Síntesis de Proteínas en el Retículo Endoplasmático: Desde la Síntesis al Transporte, Apuntes de Filosofía

¡Descarga Síntesis de Proteínas en el Retículo Endoplasmático: Desde la Síntesis al Transporte y más Apuntes en PDF de Filosofía solo en Docsity! Temes 23 ¡ 24 Sistema Endomembranós i Tráfic Vesicular 'Smooth endoplasmic reticulum  Les endomembranes constitueixen la majoria de membrana cellular TABLE 12-2 Relative Amounts of Membrane Types in Two Kinds of Eucaryotic Cells MEMBRANE TYPE PERCENTAGE OF TOTAL CELL MEMBRANE VER PANCREATIC HEPATOCYTE? EXOCRINE CELL” Plasma membrane 2 5 Rough ER membrane 35 so Smooth ER membrane 16 <l Golgi apparatus membrane 7 10 Mitochondria Outer membrane 7 4 Inner membrane 32 7 Nucleus Inner membrane 02 07 Secretory vesicle membrane — not determined 3 Lysosome membrane 04 not determined Peroxisome membrane 0 not determined Endosome membrane o not determined "These two cells are ol very different sizes: the average hepatocyte has a volume ol about 5000 jam compared with 1000 jm? for the pancreatic exocrine cell. Total cell membrane areas are estimated at about 110,000 jm? and 13,000 pu”, respectively  El sistema endomembranós és un sistema de biosíntesi i distribució Transport anterógrad: Interior >Membrana (p.ex. via secretora) Transport retrógrad: Membrana> Interior (p.ex. endocitosi) Ultra-centrifugación: se pueden separar microsomas. Los microsomas son retículos endoplasmáticos en miniatura. Si cogemos una celula con su retículos y la machacamos, el reticulo se rompe en pequeñas vesículas que siguen teniendo sus ribosomas incorporados. Esto es funcional, fabrica proteínas. Esto es muy útil para sabe como funciona la síntesis de proteína porque se puede reproducir en el tubo de ensayo lo que esta pasando en la celula. Es un organismo que se sigu utilizando ucho en biología. Es eucariota, tien tod los rgánulos al igual que una célula nuestra. Tiene un ti mpo de generación muy corto y es muy fácil de contr lar. Tiene un tiempo de gen ración de horas. Es muy fácil de manipul r genéticamente. Estar 3 características se unen para que el acharommyces entr otros se le hayan hecho muchos análisis de scre ning o crisaje genético. Podemos aislar mutantes que sean defectivos en la mutación y clasificarlos: Clase A, Clase B (las proteínas nunca salen del retículo), Clase C…. Ninguno de estos mutantes es capaz de secretarlas proteínas y esto es útil porque podemos coger el mutante y empezar a darle genes hasta que encontremos el que cura. Esos genes, se les llamó genes SEC o secretores: SEC1, SEC2, SEC25. Con esos experimentos se consigue aislar una colección de genes que son importantes para la secreción de proteínas. Mutants termosensibles de Saccharomyces cerevesiae van ajudar a definir la via secretória «Temperatura permisiva (baixa): el mutant és inactiu i la cél-lula creix «Temperatura restrictiva (alta): el mutant és actui i la cél-lula no creix »Al passar de T permisiva a restricitva el transport es bloqueja al punt on el gen analitzat está fent la seva funció *Col-lecció de mutants sec agrupats en $ classes Cass A Class 8. Cue Class O. Class E oli E Sateof Normal sec in the oytosol in rough ER. in ER+o-Golgs in Galas sn secreto ote. transpor! vestcies. rencias. Detective Transport Budding ot Fusion of Transport Transpor Function. mo the ER. veias transport vesicios from Golgi rom from the math Golgi 10 secretory secratory rough ER. vewctes vresiciós lo. Tenemos el nucleo teñido de azul y el reticulo de verde y como podemos observar el reticulo ocupa una zona muy grande, no se parece a la imagen típica que tenemos del reticulo sino que vemos que el reticulo es una serie de tubos que se conectan unos con otros, hay gente que dice que