Transcript Sistemas de membrana citoplasmática

Sistemas de membrana
citoplasmática
Retículo Endoplásmico-Aparato de Golgi
M. en C. Carlos Gerardo Castillo Sosa
FMVZ-BUAP
Primavera 2013
Sistema endomembranoso
• Parte de una red dinámica
▫ Vesículas de transporte
 Se mueven por el citoplasma en forma
dirigida
▫ Proteínas motoras, microtúbulos y
microfilamentos
Vía biosintética o secretora
1) Síntesis de proteínas en el RE
2) Modificación en el complejo de Golgi
3) Trasporte a varios destinos
1) Membrana plasmática
2) Lisosoma
3) Vacuola
Secreción constitutiva
• Descarga desde el sitio de producción hacia
afuera de la MP en forma continua
• La mayor parte de las células realizan secreción
constitutiva
• Proceso que contribuye a la formación de la
matriz extracelular
Secreción regulada
• Los materiales solo son secretados con el
estimulo adecuado
▫ En células que producen hormonas
▫ En células pancreáticas
▫ Células nerviosas
• Algunos de los materiales se almacenan en
gránulos secretorios densos
El Retículo endoplásmico
•
•
•
•
Dividido en dos: REL y RER
El RER posee ribosomas
RER formado por una red de sacos aplanados
Los elementos membranosos del REL son
tubulares
• Forman un sistema interconectado de tuberias
RE Liso
• Muy desarrollado en algunos tipos celulares
▫ Musculo esquelético
▫ Túbulos renales
▫ Glándulas productoras de esteroides
• Síntesis de hormonas esteroideas
• Desintoxicación del hígado de compuestos
orgánicos, como barbitúricos y etanol
RE Liso
• La desintoxicación se realiza por medio de
un sistema de enzimas que transfieren
oxigeno
• Citocromo P-450
• Sintetizan muchos medicamentos
• Variación genética en esta enzima
RE Liso Funciones
• Liberación de la glucosa de la glucosa-6-fosfato
de las células hepáticas
• El REL de los hepatocitos almacena grandes
cantidades de glucógeno
• Secuestro de iones Ca dentro del citoplasma de
células de musculo esquelético y cardíaco
RE Rugoso
• El núcleo y una gran cantidad de cisternas del
RER se localizan cerca de la superficie basal de
la célula
• Complejo de Golgi en el centro
• Gránulos secretores en la región apical
• Células con extremos polares
Síntesis de proteínas en ribosomas
unidos al RER
• Proteínas que secreta la célula
• Proteínas integrales de membrana
• Proteínas solubles que se encuentran en
compartimentos del sistema de
endomembranas
Pasos de la síntesis
1) Un mRNA se une a un ribosoma libre
2) Una partícula de reconocimiento de señal
(SRP) identifica la secuencia de señal
hidrófoba
3) La SRP sirve como marca para que todo el
complejo se pueda unir a la superficie
citosolica del RER
4) La unión ocurre por 2 interacciones: entre la
SRP y el receptor SRP; entre el ribosoma y el
traslocon
5) Liberación de la SRP e inserción del
Polipéptido en el canal
6) Traslado del Polipéptido hacia la luz del RE
Procesamiento de proteínas en el RE
• Se retira el péptido señal
• Oligosacariltrasferasa
• La luz del RER contiene chaperonas moleculares
▫ Plegamiento correcto de proteínas
• Isomerasa de disulfuro de proteína (PDI)
▫ Formación de enlaces disulfuro, estabilidad
Mecanismos de control de proteínas
• La proteínas mal plegadas no se destruyen en el
RE
• Destrucción por medio de proteasomas
• “Control de calidad”
• Las proteínas mal plegadas se generan a mayor
velocidad de lo que pueden ser transportadas al
citosol
•
•
•
•
Respuesta de proteína no plegada
Activación de sensores
Chaperonas moleculares: BiP
Expresión de genes cuyas proteínas alivian las
condiciones de estrés dentro del RE
▫ Otras chaperonas
▫ Proteínas de transporte
Del RE al Complejo de Golgi
• Las cisternas del RE están conectadas entre si
• Estos sitios carecen de ribosomas
• Cuando se desprenden del RE, las vesículas de
transporte forman vesículas mas grandes en una
región entre el RE y el Complejo de Golgi
• Compartimiento intermedio endomplasmico del
retículo de Golgi (ERGIC)
El Complejo de Golgi
• Morfología característica, consistente en
cisternas membranosas, aplanadas, parecidas a
discos
• Las cisternas están dispuestas en una pila
