💨Retículo Endoplásmico💨

¿Qué es?

Es un sistema de perfiles membranosos que, tridimensionalmente, corresponden a cisternas (sáculos aplanados), túbulos y vesículas. Estos perfiles se distribuyen por todo el citoplasma, aislados o en grupos que, a su vez, pueden constituir una red de perfiles anastomosados o disponerse en paralelo. Algunos de estos perfiles se disponen de una forma apilada característica y presentan vesículas en la periferia.

Sus membranas (5 nm) se continúan con las de la envuelta nuclear y se pueden extender hasta las proximidades de la membrana plasmática, llegando a representar más de la mitad de las membranas de una célula.

Funciones del RE

Retículo Endoplásmico Rugoso

La misión del retículo endoplasmático rugoso es el almacenamiento de las proteínas sintetizadas por sus ribosomas para su glucosilación y empaquetamiento, con objeto de ser transferidas a otro orgánulo membranoso o ser secretadas al exterior. Las proteínas sintetizadas por los ribosomas libres no se glucosilan ni son empaquetadas, y permanecen en el hialoplasma. Si han de pasar a algún orgánulo, lo hacen a través de la membrana de éste por un sistema de bombeo.

• ·   Es el punto inicial de la vía biosintética: se sintetizan las proteínas, cadenas de carbohidratos y fosfolípidos que viajan por los compartimientos membranosos de la célula.
• ·        Síntesis de proteínas en ribosomas unidos a la membrana o en ribosomas libres.

Algunos polipéptidos se sintetizan en los ribosomas unidos con la superficie citosólica de las membranas del RER: las proteínas que secreta la célula, proteínas integrales de la membrana y proteínas solubles que se encuentran en compartimientos del sistema de endomembrana. Otros polipéptidos se sintetizan en ribosomas libres y luego se liberan al citosol.

• ·    Síntesis de proteínas secretoras, lisosómicas o vacuolares vegetales en los ribosomas unidos a membranas.

La síntesis del polipéptido inicia después que un RNA mensajero se une con un ribosoma libre. La Partícula de reconocimiento de señal (SRP): identifica la secuencia de señal hidrófoba. La SRP unida sirve como una marca que permite que el complejo entero (SRP-ribosoma-polipéptido naciente) de una de manera específica a la superficie citosólica de la membrana del retículo endoplásmico. La unión a este último ocurre a través de cuando menos dos interacciones bien definidas: una entre la SRP y el receptor de SRP, y la otra entre el ribosoma y el translocón. El translocón es un conducto recubierto con proteína incrustado en la membrana del ER a través del cual el polipéptido naciente puede moverse en su paso del ribosoma a la luz del retículo endoplásmico.

• ·         Procesamiento de proteínas recién sintetizadas en el retículo endoplásmico.

Conforme entra a la cisterna del RER, un polipéptido naciente es sujeto de la actividad de diversas enzimas situadas dentro de la membrana o en la luz del RER.  La porción amino-terminal que contiene el péptido de señal se retira de la mayor parte de los polipéptidos nacientes por acción de una enzima proteolítica, la peptidasa de señal.  Los carbohidratos se agregan a la proteína naciente mediante la enzima oligosacariltransferasa

La peptidasa de señal y la oligosacariltransferasa son proteínas integrales de la membrana que están próximas al translocón y actúan sobre las proteínas nacientes conforme entran a la luz del retículo endoplásmico.

El RER es una planta procesadora de proteínas importante. Para realizar sus funciones,  está empacada con chaperonas moleculares que reconocen proteínas desplegadas o mal plegadas, se unen a ellas y les dan la oportunidad de adquirir su estructura tridimensional correcta y con varias enzimas procesadoras de proteínas, como la isomerasa de disulfuro de proteína.

• ·       La formación (y el reordenamiento) de los enlaces de disulfuro es catalizada por PDI.

Los enlaces disulfuro tienen una función esencial en el mantenimiento de la estabilidad de las proteínas que se encuentran en la superficie extracelular de la membrana plasmática o que se secretan al espacio extracelular.