el lumen del reticulo es único. Es decir, una molecula que se sitetiza en un sitio, podría ir por todo el reticulo sin tener que atravesar una membrana, todos los conductos se comunican entre ellos, solo hay una cavidad, no son compartimentos aislados entre ellos sino que están comunicados todos. Clasicamente de le dio muchos nombres: Sustancia cromidial, substancia cromófila, ergatoplasma, cossos de Nissl. Luego se vio que todo eso era lo mismo y que era el reticulo endoplasmatico, que es una serie de cavidades, de tubulos, rodeados de membrana que están todos comunicados entre ellos. Vemos la distinción clásica entre retículos liso y rugoso, quees una distinción falsa, son lo mismo, es la misma cavidad,los compartimentos se comunican, lo único que hace que uno sea liso y otro rugosos es que en el rugooso se están sintentizando proteínas de manera activa. Funcionalmente es el mismo compartimento, el hecho de que sea rugosodepende de que en un momento determinado se estén sintetizando proteínas activamente o no. Es un sistema que esta conectado y una molecula que se fabrique en un sitio puede viajar a través del sistema tubular a cualquier parte. RE rugós i llis es diferencien en l'existéncia de polirribosomes enganxats a la cara citosólica de la membrana + Molt abundant en totes les cél-lules —, Pog abundant excepte en cél-lules + Especialitzat en sintesi proteica especialitzades + Sintesi lípids, detoxificació Resumen: • Es continuo con lamembrana nuclear. • Tradicionalmente se clasisifca en liso y rugoso. El péptido señal es de lo primero que sale fuera. Esto es reconocido por una proteína, la particula reconocedora del péptido señal SRP: signal recognition particle. Es una proteína que básicamente va mirando todos los ribosomas que pasan por delante suyo y es capaz de reconocer al péptido señal. De tal manera uqe cuand se le cruza un ribosoma que tiene el receptor se le une, y este ribosoma para la traducción. Cuando la SRP se une en el ribosoma al péptido señal se para la traducción,yesto es importante para ganar tiempo,para que esta proteína se encuentre con una proteína de membrana que reconoce el SRP cuando esta unido al ribosoma. Esta proteína esta anclada a la membrana(azul) con lo cual cuando el complejo llega aquí se ancla, y tenemos como resultado que hemos anvclado el ribosoma a la membrana. Una vez esto tiene lugar, se reanudala traducción. A medidca que la proteína se traduce, se va translocando, se va metiendo dentro del lumen del retículo. Pero esta proteína no puede travesar la membrana asi como asi, sino que necesita un translocador, necesita un poro por el que pase la preoteina, es un complejo de varias proteínas (azul claro) y se llama SEC61. La traducción continua siendo citosolica, lo que ocurre es que esta acoplabda a la translocaicon de la otra proteína, y no solo eso sino que el péptido señal se queda pegado a la membrana. De alguna manera, el péptido señal nos ancla esa proteína a la membrana. Proteínas que se sint tizan en el retículo y tienen su péptido señal en el extremo N. Una seqiiencia senyal dirigeix les proteines cap al RE Import io plastid *H3N-Met:Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-<: ¡Lew Gin o Melocos Lesc;-Sc:-Asnci-Phe-Leu-Gh-Gin-Pro.Leu-><:-Pro-le-0:-Leu=¡-Pro- Phre-Leu-Gln-Ghy- Import ino peraxisomes >erlya MECO” Import ino ER. "HN tbn or. Se AU Y Glu-Ala-Glu-Gln-Lew- Thy Mewurn to ER -IyrApo a NS ome carac ers Sato cl ilerea clase ol gal sequences are gl n colo bere hey ace kon 0 e important For the funetsan ale gal sequence, postivety charged amino ación are shown in 7d aná negarivey Changed aúna aci ace sb ingre Ermpredbumin MEL Ly Topo Val Te Ph Lat Ls Lona Los Ph o Sor Cy Sar Ala Ph Sor 009 rec 196 