Biología Cátedra Capitelli - Capítulo 6, Seminario 1 PDF

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Capítulo 6Seminario 1: Sistema de endomembranas. El SISTEMA VACUOLAR CITOPLASMÁTICO constituye un sistema tridimensional de tubos, cisternas y vesículas en general conectados entre sí formados por la misma estructura de la membrana plasmática con una composición química similar presentando también p...

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Capítulo 6 Seminario 1: Sistema de endomembranas. -

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El SISTEMA VACUOLAR CITOPLASMÁTICO constituye un sistema tridimensional de tubos, cisternas y vesículas en general conectados entre sí formados por la misma estructura de la membrana plasmática con una composición química similar presentando también permeabilidad selectiva. Dividen el citoplasma en dos compartimientos: la matriz citoplasmática y el contenido de las membranas. Ambos compartimientos se comunican entre sí por mecanismos semejantes a los que existen entre la célula y el medio externo ya que también presentan permeabilidad selectiva. La célula eucariota como ya dijimos está compartimentalizada y se produce entonces transporte de sustancias entre los compartimientos. Un compartimiento que lo componen es funcionalmente diferente y contiene un grupo característico de enzimas que realizan las funciones propias de cada órganela. Si bien los distintos compartimientos están físicamente separados, están interconectados entre sí. El sistema vascular el citoplasmático está constituido por el retículo endoplasmático que a su vez está compuesto por el reticulo cromático liso y el anular o rugoso (ambos están conectados entre sí), el complejo de Golgi, la membrana nuclear, lisosomas, los endosomas y las vesículas de transporte. CARACTERISTIVAS:  tienen una concentración diferente del citosol debido a la permeabilidad selectiva y a la distribución diferencial de solutos no permeables en los compartimientos. Esto está relacionado porque las membranas de los organoides que componen este sistema y de las vesículas transportadoras está constituida por una bicapa lipídica similar a la de la membrana plasmática. Una de las caras de esta membrana se relaciona con el citosol que es la cara citosolica y la otra con la cavidad de los organoides que sería la cara luminal.  Existen canales especiales y bombas proteicas selectivas distintas a las de la semana celular  Se establecen gradientes de concentración de iones a través de las distintas membranas, por ejemplo el retículo endoplasmático acumula calcio en las células musculares que es fundamental para la contracción de los músculos esqueléticos y cardíacos.  Las membranas poseen glicolipidos y glicoproteínas integrales y periféricas que representan alrededor del 80 % de su peso. Los hidratos de carbono se orientan siempre hacia la cavidad de la organela.  El tamaño del sistema de enodomembranas varía en las distintas clases de células. Es pequeño en las células poco diferenciadas y según la función de cada célula podemos encontrar más o menos desarrollado algunos u otros componentes de este sistema de endomembranas FUNCIONES:  contribuye al sostén y mantenimiento de la estructura celular. Esto también está relacionado no sólo por compartimentalizar las células sino porque están conectados, unidos al citoesqueleto y eso tiene que ver con la estructura de la célula.  Se realizan intercambios con el sol y esto está relacionado con la permeabilidad selectiva de sus membranas.  Proporcionar una vía de conducción intracelular de las diversas estas sustancias que en general se producen en este sistema vascular.  El sistema endomembranoso encierra regiones dentro de las cuales se sintetizan, descomponen, o transforman una enorme variedad de moléculas.  Muchas de las funciones celulares están asociadas a membranas donde se localizan los sistemas enzimáticos que incrementan la eficiencia de las reacciones químicas. TRANSPORTE ENTRE COMPARTIMIENTOS: en algunos lugares la comunicación es directa y en otros es mediadas por vesículas transportadoras. Esas esas vesículas van a ir pasando de un sector a otro. Las vesículas nacen en un compartimiento y se transfieren a otro, y de esta manera se produce también un proceso de pérdida y de ganancia de membrana. Las vesículas dadoras en algún momento van a perderme

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membrana y las receptoras van a recibir esa membrana a través de la vesicula. Las vesículas transportadoras primero brotan de la membrana de un compartimiento llamado donante y luego viajan por el citosol en busca de otro compartimiento y por último se fusiona con la membrana del compartimiento receptor. El compartimiento donante luego va a recuperar la membrana perdida a través de las vesículas recicladoras. Las vesículas se transportan dentro de la célula mediante en proteínas motoras que corren a lo largo de las vías de los microtúbulos. Hay proteínas incrustadas en las membranas VELLICALES que contienen secuencias específicas de aminoácidos que funcionan como si fueran etiquetas postales y proporcionan la dirección de entrega de la vesícula y de su carga. La mayor parte del sistema de membranas está constituido por el RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO. Se distribuye por todo el citoplasma desde el núcleo hasta la membrana plasmática. Está compuesto por una red tridimensional de sacos aplanados y túbulos totalmente interconectados. A pesar de su extensión y su completa morfología constituye un organoide indiviso, ya que posee una membrana continua y una sola cavidad. Es característico de las células eucariotas. La cantidad de retículo endoplasmático de una célula aumenta o disminuye de acuerdo con la función y la actividad celular. Este organoide se diferencia en dos sectores que se caracterizan por la ausencia o la presencia de ribosomas sobre su cara citosolica. Por lo tanto se los puede dividir para su estudio en RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO y RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO. CARACTERISTICAS Está vinculado con la síntesis de proteínas. Alcanza un desarrollo importante en las células que intervienen activamente en la síntesis de secreción de proteínas como por ejemplo las células pancreáticas. Está presente en la mayoría de las células. Se caracteriza por que tiene ribosomas adheridos en sus membranas, en el lado del citosol.

