TEMA 9 RIBOSOMAS Y SISTEMAS DE ENDOMEMBRANAS
1- Ribosomas 2- Retículo endoplasmático 3-Aparato de Golgi 4-Lisosomas 5-Vacuolas 6-Peroxisomas
1- Ribosomas Partículas pequeñas, solamente visibles al microscopio electrónico, que se encargan de la síntesis de proteinas. Formados por rrna con función catalítica y proteinas que incrementan la función de los rrna.
Estructura Formados por una subunidad grande y una pequeña que se disocian al final de la síntesis proteica. La subunidad pequeña se une al mrna y al trna y la grande cataliza la formación de los enlaces peptídicos. Los ribosomas de las células eucarióticas pueden encontrarse libres en el citosol o unidos a cara citosólica de las membranas del R.E. En las células eucariota también hay ribosomas 70 S en el interior de las mitocondrias y cloroplastos. Origen Las proteinas ribosomales se sintetizan en el citosol, los rrna en el nucleolo y el acoplamiento de los ribosomas tiene lugar en el nucleolo.
Función de los ribosomas Los ribosomas intervienen en la síntesis de proteinas. El ribosoma se une a un lugar determinado de la molécula de mrna y se va desplazando a lo largo de ella, traduciendo la secuencia de nucleótidos en una secuencia de aminoácidos Cuando llega al final del mensaje la proteina se libera y las subunidades del ribosoma se disocian quedando libres en el citosol. Generalmente varios ribosomas traducen la misma molécula de mrna, dando lugar a un polisoma o poliribosoma.
2- Retículo endoplasmático Formado por una red de membranas que delimita cisternas, sáculos y tubos aplanados. El espacio interno se denomina lumen. Las membranas pueden tener ribosomas adosados a la cara citosólica o no. En el primer caso hablamos del retículo endoplasmático rugoso y en el segundo caso del retículo endoplasmático liso. Sus funciones más importantes están relacionadas con la síntesis de lípidos y proteinas de muchos orgánulos así como aquellas que son segregadas al exterior.
Retículo endoplasmático rugoso Formado por membranas recubiertas por ribosomas encargados de la síntesis proteica. Su membrana es continua con la membrana externa del núcleo y forma sáculos y cisternas aplanadas. Contiene proteinas responsables de la unión de los ribosomas. Especialmente desarrollado en las células secretoras.
Funciones del retículo endoplasmático rugoso Síntesis de proteinas. Los ribosomas de la membrana del RER sintetizan proteinas de dos tipos: -Proteinas transmembrana, que son traslocadas parcialmente a través de la membrana del RE y que se mantienen en ella. -Proteinas solubles en agua, que son completamente translocadas a través de la membrana del RE y liberadas al lumen. Glicosilación de proteinas. Consiste en la incorporación de cadenas de oligosacáridos a las proteinas, dando lugar así a las glicoproteinas.
Glicosilación de proteinas
Retículo endoplasmático liso Constituido por las regiones del RE que carecen de ribosomas. Conectado a las cisternas del RER y forma una fina red de túbulos. Su principal función es la síntesis de casi todos los lípidos de la célula. Abunda en las células especializadas en el metabolismo lipídico y en los hepatocitos
Funciones del retículo endoplasmático liso Síntesis de fosfolípidos y colesterol para las membranas celulares. Síntesis de hormonas esteroideas a partir de colesterol. Interviene en procesos de detoxificación, metabolizando sustancies tóxicas liposolubles (pesticidas, carcinógenos, ) así como compuestos perjudiciales del propio metabolismo, evitando que se acumulen en las membranas celulares. Estas sustancias se transforman en compuestos hidrosolubles que se pueden eliminar por la orina. Proceso que se realiza en los hepatocitos.
3- El complejo de Golgi Suele localizarse cerca del núcleo y a las células animales cerca del centrosoma. Se encuentra muy desarrollado en las células secretoras. Formado por cisternas aplanadas apiladas (4 o 6) que se agrupan formando dictiosomas y vesículas al lado de las cisternas y a las dos caras del dictiosoma. En un dictiosoma se distinguen dos cares: la cara de entrada o cara cis, relacionada con el RE y la cara de salida o cara trans por la que surgen diferentes vesículas de transporte que se dirigen a la membrana plasmática, los lisosomas y las vesículas de secreción.
Funciones Interviene en procesos de secreción: las proteinas de secreción son sintetizadas en el RE rugoso y transferidas al AG donde se empaquetan en vesículas que se fusionan con la membrana plasmática y abocan su contenido al exterior por exocitosis. Reciclaje de la membrana plasmática: la membrana de les vesículas de secreción que abocan su contenido al exterior por exocitosis, pasa a formar parte de la membrana plasmática, de esta forma se reponen los componentes de la membrana que forman parte de las vesículas que se forman por endocitosis.