Eg chun. Mat An a Arg Ala Pro Ala Go Ml Pi GP Ln Lon Lina Lon Pi DO y 09 CL A pratpscryma Mat AI Cor La Lo Lo Val Loa Cy Ph Lan Dro Lew Ala Ala o y ¿Lp pora: ruda acu tac; aros (1) cata 17 a larva y srl popa. SOURCE: D.P. Lesdes, 1979, Trends Blechem. Sl 4:203 and. A. RADODOR, 1983, Cur. Tenes Membrane Transport 24:1. Cuando tenemos la proteína completamente sintetizada, el péptido señal ya no lo queremos, y se corta. De eso se encarga una proteasa que se llama la peptidasa señal, que lo que hace es cortar, y la proteína soluble se libera en el retículo y el péptido señal se queda ahí porque no sirve para nada. TIPO 2 – Proteinas de transmembrana. Cogemos el péptido señal de la punta N terminal, y lo metemos hacia dentro, entonces la proteina empezara a sintetizarse como una proteina citosolica, y cuando llegue al péptido empezara a meterse hacia dentro. El péptido pasara a ser la secuencia de transmembrana. Combinando varias señales, hacemos que la proteina atraviese mas veces las membranas, como las proteínas G. En los lípidos raft, las proteínas se sistetizan en el retículo, lo único que en lugar de que el el se corte el péptido señal y se libere, andtes de eso de une el GPI y lo ancla. Hay una ultima cosa que ocurre en el lumen del retículo, la formación de puentes disulfuro, pero esto no ocurre en todas las proteínas, solo en algunas. Los puentes disulfuro son enlaces covelentes entre dos aminoácidos, normalmente dos cisteínas. Esos puentes disulfuro sirven para mantener la estructura terciaria de la proteínas. Ej. Anticuerpos: Estan unidos por puentes disulfuro los aminoacdos para mantener su estructura terciaria. Esto ocurre en el retículo. El ambiente del citosol es diferente al ambiente del lumen de retículo. Si el anticuerpo saliera al citosol, esos puentes disulfuro se desharían, por eso salen por vesiculacion,para mantener el potencial redox del lumen del retículo. Cuando se forma una v sicula, la Sar1 int rcambia un GDP por un GTP y activa la COPII. La Sar1 tiene actividad GTPasa, y cunado esa actividad GTPasa se activa,la cubierta se despega y la COPII se activa. Las vesículas recubiertas de COPII de una celula que es mutante para este gen. (foto) Vemos que hay una vesicula de COPII que no debería estar allí. Una celula mutamte, no pierde la cubierta de COPII, no puede hidrolizar el GTp por tanto nunca se va a poder separar. La GTPsa Sar! catalitza la formació de vesícules recobertes de CopIl MH OA o e A a A É. 3 n— E E E sra " mr ou — MES Unos esico No hay que aprenderse ni un nombre de los que hay allí. Solo tener el concepto de que la gran mayoría de lípidos de la membrana de la celula se sintetizan aquí, y son los fosfolípidos y el colesterol. Los fosfolípidos tienen 1 glicerol, con dos acidos grasos y un grupo polar. Todas esas reacciones ocurren en la membrana del retículo. Hay unas enzimas de transmembrana que van esterificando y produciendo diversas reacciones. Hay una fosfatasa que quita el grupo fosfato, esto siempre ocurre en la cara citosólica de la membrana del retículo, a no ser que haya una enzima que los ponga al interior. Approximadamente la mitad de loslipidos los introduce a la cara del lumen. Idea: Los fosfolípidos se sintetizan en la membrana. y 2 [sopenteny! adenosino Asopp o po phospate Á Many other Ñ Dolicho! To qe Ubiquinone AMA Farnosyl pyrophosphate $ Vhamine (A, E, K) Chlorophyil UA o Vitamin D Bile acids Cholesterol << Storcid hormones Cholesterol esters HO” Modified proteins (hedgehog)  Reacciones que tienen lugar en el hígado y que sirven para eliminar sustancias extrañas. Se sabe bastante poco. El citocromo P450 que se encuentra en el retículo, que es un enzima detoxificador, que coge sustancias extrañas e intenta