SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS Y TRANSPORTE VESICULAR
Sistema de organelas vinculadas entre sí por medio de vesículas de transporte,
cuya función es sintetizar lípidos y proteínas para:
o Membrana plasmática
o Exportación
o Lisosomas
Las estructuras que la conforman son
o Retículo endoplasmático
▪ Liso
▪ Rugoso
o Aparato de Golgi
o Lisosomas
o Peroxisomas
o Vesículas transportadoras
o Endosomas
Funciones de las organelas que conforman el sistema de endomembranas
➢ Retículo endoplasmático
o RE rugoso (ribosomas adheridos)
▪ Finaliza la traducción de proteínas cuyo destino es la membrana plasmática, lisosomas,
exportación. Elimina el péptido señal.
▪ Realiza cortes proteolíticos específicos.
▪ N-glicosilación: entre un oligosacárido (formado por 14 azúcares: N-acetilglucosamina, manosa y
glucosa) y el N-terminal (NH2) del residuo de asparagina. La enzima encargada de este proceso es el
oligosacárido transferasa, proteína presente en la membrana del RER.
Proceso de N-glicosilación
Se produce en la membrana del RER, donde comienza a ensamblarse un oligosacárido de 14
azúcares. Se ensamblan azúcar por azúcar sobre un lípido llamado dolicol (poliisoprenoide). El
dolicol es un lípido largo y muy hidrofóbico que atraviesa varias veces la membrana. Los azucares
que formarán este oligosacárido deben ser previamente activados con GDP o UDP, dando lugar a
los intermediarios azúcar-nucleótido (se unen por medio de un enlace de alta energía) en el citosol.
El ensamblado comienza en la cara citosólica de la membrana del RE, donde el primer grupo de
azucares se une al dolicol por medio de un enlace pirofosfato. Este enlace de alta energía activa al
oligosacárido para su transferencia desde el lípido hacia un residuo de asparagina de un polipéptido
naciente sobre la cara luminal.
Para que esto ocurra el azúcar en formación junto con el dolicol deben saltar a través de la
membrana (translocación hacia la cara luminal) ayudados por un transportador. Terminará de
sintetizarse el oligosacárido de 14 azúcares y se unirán al aminoácido correspondiente.
▪ Procesamiento del oligosacárido: se eliminan tres glucosas y una manosa. Los oligosacáridos actúan
como etiquetas que marcan el estado de plegamiento de las proteínas.
▪ Plegamiento de la proteína
El correcto plegamiento es chequeado por las proteínas llamadas chaperonas Calnexina y
Calreticulina. Son proteínas de unión a los carbohidratos, que se unen a los oligosacáridos de
proteínas plegadas de forma incompleta y las retienen en el RE. Reconocen N-oligosacáridos que
presentan una sola glucosa en posición terminal, por lo que solo se unen a proteínas después de
que las RE glucosidasas hayan eliminado dos de las tres glucosas del oligosacárido precursor.
Cuando se ha eliminado la tercera glucosa, la proteína se separa de su chaperona y puede
abandonar el RE. Las chaperonas diferencian entre proteínas correctamente plegadas o no, por la
acción de otra enzima, una glucosil transferasa que añade una glucosa a aquellos oligosacáridos
que han perdido su última glucosa. Sin embargo, solo añade la glucosa a los oligosacáridos que se
encuentran unidos a proteínas desplegadas. así una proteína desplegada sigue ciclos continuos de
eliminación de glucosas (por glucosidasas) y de adición de glucosas (por glucosil transferasas)
manteniendo su afinidad por la calnexina y calreticulina hasta que se pliega por completo.
Las proteínas que no logran plegarse correctamente, son devueltas al citosol, desglucosiladas y
posteriormente marcadas por ubiquitina y degradadas por proteosomas.
¿Por qué es necesario esto? Se debe a que la acumulación de proteínas mal plegadas, desencadena
una respuesta de proteínas mal plegadas, la misma se caracteriza por:
- Aumento de la transcripción de genes que codifican las chaperonas y proteínas para la
translocación al citosol.
-Activan una quinasa transmembrana del RE que fosforila e inhibe un factor de iniciación de la
traducción, reduciendo así la síntesis de proteínas.
-Si estos mecanismos no logran detener la acumulación se producirá la apoptosis de la célula.
▪ Formación de puentes disulfuro: a cargo de la enzima disulfuroisomerasa
▪ Ensamblado de proteínas multiméricas
o RE liso (sin ribosomas adheridos)
Secuestro y almacenamiento del ion calcio: a cargo de la bomba (ATPasa) de calcio. Este ion se
almacena y se libera durante la contracción del músculo.
Síntesis de lípidos: triacilglicéridos, ceramidas, hormonas esteroideas.
Detoxificación de sustancias liposolubles (drogas): por medio del citocromo P450 (hemoproteína),
aumenta la solubilidad de las mismas, para que sean transportadas en sangre, posteriormente
filtradas por los riñones y eliminadas en la orina. Los citocromos p450 son especialmente
abundantes en el hígado, principal órgano detoxificador de sustancias.
➢ Aparato de Golgi
Compuesto de sacos membranoso aplanados.