Se comunica con la membrana nuclear y el retículo endoplasmático liso en el otro extremo. Está formado por un sistema de cisternas amplias, paralelas entre sí con una disposición ordenada formando pilas de membranas que se comunican entre sí ya sea directamente por los túbulos delgados o en forma de indirecta a través de vesículas membranosas que se desprenden de alguna región y se pusieron en otras.

FUNCIONES Su función principal es la síntesis de proteínas por parte de los ribosomas que están fijados en el lado externo de su membrana.

Las proteínas sintetizadas se pasan del retículo endoplasmático rugoso al retículo endoplasmático liso y luego al aparato de Golgi, y de allí a los Lisosomas, a la membrana plasmática o al exterior. En el recorrido por estas organelas, la molecula experimenta un procesado adicional.

En el retículo endoplasmático rugoso se producen las proteínas integrales de casi todas las membranas, enzimas del sistema vacuolar citoplasmático, enzimas hidroliticas que degradan moléculas orgánicas, proteínas de secreción, proteínas que permanecerán en la luz del retículo endoplasmático y también pueden agregar hidratos de carbono para formar glicoproteínas.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO O GRANULAR

Los RIBOSOMAS son la parte fundamental de la maquinaria para la síntesis proteica. Son estructuras granulosas desprovistas en membrana y se componen de ARN y proteínas. Se agrupan formando polisomas, de entre ocho o más, y cada uno sintetiza una molécula de la misma proteína. Solo se unen a la membrana del retículo endoplasmático los ribosomas que están sintetizando algún tipo de proteína que ingresará el retículo endoplasmático rugoso que son las proteínas de membrana, las enzimas hidrológicas y las proteínas de exportación. Los ribosomas están unidos por su unidad mayor por la ayuda de una proteína del grupo de las riboforinas que no se encuentran en el retículo endoplasmático liso y solamente están en el retículo endoplasmatico granular. ELABORACION DE PROTEINAS EN EL CITOSOL: Las proteínas destinadas a otras organelas como mitocondrias, núcleo y peroxisomas, se sintetizan en ribosomas del citosol y tienen una señal específica en un extremo de su cadena que es reconocida por receptores de las membranas de cada una de estas orgánicas. Esto permite la correcta localización de las proteínas. En el retículo endoplasmático rugoso las proteínas van ingresando a medida que se van produciendo mientras que las producidas en el citosol, y que son destinadas a otras organelas, ingresan una vez sintetizadas completamente. En los polisomas del citosol también se sintetizan proteínas estructurales del citoesqueleto o también enzimas de la glucólisis y otras enzimas solubles que van a permanecer en el citoplasma.