modificarlas para que puedan ser eliminadas. Coge moléculas con compuestos hidrogenicos y los hidroxila, lo que have que ganene un poco de solubilidad en agua porque de normal son insolubles. Yasi se puedan eliminar. El glucógeno es una molecula que se degrada en el citosol. La degradación del glucógeno implica primero la fosforilación de la glucosa en posición uno y una isomerasaque la cambia a glucosa fosforilada en posición seis. Se acumula glucógeno en el musculo y en el hígado, pero tiene funciones distintas en el musculo y en el hígado. En el musculo el glucógeno es apra consumo propio. EL musculo todo el glucógeno que almacena, cunado lo necesita lo convierte en glucosa y lo quema. En el hígado, no quiere el glucógeno apra producir energía sino para exportar glucosa cuandolso niveles de glucosa en sangre. Para mantener la glucemia, porque losriñones y el cerebro utilizan glucosa. El hígado es el acport glucosa a estos órganos. El hígado no se queda ka glucosa, porque la fosfatasa le quita el fosfato a la glucosa y esta ya puede atravesar la membrana y salir ala sangre. Funcions del RE Sintesi / Modificació proteines (RER) Biosíntesi de lípids Detoxificació Degradació glucogen Regulació Calci intracel -lular La glucosa-6-fosfatasa no esta sola sino va unida a un conjunto proteico. La glucosa-6- fosfato se desfosforilay sale al citosol. Inmunofluorescenci o i munogold. Es una técnic que no sirve, para teñir determinadas moléculas de la celula, empleando anticuerpos. Aquí hemos hecho lo mismo, pero hemos marcado los anticuerpos con oro. Vemos la glucosa-6-fosfatasa. Diferente concetracion por la presencia de bombas, que se llama SERCA, que esta continuamente funcionando para mantener esa diferencia de concentraciones. Por tanto el retículo es un gran depositoque calcio intracelular que es muy imporante apra diferentes cosas. Encima del nucleo tenemos el Golgi.Tene os gran can idad de retícu o alrededor de los sarcomeros, y lo tenemos districuido por toda la celula porque necesitamos una respuesta rápida. Se abren los canales de calcio, el calcio sale y el retículo se contrae. Cuando cesa la actividad, los canales se cierran y el calcio vuelve a ser recaptado por la SERCA. La ultima de las funciones seria acumular calcio. Tenemos un anticuerpo que lo marcamos con oro. Se le pega una molecula de oro para poderlo observar el microscopio. El oro es una molecula muy electrodensa,y en los sitios donde se acumulen los anticuerpos, como será electrodensa, lo veremos al microspopio electrónico como una mancha negra. Tecnica de inmunogold: vemos manchas negras y sabemos que allí se acumulan nuestras proteínas. Hemos teñido una proteína que esta en la cara cis, o si teñimos una proteína que esta en la cara trans y aparece en la cara trans. Las cisternas del golci contienen cada una de ellas una dotación enzimática distina, y eso es asi porque el Golgi funciona como una cadena de montaje. Las proteína que lo atraviesan van a ser modificadas por las distintas cisternas, por cada cisterna que pasan, van a sufirar una modificación enzimática distina, por lo que se deduce que el contenido de enzimas de cada cisterna es diferente. Síntesis de carbohidratos, que pueden ser de la matriz extracelular o pueden estar dormando parte de proteínas. GLICOSILACION DE PROTEINAS DISTROBUCION DE PROTEINAS que le llegan del retículo y las envía a 3 sistios distintos: mambrana plasmática, lisosomas o vssiculas de sacrecion. Funcions de l'aparell de Golgi + Síntesi de carbohidrats: — De la matriu extracel-lular (glucosaminoglicans) = Glicosilació de proteines (N-glicosilació i O-glicosilació) + Distribució de proteines provinents del RE: — Capa la membrana plasmática — Cap als lisosomes - Capa vessícules