Síntesis de proteínas integrales de membrana en los ribosomas unidos a la membrana.

Las proteínas integrales de membrana sintetizan en los ribosomas unidos a la membrana del retículo endoplásmico

• ·  Biosíntesis de membrana en el retículo endoplásmico; nacen de membranas ya existentes, crecen conforme las proteínas y lípidos recién sintetizados.
• ·      Síntesis de los lípidos de la membrana.

Son sintetizados dentro del retículo endoplásmico, excepto  la esfingomielina, los glucolípidos, y algunos de los lípidos únicos de las membranas de mitocondrias y cloroplastos.

Los fosfolípidos que son recién producidos se insertan en la mitad de la bicapa dirigidos hacia el citosol.

Los que son transportados del retículo endoplásmico al aparato de Golgi y la membrana plasmática como parte de la bicapa que constituye las paredes de las vesículas de transporte.

• ·         Glucosilación en el retículo endoplásmico rugoso.

Los grupos carbohidrato tienen una participación importante en la función de muchas glucoproteínas, sobre todo como sitios de unión en sus interacciones con otras macromoléculas y ayudan al plegamiento de las proteínas a la que estén unidos.

Para comenzar este proceso de detección, cada glucoproteína (que en esta etapa contiene una sola glucosa restante) se une a la chaperona del retículo endoplásmico (calnexina calreticulina).

La eliminación de la glucosa restante por la glucosidasa II hace que la chaperona libere la glucoproteína.

Si en esta etapa una glucoproteína no ha completado su plegamiento o está mal plegada, es reconocida por una enzima detectora de conformación (llamada GT) que agrega un solo residuo de glucosa de nuevo a uno de los residuos de manosa en el extremo expuesto del oligosacárido recién reducido.

La GT reconoce las proteínas mal plegadas, o plegadas sólo de forma parcial, porque exponen residuos hidrófobos que no se detectan en las proteínas bien plegadas. Una vez que se agrega el residuo de glucosa, las mismas moléculas chaperonas reconocen a la glucoproteína “marcada”, lo que da a la proteína otra oportunidad para plegarse de manera correcta. Después de un periodo con la chaperona, el residuo de glucosa se retira y la enzima detectora de conformación la revisa de nuevo para confirmar que alcanzó su estructura tridimensional apropiada, si esta todavía está parcialmente desplegada o mal plegada, se agrega otro residuo de glucosa y se repite el proceso hasta que la glucoproteína se pliega en forma correcta y continúa su camino  o si permanece mal plegada, se destruye.

Mecanismos que aseguran la destrucción de las proteínas mal plegadas.

Las proteínas mal plegadas pueden generarse en el retículo endoplásmico a mayor velocidad de la que pueden transportarse al citoplasma, su acumulación puede ser letal para la célula, se inicia un “plan de acción” completo dentro de la célula que se conoce como respuesta de proteína no plegada (UPR).

El RER contiene sensores de proteína que vigilan la concentración de proteínas no plegadas o mal plegadas en su luz, su activación da origen a múltiples señales que se  transmiten hacia el núcleo y el citosol lo que provoca la expresión de cientos de genes diferentes cuyas proteínas codificadas tienen la capacidad de aliviar las condiciones de estrés dentro del retículo endoplásmico y la fosforilación de una proteína clave (eIFα) necesaria para la síntesis de proteína. Esta modificación inhibe la síntesis proteínica y disminuye el flujo de proteínas nuevas al retículo endoplásmico. Esto suministra a la célula una oportunidad de retirar las proteínas que ya están en la luz del retículo endoplásmico.

Si estas medidas correctivas no tienen éxito, se activa la vía de muerte celular y la célula se destruye.