ordenada, en forma de tazón poco profundo
• Una pila contiene 8 cisternas
• Las pilas de mamíferos están interconectadas
Complejo de Golgi
• Se divide ene varios compartimientos con
funciones diferentes
• Cara cis o de entrada
• Cara trans o de salida
• Red cis de Golgi (RCG)
▫ Funciona como una estación de clasificación
Complejo de Golgi
• Red trans de Golgi (RTG)
▫ Estación clasificatoria
▫ Separar proteínas hacia membrana plasmática o a
un destino intracelular
• El complejo mantiene un enlace físico con
diversas proteínas motoras
Complejo de Golgi
• Se considera una “planta procesadora”
• Las proteínas recién sintetizadas entran por la
cara cis y salen por la cara trans
• Conforme avanzan, sufren varias modificaciones
especificas
• Glucosilación
El movimiento de materiales a través del
complejo de Golgi
• Modelo de trasporte vesicular
• Modelo de maduración de vesículas
• Hasta 1995 se creía que el transporte era
únicamente anterógrado
Tipos de transporte en vesículas
• Vesículas limitadas por una membrana
• 60 a 100 nm de diámetro
• Cubierta proteica formada por proteínas
solubles
▫ Actúa como un dispositivo mecánico que hace que
la membrana se curve
▫ Proporciona un mecanismo para seleccionar los
componentes que transportara la vesícula
Hay diferentes clases de vesículas
• Vesículas con COP-II (coat proteins)
▫ Desplazan materiales del RE “hacia adelante” al
ERGIC y al complejo de Golgi
• Vesículas con COP-I
▫ Mueven materiales en sentido retrogrado
▫ Del ERGIC y cara cis hacia RE y de la cara trans
hacia cis
• Vesículas cubiertas con clatrina
▫ Movilizan materiales de la RTG a endosomas,
lisosomas y vacuolas vegetales
▫ De la MP a los compartimientos citoplasmicos por
la vía endocítica
Vesículas COP-II
• Las proteínas COP-II seleccionan y concentran
cierto tipo de componentes para su transporte
▫ Enzimas que actúan en etapas avanzadas de la vía
biosintética: glucosiltransferasa
▫ Proteínas de membrana
▫ Proteínas de membrana que pueden unirse con
cargamento soluble
• Proteína de cubierta: Sar1
▫ Proteína de unión con GTP
▫ Sufre un cambio de conformación en su alfa hélice
N terminal
▫ Papel regulador en el ensamble y desensamblaje
de la cubierta de la vesícula
Vesículas COP-I
• Movimiento de enzimas residentes en el
complejo de Golgi en dirección trans cis
• Enzimas residentes del ERGIC y Golgi de
regreso al RE
• Conservación y recuperación de las proteínas
residentes del RE
• L recuperación se realiza mediante receptores
específicos que capturan las moléculas y las
regresan al RE en vesícula cubiertas con COP-I
• Proteínas de disulfuro y chaperonas tienen la
señal de recuperación “lis-asp-glu-leu” o “KDEL”
• Receptor SRP tiene señal KXXX
Dirección de las vesículas a un
compartimiento particular
• La fusión de vesículas requiere interacciones
especificas entre membranas diferentes
• Se asume que una vesícula contiene proteínas
especificas relacionadas con su membrana
1. Movimiento de la vesícula hacia su
compartimiento blanco especifico
▫
Mediado por microtúbulos
2. Fijación de la vesícula al compartimiento blanco
▫
▫
Se fijan mediante proteínas fibrosas extendidas
Especificidad dada por proteínas Rabs
▫
▫
▫
▫
Las membranas entran en contacto estrecho
Proteínas SNARE
SNARE- v
SNARE-t
3. Acoplamiento de las vesículas al compartimiento
blanco
4. Fusión entre la membranas de la vesícula y el
blanco
▫
▫
▫
La interacción entre las proteínas SNARE v y t no es
suficiente por si misma para inducir la fusión
El haz con cuatro cadenas de SNARE permanece
inactivo hasta que recibe una señal, dada por el
incremento en la concentración del Ca+
Fusión de una vesícula secretora con la membrana
plasmática y descarga subsiguiente se llama
exocitosis
Lisosomas
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Organelos digestivos de una célula animal
50 enzimas hidrofilicas diferentes
Producidas en el RE
Trabajan mejor en un pH acido
Degradación de materiales del ambiente extracelular
Recambio de organelos, autofagia
Enfermedad de Tay-Sach: Gangliosido Gm12,
hexosaminidasa A.
Célula de Kupffer