocimiento de la señal tiene un sector por el cual se une a la señal
de la proteína , y otro sector que tiene la capacidad de unirse a un receptor que se
encuentra en el retículo endoplásmico que es el RECEPTOR DE LA
PARTÍCULA DE RECONOCIMIENTO DEL PÉPTIDO SEÑAL. La PRPS es
un hexámero proteico ( seis subunidades de proteínas) unido a una molécula de
ARNsc (ARN pequeño citosolico = tipo de ARN diferente al mensajero ,
ribosómico o de transferencia ) .
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
13
2. A continuación el ribosoma es reconocido por un receptor que tiene la membrana
del RE , llamado riboforina que une la subunidad mayor de ribosoma al lado
citosolico del RE .
3. Luego la proteína pierde el péptido señal por acción de una enzima llamada
peptidasa señal
4. Recién después comienza a entrar a la cavidad del RE por medio de canales
llamados traslocones
En resumen , el mecanismo es un complejo rompecabezas donde intervienen
 un péptido señal
 la partícula de reconocimiento del péptido señal
 un receptor de la partícula de reconocimiento.
 el canal en el retículo endoplásmico por donde entra la proteína o traslocón
 el canal ribosómico
 el receptor de RE que reconoce al ribosoma llamado riboforina
Todo esto se arma para que coincida el canal del ribosoma con el del retículo
endoplásmico. Cuando termina la síntesis de la proteína se desarma el sistema, se
elimina la partícula de reconocimiento y el receptor y continúa la proteína metiéndose
en el retículo endoplásmico hasta que se termina y desarma todo el mecanismo .
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
14
Diferencias de acuerdo al Destino de las proteínas que entran al retículo
endoplásmico
1. Algunas proteínas de acuerdo a la señal que lleven van a entrar en el retículo
endoplásmico totalmente , quedan sueltas en la luz del Reg y después van a ir
viajando por el mismo hacia su destino final . Estas proteínas tienen solo un
péptido señal en un extremo .
2. otras proteínas van a quedar fijas , atravesadas en la membrana del retículo
endoplásmico ; son las que luego van a ser las proteínas integrales de la membrana .
Estas tienen 2 señales o mas de acuerdo a que sean de paso simple o múltiple .
 UNA PROTEINA INTEGRAL DE PASAJE SIMPLE : se fabrica con un péptido
señal en el extremo y tiene en la mitad de su molécula otra señal que se llama
STOP ; el péptido señal siempre queda unido al canal y para que no pase todo al
retículo endoplásmico existe el PEPTIDO STOP que la frena . El péptido señal
puede estar en otro lado que no sea la punta , en la mitad por ej. ; también puede
suceder entonces que la proteína se una de la misma manera al retículo
endoplásmico y quede transformada en una proteína integral de pasaje simple.
 LAS PROTEÍNAS DE PASAJE MÚLTIPLE pueden tener un péptido señal en el
medio y un péptido stop en otro lugar .Entonces el hecho de que una proteína sea
de pasaje simple o múltiple depende de la ubicación del péptido señal y de la
existencia del péptido stop.
Estas proteínas que quedan atravesadas en la membrana del RE pueden seguir varias
vías
 Quedarse en la membrana del RE
 Pasar a la membrana de otro componente del sistema de endomembranas
 Pasar a la membrana plasmática y luego quedar en la misma
Procesamiento de las proteínas en el RE
Las proteínas en el interior del retículo endoplásmico toman su estructura secundaria ,
terciaria y cuaternaria o sea que se pliegan para tomar su forma tridimensional correcta .
Si una proteína se pliega mal , no funcionará correctamente .
El proceso de plegamiento es controlado por proteínas llamadas chaperonas hsp 70 .