Retículo Endoplásmico Liso

Las enzimas de la membrana del retículo endoplasmático liso intervienen en una amplia variedad de procesos. Sus funciones mejor conocidas son las siguientes: Las principales funciones del Retículo endoplásmico Liso son:

• ·     Síntesis de hormonas esteroideas en las células endocrinas de las gónadas y la corteza suprarrenal.
• ·     Desintoxicación en el hígado de diversos compuestos orgánicos (barbitúricos y etanol), su consumo crónico puede conducir a la proliferación en células hepáticas.
• ·  La desintoxicación la realiza un sistema de enzimas que transfieren oxígeno (oxigenasas), incluida la familia del citocromo P-450.
• ·    Oxidan miles de compuestos hidrófobos distintos y convertirlos en sustancias más hidrofílicas y fáciles de excretar.
• ·         Secuestro de iones calcio en el citoplasma celular (contracción celular).

Estructura del RE

Las membranas del RE se extienden desde la envuelta nuclear hasta las proximidades de la membrana plasmática, llegando a representar más de la mitad de las membranas de una célula.  Estas se acomodan en regiones o dominios que realizan diferentes funciones.

Las cisternas y los túbulos que poseen ribosomas asociados se han denominado tradicionalmente como retículo endoplasmático rugoso, mientras que los túbulos sin ribosomas asociados se denominan como retículo endoplasmático liso. La envuelta nuclear, cuya membrana se continúa con la del retículo endoplasmático, es un tercer dominio más del propio retículo endoplasmático.

La organización en túbulos o cisternas está relacionada con la función.

Los túbulos de retículo endoplasmático liso son más abundantes en células relacionadas con el metabolismo lipídico, detoxificación o metabolismo del glucógeno.

El retículo endoplasmático se extiende por toda la célula, llegando hasta las proximidades de la membrana plasmática. Está formado por cisternas y una red de túbulos, existiendo continuidad entre estos compartimentos.

Los ribosomas se encuentran tanto en túbulos como en cisternas. Las cisternas son espacios aplanados delimitados por dos membranas, estas se curvan sobre sí mismas para formar un espacio cerrado. Las cisternas contiguas están conectadas por pliegues y túbulos de membrana. Los túbulos, forman una estructura reticular poligonal con una gran capacidad para reorganizarse mediante fusiones o roturas. A pesar de ello, el espesor de una cisterna y el diámetro de un túbulo son similares, de unos 30nm en levaduras y 50 nm en mamíferos.

Las proteínas reticulón y REEPS (Yop1p en levaduras) convierten a las cisternas en túbulos y su ausencia provoca el cambio contrario. Estas proteínas se insertan en la membrana reticular a modo de cuñas, lo que produce una curvatura de la membrana, por eso estas proteínas son abundantes en los túbulos y en los bordes de las cisternas.

El número de ribosomas asociados a sus membranas también condiciona la forma aplanada, por ello cuando el número de ribosomas asociados aumenta, los túbulos se expanden adoptando la forma de cisternas aplanadas. La densidad de ribosomas puede ser de hasta unos 1000 ribosomas por µm2 en las cisternas, mientras que la densidad es mucho menor cuando aparecen en los túbulos.

La membrana externa de la envuelta nuclear se puede considerar como parte del retículo endoplasmático, siendo una continuación física del RE y se pueden observar ribosomas asociados realizando la traducción.

😓 Enfermedades 😓

Nombre	Causa	Síntomas
Pseudoacondroplasia	Mutaciones en el gen COMP	§  Acomodamiento proteico interferido. §  Acumulación de proteínas en el RER. §  Muerte celular.
Esteaosis Hepática	Exceso de lípidos inhiben el RE	§  Exceso de lípidos en los hepatocitos. §  Coloración amarilla del hígado.
Síndrome de Wolcott-Rallison	Mutación gen EIF2AK3 (codifica PERK)	§  Diabetes que inicia en los primeros años de vida.
Encefalopatía espongiforme bovina	el mecanismo de salida de ciertas proteínas desde el RE –mediado por el anclaje a GPI– es rápido y no le da tiempo a la célula a detectar la anomalía	§  “el mal de las vacas locas”
Enfermedades Neurodegenerativas	Acumulación y agregación de proteínas desdobladas	§  Pérdidas selectivas y simétricas de neuronas (sistema motor sensorial y cognitivo).