TEMA 9

RIBOSOMAS Y SISTEMAS DE ENDOMEMBRANAS

RIBOSOMAS

Formado por dos subunidades. Constituidos por varias proteínas y ARNs. Función: Realizan la síntesis de proteínas

Formados por dos

subunidades

RIBOSOMAS

Las dos subunidades se forman en el nucléolo, al unirse el ARNr y las proteínas (formadas en el citoplasma).

Las subunidades salen separadas del núcleo por los poros nucleares. Las subunidades presentan distintos sitios de unión del ARNm, ARNt y

a las endomembranas.

RIBOSOMAS

Los ribosomas de las células eucarióticas son de mayor tamaño 80S (40S + 60S) que los de las células procarióticas 70S (30S + 50S)

En las células eucarióticas hay ribosomas 70S en mitocondrias y cloroplastos. Ellos sintetizan las proteínas específicas codificadas por el ADN mitocondrial o el ADN del cloroplasto.

Polirribosomas

Generalmente varios ribosomas (4 a 100) pueden estar traduciendo al mismo tiempo una cadena de mRNA del sentido 5´→ 3´.

Conjunto de cisternas y canales membranosos intercomunicados entre sí que fabrican y transportan materiales en su interior.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Si las membranas llevan adosadas ribosomas se llamará RER o REG. Su membrana

continua con la membrana nuclear constituyendo un único compartimiento con un

espacio interno (lumen).

Si las membranas no llevan ribosomas forman el REL

RETÍCULO ENDOPLÁSMICO

RE liso en una célula secretora de esteroides

RE rugoso en una célula secretora de proteínas

Su tamaño depende de la actividad celular (más desarrollado en células muy activas).

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO

Sus membranas presentan proteínas (riboforinas), encargadas de fijar los ribosomas, y otras que actúan como canales de penetración de las proteínas sintetizadas por estos.

Funciones del Retículo endoplásmico rugoso

Síntesis y almacenamiento de proteínas. Las proteínas pueden quedarse como proteínas transmembrana o pasar al lumen del RER y ser exportadas en el interior de vesículas.

Glicosilación de proteínas. Tiene lugar en el lumen de forma previa al transporte a otro destino.

Síntesis y translocación de proteínas

Síntesis y translocación de proteínas

Se inicia en el citosol.

Después de unirse al ARNm, el ribosoma comienza la síntesis de la proteína que posee un péptido señal.

Una partícula reconocedora de la señal (PRS) se une a este péptido, lo que permite al ribosoma unirse a receptores de la membrana del RER al ser reconocida por estos.

La proteína es introducida a través de proteínas transmembranosas en el lumen, donde pierde el péptido de señalización.

En el lumen se puede unir un oligosacárido a la proteína (glicosilación).

Las proteínas que no están en condiciones son degradadas en el propio RE, que funciona así como un órgano de control de calidad.

Síntesis y translocación de proteínas

Glicosilación de proteínas

incorporación de cadenas de oligosacáridos a las proteínas recién sintetizadas.

Es una parte del proceso de síntesis de proteínas que da lugar a las glicoproteínas.

RETÍCULO ENDOPLÁSMICO LISO

Está constituido por una red de túbulos unidos al RER.

Su membrana posee gran cantidad de enzimas cuya principal actividad es la síntesis de lípidos.

Muy desarrollado en: Células hepáticas, producción de partículas lipoproteícas Células musculares estriadas, forma el retículo sarcoplásmico. Células intersticiales de ovarios y en testículos, síntesis de

esteroides.

Funciones del Retículo endoplásmico liso

Síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos. Se sintetiza colesterol, fosfolípidos, glucolípidos, etc. Sólo los ácidos grasos se sintetizan en el citosol. Estos últimos pasan tras su síntesis al REL donde se almacenan. A partir del colesterol se sintetizan hormonas esteroideas.

Detoxificación. Contiene enzimas que degradan sustancias químicas tóxicas y las convierte en solubles para su excreción. Muy importante en el hígado

Contracción muscular. En el músculo esquelético, la liberación de Ca2+ por parte del REL activa la contracción muscular.

APARATO DE GOLGI

Conjunto de sáculos aplanados situados cerca del núcleo, y en las células animales, rodeando a los centriolos.

DICTIOSOMA

Cara cis o de entrada

Cara trans o de salida o maduración

APARATO DE GOLGI

El aparato de Golgi está estructural y fisiológicamente polarizado: Cara cis, convexa y próxima al RER Cara trans, cóncava, próxima a la

membrana citoplasmática y con cisternas de gran tamaño.

La cara cis recibe las vesículas de transición procedentes de la envoltura nuclear y del RE.

El contenido va avanzando hacia la cara trans, mediante pequeñas vesículas.

Una vez que llega a la cara trans, el contenido es concentrado y acumulado en vesículas mayores: vesículas de secreción.

APARATO DE GOLGI

APARATO DE GOLGI

Las vesículas actúan como lisosomas si contienen enzimas digestivas, o pueden dirigirse hacia la membrana plasmática donde vierten su contenido (exocitosis).

APARATO DE GOLGI 1. Las vesículas de transición se unen a la cara cis del dictiosoma.