de secrecció ERGIC: significa compartimento intermedio entre el retículo de Golgi. Las vesículas se fusionan entre ellas, y una vez fusionadas viajan a trabes del Golgi, gracias a los microtúbulos. Si nosotros en una celula rompenmos los microtúbulos, lo que ocurre es que el Golgi se deshace, i se nos deshace en vesículas que coinciden con el retículo endoplasmatico de transición. Sistesis de carbohidratos: N-glicosilación. Tiene lugar en residuos de aspargina. Las proteínas llegan del retículo y aquí empiezan a ser modificadas. Y cuando llegan al final es donde se distribuyen. EL Golgi sive para glicosicalr y cuando llega al final decidir a donde va la proteína. La función de la glicosilacion en gran medida se deconoce, no hay una función única de la glicosilacion sino que sirva para muchas cosas: reconocimeinto entre moléculas (ligando receptos, ambas moléculas están glicosiladas. SI quitamos los azucares de los receptores y ligandos, la afinidad disminuye muhcho, y no solodisminuye la afinicada sino que tamien cambia las especifidad). La segunade las funciones es el plegamiento de las proteínas. Las proteínas en el retículo se sintetizan de forma lineal. SI nosotros impedimos la glicosilacion de lasproteinas, tenemos una cantidad de proteínas plegadas enrome. Si inhibimos las glicosilacion de una celula como un antibiótico que se llama glutamicina, eso genera una cantidad e proteínas mal plegadas que la celula se acaba muriendo porque se genera la UPR la unfolded protein response. Tercero de los ejemplos es apra conferir resitencia a la digestión por proteasas. La proteasa es un enzima que corta enlaces peptídicos. Si hay monosacáridos la celula esta preotegida de acción de proteasas. EJ de la proteína de Carme espnet :D Un cambio en un solo monosacárido puede cambiar la especifidad de las moelculas. El grupo sanguíneo viene determinado por un glicolipido que viene en la membrana del eritrocito. El antígeno O se diferencia del A o B en un solo monosacárido en la punta. Un cambio en un solo monosacárido hace qe los anticuerpos reconozcan o no reconozcan el antígeno. La glicosilacion esta realmente implcada en el reconocimiento celular, tanto en la afinidad como en la especificidad. Al extremo transdel Golgi se toma la decisión de donde van las proteínas. El primero de los destinos esta claro como se forman y son los lisosomas. Para que una protiena vaya al lisosoma esta marvcada con una manosa-6-P. Se agrupan y se juntan en vesículas que van al lisosoma. Para ello necesitamos un receptor. La proteína que recubre esas vesículas, vuelve a ser la clatrina. No solo sirve la endocitar sino también para formas las vesículas que van a ir al lisosoma. El segundo destino esla via secretora constitutiva. Que algo sea constitutivo quiere decir que funciona de manera continua. Las proteínas que salen del trans Golgi, que siguen esta via se montan en vesículas que al llegar a la membrana plasmática se fusionan. Esta via constitutiva secretoda esta en contraposición a la via secretora regulada. La via secretora regulada significa que estas vesículas cuando llegan a la membrana plasmática no se fusioann sino que esperan, cuando llegana la mmebrana se queda cerca pero hasta que no se recibe una señal no se exocita. La constitutiva se da en ausencia de señales, esla via por defecto, si nadie le dice lo contrario, una proteína que llegeu ahí va a segui la vio constitutiva. En presencia de señal pero desconocida, via secretiva regulada, por ejemplo los neutrotransmisores. La via constitutiva tamien sirvepara insertar proteínas de transmembrana. El Golgi distribueix proteines cap a tres destins diferents: lisosomes, membrana ¡ secreció mannose 6-phosphate receptor Golgi apparatus