Estructura y Funciones del Retículo Endoplasmático
Mapa conceptual
El retículo endoplasmático es crucial en la síntesis de proteínas y lípidos en células eucariotas. El REL se encarga de la biosíntesis de lípidos y detoxificación, mientras que el RER está involucrado en la producción de proteínas para secreción o integración en membranas. El aparato de Golgi modifica y distribuye estas macromoléculas, y los lisosomas y la autofagia juegan un papel vital en la digestión intracelular y la renovación celular.
Resumen
Esquema
Estructura y Funciones del Retículo Endoplasmático
El retículo endoplasmático (RE) es un complejo sistema de membranas intracelulares esencial en las células eucariotas, que ocupa aproximadamente entre un 10 y un 15% del volumen celular total. Se distingue en retículo endoplasmático liso (REL) y retículo endoplasmático rugoso (RER), cada uno con funciones especializadas. El REL juega un papel crucial en la biosíntesis de lípidos, como fosfolípidos y esteroides, y en la detoxificación de metabolitos y xenobióticos. También es fundamental en el almacenamiento y la regulación del calcio intracelular, a través de la bomba de calcio SERCA. Por su parte, el RER está dotado de ribosomas en su superficie, lo que le confiere un aspecto rugoso y le permite ser el sitio de síntesis de proteínas que serán secretadas o integradas en membranas y orgánulos celulares.Proceso de Síntesis y Translocación de Proteínas en el RER
La síntesis de proteínas en el RER inicia cuando los ribosomas libres en el citosol comienzan la traducción del ARNm. Las proteínas que contienen una secuencia señal son reconocidas y dirigidas al RER, donde se unen a un receptor de señal en la membrana y son translocadas a través de un complejo proteico. Durante este proceso, la secuencia señal es removida y el polipéptido entra en la luz del RER, donde ocurren el plegamiento y las modificaciones post-traduccionales necesarias, como la N-glucosilación, que son cruciales para la función y estabilidad de la proteína. Las chaperonas moleculares asisten en el plegamiento correcto, y un sistema de control de calidad del RE se encarga de identificar y degradar las proteínas que no se pliegan adecuadamente.El Aparato de Golgi: Modificación y Distribución de Macromoléculas
El aparato de Golgi es un orgánulo celular compuesto por una serie de cisternas apiladas, conocidas como dictiosomas. Funciona como centro de refinamiento para las proteínas y lípidos procedentes del RE, donde se modifican, se marcan con señales específicas y se clasifican para su envío al destino correcto, ya sea dentro de la célula o hacia el exterior. Las modificaciones incluyen la adición o modificación de cadenas de carbohidratos y la fosforilación de residuos específicos. Las proteínas destinadas a los lisosomas son etiquetadas con manosa-6-fosfato. El aparato de Golgi también está implicado en la formación de la membrana plasmática y los lisosomas primarios, y en la síntesis de componentes de la matriz extracelular.Transporte y Secreción de Proteínas desde el Aparato de Golgi
Tras su procesamiento en el aparato de Golgi, las proteínas y lípidos son empaquetados en vesículas de transporte que se dirigen a su destino final. Estas vesículas se originan en la cara cis del aparato de Golgi y se mueven hacia la cara trans, donde se forman vesículas recubiertas de clatrina o de coatómeros, dependiendo de su destino. Las vesículas de clatrina se dirigen hacia la secreción regulada o la fusión con endosomas y lisosomas, mientras que las vesículas de coatómeros están implicadas en la secreción constitutiva. La exocitosis es el proceso mediante el cual las vesículas se fusionan con la membrana plasmática, liberando su contenido al exterior y contribuyendo a la renovación de la membrana.Endocitosis y Endosomas: Reciclaje y Distribución Celular
La endocitosis es un mecanismo celular que permite la internalización de sustancias del exterior, manteniendo así la homeostasis de la membrana plasmática. Se clasifica en pinocitosis, para la ingestión de fluidos y moléculas solubles, y fagocitosis, para partículas más grandes. Los endosomas son compartimentos membranosos que reciben el material endocitado y lo redistribuyen a los compartimentos celulares apropiados, como los lisosomas, donde se degradan, o se reciclan de vuelta a la membrana plasmática.Lisosomas y Autofagia: Digestión Intracelular y Renovación
Los lisosomas son orgánulos que contienen enzimas hidrolíticas capaces de degradar una amplia variedad de biomoléculas en un medio ácido. Son esenciales para la digestión de material endocitado y para la eliminación de componentes celulares obsoletos o dañados. La autofagia es un proceso de limpieza celular que descompone y recicla orgánulos y otros elementos citoplasmáticos, facilitando la renovación celular y la supervivencia durante el ayuno. Los lisosomas también tienen un papel en la regulación de la secreción celular y en procesos biológicos como la fecundación, donde las enzimas lisosomales evitan la entrada de múltiples espermatozoides al óvulo (polispermia).