Estas chaperonas ayudan a plegarse correctamente y en el momento en que le
corresponde . Además cuando encuentran una proteína mal plegada la expulsan del RE
por un proceso de retrotraslocacion , o sea por el mismo canal por el que entraron pero
en sentido inverso
También las proteínas sufren modificaciones de distinto tipo como las siguientes
 Corte de sectores o proteólisis . Por ejemplo el péptido señal es cortado por
proteólisis después de que la proteína ingresa en el RE
 Comienzo de la Glicosilación
Degradación de proteínas
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
15
En el Reg también se produce el control de calidad de las proteínas recién sintetizadas .
Si una proteína está mal plegada , es marcada y enviada al sector de degradación para
que se destruya . Las chaperonas son la primeras en reconocer una proteína mal plegada
y por eso actúan rápidamente en su destrucción .
En resumen = Función del retículo endoplásmico granular
Síntesis y procesamiento y control de calidad de las proteínas para la vía secretora , los
lisosomas y las proteínas integrales de la membrana
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
16
Retículo endoplásmico liso o agranular
Se caracteriza por que no tiene ribosomas . Está formado por mas túbulos que
cisternas o vesículas . Se tiñe con colorantes ácidos por lo cual la célula tiene citoplasma
acidófilo en las zonas donde solo hay REl . Sus componentes solo se ven con
microscopio electrónico .
Sector de transición
Entre el retículo endoplásmico liso y el retículo endoplásmico granular hay sectores
que tienen menor cantidad de ribosomas denominados de transición ; en ese sector se
forman unas vesículas que son las que van a ir al aparato de Golgi , llamadas
VESICULAS DE TRANSICION o de transporte . Este sector también se denomina
CIREG ( compartimento intermedio entre el RE y el Golgi)
Función del retículo endoplásmico liso
 DETOXIFICACION
desintoxicación celular . Es la conversión de sustancias toxicas en no toxicas . Sucede
especialmente en el hepatocito .
 DEFOSFORILACION DE LA GLUCOSA-6-FOSFATO
se transforma la misma en glucosa sola . Ocurre únicamente en el hepatocito .
 ACUMULACION DE CALCIO
se debe a la existencia de bombas de calcio situadas en la membrana del REl que toman
el calcio del citosol y lo pasan a la cavidad del REl . El pasaje inverso tiene lugar por
transporte pasivo por canales iónicos regulados por el ligando IP3 en todas las células ,
pero en las células musculares es regulado por voltaje , lo que sucede en el proceso de
contracción muscular .
 FORMACION DE LA MEMBRANA DE LOS AUTOFAGOSOMAS
 SINTESIS DE LIPIDOS DE LA CELULA
Síntesis de triglicéridos
Síntesis de los fosfolípidos de las membranas de las mitocondrias
Síntesis de los fosfolípidos de las membranas de los peroxisomas
Síntesis de la bicapa lipidica de la membrana plasmática
Síntesis de esteroides
Síntesis del componente lipídico de las lipoproteínas
Microsomas
El retículo endoplásmico LISO y GRANULAR se pueden separar por un método de
CENTRIFUGACION para estudiar las funciones y su bioquímica , eso se hace
introduciendo la célula previamente homogeneizada en un tubo de ensayo y
sometiéndola a ultra centrifugación . De esa manera el retículo endoplásmico LISO y
GRANULAR se rompe y se transforma en MICROSOMAS.
Los microsomas no son organoides sino que es el retículo endoplásmico LISO y
GRANULAR que fue roto y separado por el proceso de homogeneizado entonces
tendremos:
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
17
1. MICROSOMAS LISOS
2. MICROSOMAS RUGOSOS
Ambos son entonces elementos artificiales que se producen en el laboratorio y sirven
para estudiar al retículo endoplásmico . No son organoides naturales .
Casos clínicos (lectura)
1. Alcoholismo
La ingesta de bebidas alcoholicas aun en cantidades similares a las que se ingieren
socialmente provocan cambios ultra estructurales en el higado. Se puede observar al
microscopio electronico un incremento importante del reticulo endoplasmico liso,
cual es el sustrato anatomico del sistema microsomico metabolizador de drogas.