-recibe las vesículas del RE por su cara CIS, procesa su contenido y lo distribuye por su cara TRANS
-Funciones: MODIFICACIÓN-CLASIFICACIÓN y EMPAQUETAMIENTO
▪ síntesis de Gags (glucosaminoglucanos)
▪ sulfatación de proteínas e hidratos de carbono
▪ modificación del N-oligosacárido
▪ fosforilación de hidrolasas M6P para los lisosomas (las marcan fosforilando la manosa 6)
▪ Síntesis de gangliósidos, cerebrósidos y esfingomielina a partir de ceramidas
➢ Peroxisomas
Son vesículas relativamente grandes que contienen enzimas oxidativas. Rodeados de una sola
membrana, no presentan ADN, ni ribosomas. Funciones:
▪ Beta-oxidación de ácidos grasos → obteniendo como producto final ACETIL-COA (ingresará al ciclo
de Krebs)
▪ Detoxificación de sustancias hidrosolubles → ALCOHOLES, fenoles, ácido fórmico, formaldehido.
▪ Biosíntesis de ácidos biliares y plasmalógenos (fosfolípido más abundante de la vaina de mielina en
células nerviosas). Relación con enfermedades neurológicas
3 REACCIONES
RH2 + O2 → H2O2 + R
RH2 + H2O2 → 2H2O + R
2H2O2 → 2H2O + O2
Origen de los peroxisomas
➢ Lisosomas
Vesículas de enzimas hidrolíticas, envueltas por una membrana
formada por el complejo de Golgi. Las hidrolasas son N-glicoproteínas
sintetizadas en el RER → funcionan a PH ácido, este se mantiene por
una BOMBA DE H+. Si las hidrolasas escapan podrían producir
la lisis celular.
2 poblaciones de lisosomas
▪ AUTOFAGOLISOSOMA: degradan sustancias propias → su función es la de mantenimiento y
remodelación.
▪ FAGOLISISOMA: degradan materiales NO propios → su función es la de nutrición y defensa.
Enzimas oxidativas
Enzima catalasa
Enzima catalasa
VESÍCULAS DE TRANSPORTE
Son intermediarios de transporte rodeados de membrana
▪ conducen proteínas de un compartimiento a otro.
▪ emergen por gemación de un compartimiento y se fusionan con otro → intercambio entre compartimientos
químicamente distintos.
➢ Tráfico vesicular
La evaginación de membrana de las organelas, o la invaginación de la membrana plasmática, es mediada
por PROTEÍNAS DE REVESTIMIENTO, que dirigen la formación de la vesícula.
• CLATRINA
o vesículas de membrana plasmática: endocitosis
o desde aparato de Golgi a lisosomas/endosomas
o desde aparato de Golgi a membrana
• COP I
o desde aparato de Golgi al RER
o e/ las cisternas del Golgi
• COP II
o vesículas desde RER al ap. Golgi
Vesículas de clatrina
Estructura
• Continente
o Clatrina: cada subunidad está formada por 6
cadenas polipeptídicas (3 grandes y 3 chicas).
o Proteínas adaptadoras: “segunda capa” se
encuentran entre la clatrina y la membrana,
uniéndolas entre sí y atrapando varias proteínas de membrana, entre ellas receptores de
transporte que se unen en el interior de la vesícula a las moléculas a transportar. Se unen
también a PIP.
o PIP: fosfoiositoles, determinan donde y cuando se ensamblan las cubiertas, así como
también la identidad de los compartimentos.
o Dinamina: proteína citosólica, forma un anillo. Presenta 2
dominios, uno PIP2 (ancla proteínas de membrana) y otro
GTPasa. Rompe la unión con la membrana, liberando la vesícula.
• Contenido
o Receptor de transporte
o Moléculas
Ensamblaje
• GTPasa de control de reclutamiento
o Arf: Clatrina y COP I
o SarI: COP II
RECONOCIMIENTO
➢ Rab (v) → Efectores Rab (m)
Las proteínas Rab son GTPasa que dirigen la vesícula a puntos específicos de la membrana diana. Por lo
que son activas unidas a GTP e inactivas unidas a GDP.
Unidas a GTP y ancladas a la membrana, las proteínas Rab se unen a EFECTORES Rab facilitando el
transporte, reconocimiento y fusión de ambas membranas.
Regulan la accesibilidad a las SNARE, ya que quitan proteínas que inhiben a las T-SNARE.
➢ V-SNARE → T-SNARE
- Llegada, anclaje y fusión entre la vesícula y el compartimento receptor.
- Pone en contacto ambas bicapas, formando el complejo TRANS SNARE
Las células eucariotas utilizan un complejo sistema de membranas internas mediante el cual remodelan la
membrana plasmática, recambian organelas, liberan sustancias al exterior celular y captan nutrientes.
ENDOCITOSIS: Incorpora nutrientes y elimina componentes de la MB plasmática para ser reciclados o
degradados.
• Fagocitosis
o Es realizada por células específicas como macrófagos, monocitos, neutrófilos.
o Engullen moléculas grandes. Intervienen en la defensa, al tratarse de células del sistema
inmune.
• Pinocitosis
o Es realizada por todas las células.
o Engullen moléculas en solución
EXOCITOSIS: Exporta sustancias hacia el exterior celular (ruta biosintética-secretora) y suministra a la
membrana plasmática nuevas proteínas, carbohidratos y lípidos.
• Secreción constitutiva: CONTINUA, vesículas pequeñas, en todas las células → lípidos, proteínas,
etc.
• Secreción regulada: EN RESPUESTA A ESTÍMULOS, vesículas grandes, células especializadas →
hormonas, neurotransmisores, etc.
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