ELABORACION DE PROTEINAS EN EL R.E.G. El primer paso en el citosol el ARN mensajero se une a una subunidad del ribosoma y comienza la síntesis de la proteína con un péptido señal de unos 15 a 30 aminoácidos en el extremo aminoterminal que corresponde a dicho péptido señal, que asoma del ribosoma. Ese peptido señal es el que determina el destino de cada proteína dentro de las células. Es la primera porción de la proteína, son los primeros 15 o 30 aminoácidos que se van uniendo y el código que tienen esos primeros aminoácidos representan la señal que va a determinar el destino de esa proteína. El péptido señal es reconocido por una proteína de reconocimiento del péptido señal (PRPS), que se encuentra en el citoplasma. Esta partícula reconocedora del péptido señal al unirse ocupa el hueco en el que se tiene que insertar el ARN de transferencia, unido al próximo mino ácido. Por lo tanto la síntesis de proteína se detiene. El complejo formado por el peptido señal y la particula reconocedora del péptido señal, se une a la riboforina de la membrana del retículo endoplasmatico granular que actuaría como un receptor. Luego la subunidad mayor del ribosoma se une a una proteína integral de la membrana que está ligada al receptor, a la riboforina, y se activa la síntesis de proteínas nuevamente. Se libera esa partícula de conocedora del péptido señal para ser utilizado nuevamente. La proteína que se va sintetizando se va a ir volcando en el al interior del retículo endoplasmático a través de la proteína integral de membrana a la cual está unido el ribosoma. El péptido señal luego es eliminado cuando está dentro del retículo endoplasmatco anular por acción de una peptidasa específica llamada peptidasa señal y se genera en la proteína un nuevo extremoamino. Así finalmente se continúa la síntesis de la proteína dentro del retículo y cuando finaliza la síntesis el ribosoma se desprende volviendo al citoplasma donde puede volver a ser utilizado. La proteína puede ser glicocilada, plegada y según el tipo de proteína que se trate continuará en el retículo endoplasmático o podrá ser transportada por vesículas al Golgi. Las proteínas integrales que se producen en los ribosomas del retículo endoplasmático rugoso quedarán insertas en su membrana o bien podrán liberarse en la luz de la cisterna. Esto dependerá del péptido señal que puede comportarse como una señal de anclaje a la membrana o podría tener más señales que determinen el traspaso simple o múltiple a través de la membrana por parte de esa proteína integral. En el extremo C terminal voy a ver una señal que corresponda a las proteínas que permanecen en el retículo endoplasmático granular y que no se desplazarán a otras zonas del sistema vacuolar citoplasmático, es decir que vamos a encontrar en esa cadena proteica distintas señales, puede ser péptido señal o C terminal, que son las que van a determinar dónde debe ir esa proteína; si va a quedar anclada en la membrana como una proteína integral o puede tener otros destinos.

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RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO: Características Tiene una disposición irregular, formado mayormente por una red de túbulos con un recorrido tortuoso que se une al retículo endoplasmático rugoso y se extiende por todo el citoplasma. Los túbulos se comunican entre sí en forma directa o por vesículas de diferentes tamaños Carece de ribosomas por lo que son superficies lisas.

Funciones Síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos: es el lugar de síntesis de la mayoría de los lípidos de las células y en él se produce casi todos los lípidos de las organelas, vesículas y membrana. Además este en él se encuentran las enzimas para la síntesis del colesterol y también algunas que lo modifican para dar lugar a hormonas esteroideas Contracción muscular: Se encuentra relacionado con la contracción muscular; es a través de sus membranas que se producen en intercambios iónicos,

En la mayoría de las células el retículo endoplasmático liso es escaso pero hay células en las que es especialmente abundante como es el caso de las células musculares estriadas, ya que posee una bomba de potasio que está relacionada con la contracción muscular

También es abundante en las células intersticiales ováricas, en las células de leydig del testículo y en las células de la corteza suprarrenal que segregan todas ellas hormonas esteroideas. Las hormonas esteroideas tienen como precursor al colesterol. En los hepatocitos también se lo encuentra muy desarrollados, ya que participa en la síntesis de moléculas lipoprotéicas así como en la producción de enzimas detoxificantes.

RETÍCULO ENDOPLASMATICO RUGOSO Elaboración de proteínas de secreción Elaboración de proteínas de la membrana plasmática Elaboración de proteínas de la membrana R.E Enzimas hidrolíticas Glicosilación de péptidos Enzimas del sistema vacuolar citoplasmatico

activos y pasivos, y se crean diferencias de potencial eléctrico y de concentración de iones. Estos gradientes y potenciales son motores de movimientos de otras moléculas posibilitando funciones como la contracción muscular. Precisamente en las células del tejido muscular estriado, el retículo endoplasmático liso posee una bomba de calcio que le permite acumular grandes concentraciones de calcio y al liberarlo rápidamente posibilita la contracción muscular. Detoxificacion: Su membrana contiene enzimas desintoxicantes que degradan sustancias liposolubles que puedan resultar nocivas y las transforman en sustancias solubles que puedan ser excretadas por el organismo. Entonces y de esta manera no se acumulan en la bicapa de las membranas. En el caso de los vertebrados la detoxificación se realiza principalmente en las células del hígado, riñones, Intestinos, pulmones y piel. Degradación de glucógeno: Interviene también en la degradación del glucógeno dado que la membrana del retículo endoplasmático de liso de los hepatocitos (las células hepáticas) posee la enzima glucosa-6-fosfatasa que extrae el fosfato de la glucosa-6-fosfato y la convierte en glucosa. A diferencia de la glucosa-6-fosfato, la glucosa puede abandonar la célula y pasar a la circulación sanguínea para llegar a los tejidos. Produce vesículas de transporte: También produce de vesículas de transporte con proteínas y lípidos recién sintetizados para llevarlos hacia el aparato de Golgi.

RETICULO ENDOPLASMATICO LISO Produccion de lípidos Formación de la bicapa (fosfolípidos) Detoxificacion (principalmente en hepatocito) Acumulación de Ca++ Tranaformacion de Glucógeno en glucosa (solo en hepatocito)...