Glicosilación: las glicosiltransferasas del AG añaden oligosacáridos tanto a lípidos como a proteinas procedentes del RE. En estas reacciones puede modificarse la composición de los glicolípidos y glicoproteinas procedentes del RE, variando su contenido de oligosacáridos. Formación de lisosomas: las proteinas con función digestiva se sintetizan en el retículo endoplasmático, después van al aparato de Golgi donde son transformadas y empaquetadas formando los lisosomas. Formación de vacuolas en las células vegetales. Otras funciones que realiza son la síntesis de componentes de la matriz extracelular en células animales, componentes de la pared celular en células vegetales( pectinas y hemicelulosa), formación del tabique telofásico en células vegetales,
4- Lisosomas Son vesículas, envueltas por una membrana, que contienen enzimas hidrolíticos encargados de hacer las digestiones intracelulares. Contienen diferentes tipos de enzimas: proteasas, nucleasas, lipasas, glicosidasas, fosfatasas, Todas ellas son hidrolasas ácidas, por lo cual la membrana de los lisosomas contiene una bomba de protones que mantiene el PH ácido en el interior y proteinas de transporte que pasan al citosol los productos resultantes de la digestión. También las proteinas de la m. lisosomal se encuentran muy glicosiladas para resistir la acción de los enzimas hidroliticos. El PH óptimo de actuación de los enzimas, alrededor de 5, protege el contenido del citosol de ser digerido por ellos mismos.
Función de los lisosomas La función de los lisosomas es la digestión intracelular de macromolèculas. Según la procedencia del material que se digiere, hablaremos de: heterofagia y autofagia. Heterofagia Consiste en la digestión de material de origen exógeno. El material se ingiere por endocitosis formando una vesícula de endocitosis que se fusiona con un lisosoma y se digiere su contenido. Los productos resultantes de la digestión (aminoácidos, monosacáridos, ) pasan al citosol y los restos no digeridos pueden ser eliminados al exterior de la célula (defecación celular) o pueden quedar en el interior de la célula formando los cuerpos residuales (en animales superiores). La heterofagia interviene en la nutrición y la defensa del organismo.
Autofagia Consiste en la digestión de material de la propia célula. Un orgánulo defectuoso se rodea de membranas procedentes del RE, formandose un autofagosoma, éste se fusiona con un lisosoma y se digiere. La autofagia: - Está relacionada con el recambio de los componentes celulares: de esta forma se destruyen componentes celulares defectuosos o que ya no son necesarios. - Interviene en la destrucción de tejidos y órganos durante la metamorfosis de los insectos. - Asegura la nutrición en condiciones desfavorables, digiriendo su propio material.
5- Vacuolas Componente característico de las células vegetales. Se forman por fusión de vesículas del aparato de Golgi. Una vacuola es una vesícula muy grande llena de líquido y envuelta por una membrana denominada tonoplasto. Las células vegetales inmaduras tienen muchas vacuolas pequeñas que se fusionan y aumentan de tamaño cuando la célula crece. En las células maduras hay una gran vacuola que ocupa hasta el 90% del volumen celular. La composición de las vacuolas depende del tipo de vegetal y del su estado fisiológico. El principal componente es el agua, puede contener sales, azúcares o proteinas en disolución. Algunas contienen sales cristalizadas (son frecuentes los cristales de oxalato cálcico). Otras vacuolas contienen aceites y esencias
Función de las vacuolas Almacenan substancies diversas: - Nutritivas, como proteinas de reserva en semillas. - Tóxicos, proporcinando un sistema de defensa contra los deprededores. - Pigmentos que dan color a los pétalos. Poseen actividad digestiva: pueden contener enzimas hidrolíticos para la degradación de macromoléculas y reciclaje de componentes celulars. Regulan la presión de turgencia. La entrada de agua a las vacuolas por ósmosis hace que se expanda y cree una presión hidrostática o turgencia dentro de la célula que se equilibra gracias a la resistencia mecánica de la pared celular. El aumento de tamaño de les células vegetales se debe fundamentalmente a la acumulación de agua en las vacuolas. En un célula puede haber diferentes tipos de vacuolas con diferentes funciones.
6- Peroxisomas Son orgánulos membranosos que contienen enzimas oxidativos. Poseen oxidasas y catalasa. Las oxidasas utilizan el oxígeno para eliminar átomos de hidrógeno de aminoácidos, ácidos grasos, purinas o ácido láctico, produciendo H 2 O 2. La catalasa utiliza el H2O2 de las reacciones anteriores para oxidar moléculas orgánicas como fenoles, ácido fórmico, formaldehido, etanol o metanol. R H2 + H2O2 R + 2H2O La catalasa también transforma el exceso de H2O2 de las células en agua, impidiendo que el H2O2, que es un fuerte agente oxidante, dañe a la célula. 2 H2O2 2H2O + O2 RH 2 +O 2 R+H 2 O 2
Función de los peroxisomas Llevan a término reacciones oxidativas en las que se degradan ácidos grasos y aminoácidos, originando H 2 O 2 produciendo calor y no ATP. Intervienen en reacciones de detoxificación. En las células hepáticas y renales detoxifican sustancies como el etanol. En las plantas los glioxisomas, transforman las grasas de las semillas en azúcares, necesarios para el desarrollo de el embrión.