El reticulo endoplasmico rugoso tambien se altera. Se ha encontrado en la ingesta
cronica disminucion de la sintesis proteica particularmente albumina
2. Enfermedad poliquística hepatica
La presencia de múltiples quistes de paredes delgadas (imperceptibles) en el hígado
sugiere la presencia de la enfermedad poliquística hepática . La mayoría de las veces
estos quistes múltiples en el hígado se asocian a quistes renales, lo que se conoce como
enfermedad poliquística renal autosómica dominante (ADPKD por sus siglas en inglés).
Esta enfermedad se hace sintomática más habitualmente por sus consecuencias renales
(insuficiencia renal). Puede tener, además de quistes renales y hepáticos, quistes
pancreáticos y otras manifestaciones extra-renales como mayor riesgo de aneurismas
cerebrales, divertículos de colon y hernias.
Menos frecuentemente, los quistes se observan sólo en el hígado, enfermedad conocida
como enfermedad poliquística hepática autosómica dominante.
Epidemiología
La enfermedad poliquística renal es una enfermedad genética de tipo autosómica
dominante, cuya incidencia es de aproximadamente un caso por cada 1000 nacidos
vivos. Se estima que aproximadamente la mitad de los afectados por el defecto genético
no presentarán síntomas.
Patogenia
La enfermedad poliquística renal (ADPKD) tiene su origen en mutaciones de dos genes:
PKD1 (85%) y PKD2 (15%), que codifican para dos proteínas llamadas policistina 1 y
2, respectivamente. Estos genes se ubican en los cromosomas 16 y 4. La ADPKD
asociada a mutaciones de PKD2 se manifiesta habitualmente a edades más tardías y
tiende a ser menos grave. Se han descrito múltiples mutaciones diferentes en estos
genes. La función exacta de estas proteínas no se conoce. Aparentemente se localizan en
el retículo endoplásmico y podrían funcionar como canales de calcio. Los mecanismos
exactos de formación de los quistes y su crecimiento no se comprenden por completo.
Los quistes hepáticos son derivados del epitelio biliar.
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
18
La enfermedad poliquística hepática autosómica dominante, por otro lado, también es
una enfermedad genética originada en la mutación de otros dos genes: PRKSCH y
SEC63. El primer gen codifica para una proteína llamada hepatocistina que se expresa
en el retículo endoplásmico.
Manifestaciones clínicas
La ADPKD habitualmente se manifiesta por sus síntomas renales como insuficiencia
renal crónica, dolor lumbar o hematuria. La presencia de quistes hepáticos en pacientes
con ADPKD es variable y depende en gran parte de la edad del paciente. Es así que en
pacientes menores de 30 años sólo un 10% tiene quistes hepáticos, mientras que el 40%
de los mayores de 60 años tiene quistes hepáticos. Las mujeres tienden a tener quistes
hepáticos más frecuentemente que los hombres, y de mayor tamaño. Esto se debe a que
el crecimiento de los quistes tiene un componente hormonal. De hecho, los quistes
hepáticos grandes son más frecuentes en mujeres que han tenido múltiples embarazos.
Cuando los quistes hepáticos son sintomáticos, pueden manifestarse por dolor
abdominal, saciedad precoz y náuseas por compresión de órganos vecinos.
Ocasionalmente hay hemorragia dentro de un quiste, lo que produce dolor de inicio
repentino. Otra complicación menos frecuente es la infección de uno de los quistes.
La enfermedad poliquística hepática por lo general no produce disminución de la
función sintética ni excretoria del hígado.
Manifestaciones extra-hepáticas
La principal manifestación de la ADPKD es la insuficiencia renal secundaria a los
quistes renales. Además de los quistes renales y hepáticos, la ADPKD puede tener otras
manifestaciones:
Quistes pancreáticos.
Quistes esplénicos.
Aneurismas cerebrales: La presencia de aneurismas cerebrales es de aproximadamente 4
a 10% en los pacientes con ADPKD. Los aneurismas mayores de 1 cm tienen indicación
de cirugía.
Divertículos de colon.
Hernias de la pared abdominal.
Biologia celular – Dr Eduardo Kremenchutzky – Profesor Titular
19