Estructura y Funciones del Retículo Endoplásmico

Mapa conceptual

Algorino

Edición disponible

El retículo endoplásmico es un orgánulo esencial en células eucariotas, encargado de la síntesis de proteínas y lípidos, y la regulación del calcio. Se divide en retículo endoplásmico rugoso, con ribosomas para la síntesis proteica, y liso, para la síntesis lipídica y metabolismo. Su función incluye el transporte vesicular, plegamiento de proteínas con ayuda de chaperonas, y mantenimiento de la homeostasis del calcio, vital para procesos celulares como la señalización y la contracción muscular.

Resumen

Esquema

Estructura y Funciones del Retículo Endoplásmico

El retículo endoplásmico (RE) es un orgánulo vital en las células eucariotas, situado en el citoplasma y conectado a la envoltura nuclear. Se distingue por su red de membranas tubulares y sacos aplanados, que ocupan alrededor del 10% al 12% del volumen celular total. Existen dos variantes: el retículo endoplásmico rugoso (RER), caracterizado por la presencia de ribosomas en su superficie, que se especializa en la síntesis y procesamiento de proteínas; y el retículo endoplásmico liso (REL), que carece de ribosomas y se dedica a la síntesis de lípidos, metabolismo de carbohidratos, detoxificación de drogas y xenobióticos, y regulación del metabolismo del calcio. A pesar de su ubicuidad y relevancia, el RE puede ser difícil de visualizar con técnicas de tinción convencionales debido a su estructura intrincada y dispersa.

Micrografía electrónica de transmisión en escala de grises del retículo endoplasmático en una célula eucariota, mostrando una red de membranas y cisternas con vesículas de transporte cercanas.

Transporte Vesicular y Síntesis de Proteínas en el RER

El RER es esencial en el transporte vesicular, actuando como el sitio de origen para el tráfico de proteínas y lípidos a través de la célula. Los ribosomas del RER sintetizan proteínas que contienen un péptido señal, el cual dirige la proteína recién formada hacia el lumen del RE. Este péptido señal puede estar ubicado al principio, en medio o al final de la cadena de aminoácidos de la proteína. Una vez reconocido, la proteína es translocada a través de un complejo de translocación en la membrana del RE, donde se pliega y sufre modificaciones post-traduccionales, como la glicosilación o la formación de enlaces disulfuro.

Detección y Translocación de Proteínas en el RER

Las proteínas señal de reconocimiento (SRP) son complejos ribonucleoproteicos que detectan el péptido señal en las proteínas emergentes y facilitan su unión al RER. La SRP se une al ribosoma y lo dirige hacia un receptor específico en la membrana del RE, donde se encuentra el complejo de translocación. Este mecanismo asegura que la cadena polipeptídica en proceso de síntesis se introduzca en el lumen del RE de manera cotranslacional, permitiendo su entrada sin que se pliegue prematuramente, lo que es crucial para su correcta modificación y plegamiento posterior.

N-Glicosilación y Plegamiento de Proteínas en el RER

Dentro del lumen del RER, las proteínas son sujetas a N-glicosilación, un proceso esencial para su plegamiento adecuado y función biológica. La N-glicosilación se lleva a cabo en secuencias específicas de asparagina y es fundamental para determinar el destino final y la estabilidad de la proteína. Chaperonas moleculares como la calnexina y la calreticulina asisten en el plegamiento de las proteínas glicosiladas, asegurando su conformación correcta y evitando la formación de agregados proteicos antes de su envío al aparato de Golgi para su procesamiento y distribución final.

Síntesis de Lípidos y Mantenimiento de la Membrana del RE

El REL desempeña un papel crucial en la síntesis de lípidos de membrana, incluyendo fosfolípidos, colesterol y esfingolípidos. Para preservar la simetría y la fluidez de la bicapa lipídica, enzimas especializadas como las flipasas y las scramblasas redistribuyen los lípidos recién sintetizados entre las dos capas de la membrana. Este proceso es vital para la integridad estructural y funcional de la membrana del RE y para la formación de vesículas que transportan proteínas y lípidos a otros compartimentos celulares, incluyendo la membrana plasmática.

Acumulación y Liberación de Calcio en el RE

El REL también juega un papel importante en el almacenamiento y la regulación del calcio intracelular. Utiliza bombas de calcio dependientes de ATP para acumular altas concentraciones de calcio en su lumen, estableciendo un reservorio que puede ser liberado rápidamente en respuesta a señales celulares. La liberación y recaptura de calcio por el RE es crucial para la señalización intracelular, la contracción muscular, la secreción de neurotransmisores y hormonas, y el mantenimiento de la homeostasis del calcio celular.