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Retículo Endoplasmático Liso (REL)
Biosíntesis de lípidos
El REL es esencial en la producción de fosfolípidos y esteroides
Detoxificación de metabolitos y xenobióticos
El REL juega un papel crucial en la eliminación de sustancias tóxicas y extrañas en la célula
Almacenamiento y regulación del calcio intracelular
A través de la bomba de calcio SERCA, el REL es responsable de mantener niveles adecuados de calcio en la célula
Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)
Síntesis de proteínas
El RER es el sitio de producción de proteínas que serán secretadas o integradas en membranas y orgánulos celulares
Plegamiento y modificaciones post-traduccionales
En la luz del RER, las proteínas experimentan cambios necesarios para su correcto funcionamiento y estabilidad
Control de calidad
El RER cuenta con un sistema de control que identifica y degrada las proteínas que no se pliegan adecuadamente
Aparato de Golgi
Modificación y distribución de macromoléculas
El aparato de Golgi es responsable de refinar y marcar proteínas y lípidos para su envío al destino correcto dentro o fuera de la célula
Formación de la membrana plasmática y lisosomas primarios
Además de su papel en la distribución de macromoléculas, el aparato de Golgi también está involucrado en la formación de la membrana plasmática y los lisosomas primarios
Síntesis de componentes de la matriz extracelular
El aparato de Golgi también participa en la producción de componentes de la matriz extracelular
Transporte y secreción de proteínas desde el aparato de Golgi
Formación de vesículas de transporte
Las proteínas y lípidos procesados en el aparato de Golgi son empaquetados en vesículas de transporte que se dirigen a su destino final
Exocitosis
Las vesículas se fusionan con la membrana plasmática en un proceso llamado exocitosis, liberando su contenido al exterior y contribuyendo a la renovación de la membrana
Endocitosis y endosomas
La endocitosis permite la internalización de sustancias del exterior y los endosomas redistribuyen el material a los compartimentos celulares adecuados
Lisosomas y autofagia
Digestión intracelular
Los lisosomas contienen enzimas que degradan biomoléculas en un medio ácido, siendo esenciales para la digestión de material endocitado
Autofagia
La autofagia es un proceso de limpieza celular que recicla orgánulos y otros elementos citoplasmáticos, contribuyendo a la renovación celular y la supervivencia durante el ayuno
Regulación de la secreción celular
Los lisosomas también tienen un papel en la regulación de la secreción celular y en procesos biológicos como la fecundación
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El ______ endoplasmático es vital en las células ______ y representa entre un 10 y un 15% del volumen celular.
retículo
eucariotas
01
El retículo endoplasmático liso (REL) es esencial en la biosíntesis de ______ y en la detoxificación de metabolitos.
lípidos
02
Secuencia señal de proteínas
Secuencia de aminoácidos que dirige la proteína al RER para su translocación y síntesis.