2-3-4. Las vesículas pasan el contenido de cisterna a cisterna. En la cara trans, se concentra y se acumula en las vesículas.

5. Las vesículas de secreción se fusionan con la membrana plasmática y vierten su contenido al medio externo.

La superficie de las vesículas está revestida de clatrina. Este revestimiento se pierde una vez formada la vesícula.

Funciones del Aparato de Golgi (I)

Transporte de moléculas. Sus vesículas permiten transportar moléculas del RER.

Interviene en los procesos de secreción. Muchas moléculas sintetizadas en el RE son modificadas, se concentran y pasan a vesículas de secreción.

Formación de lisosomas: vesículas con enzimas hidrolíticas.

Formación de vacuolas en células vegetales. Formación del acrosoma de los espermatozoides.

Funciones del Aparato de Golgi (II)

Glicosilación de lípidos y proteínas. Algunos

oligosacáridos que se habían unido a proteínas y lípidos en el RE, son sustituidos por otros nuevos en el aparato de Golgi.

Síntesis de polisacáridos como los proteoglucanos, que forman la matriz extracelular y los glúcidos de la pared celular vegetal (pectina, hemicelulosa y celulosa).

Reciclaje de la membrana plásmática. Formación del fragmoplasto en las células vegetales

LISOSOMAS

Vesículas esféricas con membrana.

Contienen enzimas hidrolíticas.

Se forman en el Aparato de Golgi.

Realizan función digestiva:

Digieren sustancias extracelulares y estructuras celulares dañadas

LISOSOMAS

Las proteínas de la cara interna de su membrana están muy glucosiladas, lo que impide que las enzimas ataquen la propia membrana del lisosoma (si ésta se rompe, los enzimas destruirían la célula).

Los enzimas son hidrolasas ácidas (pH óptimo 4,6)

Tipos de lisosomas

- Lisosoma primario: con enzimas digestivos sólo

- Lisosoma secundario: con materia orgánica en digestión

- Vacuola autofágica: si el sustrato es interno

- Vacuola digestiva o heterofágica: si el sustrato viene del exterior por pinocitosis o fagocitosis

Lisosomas primarios

Heterofagia Lisosomas

secundarios

Lisosomas especiales

Acrosoma de los espermatozoides. Contiene enzimas capaces de digerir las membranas del óvulo.

Los granos de aleurona de las semillas son lisosomas secundarios donde se almacenan proteínas que se encuentran en estado cristalino. Cuando se absorbe agua se activan las enzimas y se inicia la digestión de las mismas, con lo que empieza la germinación de la semilla.

Cuando una célula muere, los lisosomas se rompen y liberan enzimas digestivas, que degradan la célula.

Algunas formas de daño tisular, se relacionan con la existencia de lisosomas "con fugas". Se cree que la artritis reumatoide se debe, en parte, a la lesión de las células del cartílago provocada por enzimas liberadas de los lisosomas.

PEROXISOMAS

Contienen enzimas implicadas en distintas rutas metabólicas, como la oxidación de los ácidos grasos, el ciclo del glioxilato y la fotorespiración.

Oxidan sustratos diferentes gracias a oxidasas. En la reacción se produce H2O2; muy tóxico para la célula, que elimina la catalasa.

PEROXISOMAS

Se considera que los peroxisomas aparecieron antes que las mitocondrias y que su función era permitir la vida en una atmósfera cada vez más rica en oxígeno, elemento tóxico para los organismos anaerobios.

Proceden de la simbiosis con otras células, quedando su genoma incorporado al genoma celular.

Funciones de los peroxisomas

Pueden oxidar ácidos grasos y aminoácidos (eliminan su exceso).

Detoxificación, sobre todo en el hígado y en el riñón, de moléculas como etanol, metanol, ácido láctico, urea, etc.

En las células vegetales reciben el nombre de glioxisomas.

GLIOXISOMAS

Son un tipo de peroxisomas en las células vegetales.

En las células de las semillas en germinación, son los responsables del llamado ciclo del glioxilato.

En este proceso se produce la conversión de los ácidos grasos a glúcidos, para proporcionar la energía necesaria para la germinación y el crecimiento.

VACUOLAS

Más características y abundantes en las células vegetales, pero no exclusivos de ellas.

Su membrana recibe el las células vegetales el nombre de tonoplasto.

Su contenido es principalmente acuoso.

Funciones de las vacuolas vegetales

Mantenimiento de la turgencia celular. El agua penetra en las vacuolas por ósmosis, la presión osmótica es alta en su interior por la elevada concentración de sustancias, y así la célula se mantiene turgente.

Digestión celular. En las células eucarióticas vegetales, las vacuolas están relacionadas con procesos de digestión intracelular (hidrolasas ácidas).

Almacenamiento de sustancias diversas. Sustancias de reserva y, en ocasiones, de sustancias tóxicas.

Vacuolas en células animales

Pueden presentar vacuolas fagocíticas o pinocíticas con función nutritiva.

Pueden tener también función reguladora de la presión osmótica; éstas son las vacuolas pulsátiles de los protozoos ciliados, que expulsan agua al exterior de una forma rápida, si la diferencia de presión es grande, o de una forma lenta, si los medios son isotónicos.