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Modificaciones Postranscripcionales (Procesamiento del ARN) Son procesos que facilitan la generación de ácido ribonucleico (ARN) maduro y funcional, permiten que se produzcan diferentes proteínas a partir de un mismo gen y actúan como reguladores del fenotipo y de la tasa de proliferación. El ARN pre-mensajero (ARNm), llamado ARN heterogéneo nuclear (ARNhn), se modifica añadiendo una caperuza de 7-metilguanosina en 5' y una cola de poli-A (poliadenilato) 3' para su estabilidad y protección. Además, los ARNhn que contienen intrones (secuencias no codificantes) entre las secuencias expresadas o los exones se someten a empalme. Este proceso elimina los intrones para producir un ARNm maduro que lleva la secuencia codificante para la traducción. El empalme alternativo, por su parte, también excluye los intrones, pero se enlazan combinaciones variables de exones, produciendo proteínas diferentes del ARNm original. Modificaciones Los transcritos primarios, o productos inmediatos de la transcripción, sufren alteraciones para convertirse en biológicamente funcionales. ARNm: Procariotas: La mayoría de los ARNm primarios no tienen modificaciones. Eucariotas: El transcrito sintetizado del ARNm (o ARNhn) se procesa antes de salir del núcleo. Adición de la caperuza 5' Adición de la cola de poli-A 3' Empalme La modificación del ARNhn produce un ARNm maduro, que es transportado al citoplasma a través de los poros nucleares. En algunos casos, la edición del ARN se produce con sustituciones de bases, creando una secuencia diferente a la copiada del ADN. Una secuencia diferente de ARNm produce una proteína diferente; esto varía de la antigua hipótesis de “un gen-un polipéptido”. ARN de transferencia (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr): Moléculas estructurales que no se traducen Ambos tienen pre-ARNt y pre-ARNr que se procesan. Adición de la Caperuza 5' y la Cola de Poli-A 3' Caperuza 5' La 7-metilguanosina (residuo de guanilo metilado) se añade al extremo 5' del ARNhn a través de: Eliminación del grupo fosfato líder en la terminal 5' por la ARN trifosfatasa Transferencia del guanosin monofosfato (GMP, por sus siglas en inglés) del grupo guanosin trifosfato por la guanilil transferasa Metilación de la guanina por la guanina-7-metiltransferasa (grupo metilo de la S - adenosilmetionina)
Funciones: Evita la degradación de la exonucleasa Secuencia de reconocimiento para la traducción Cola de Poli-A 3' De 50 a 250 residuos de adenilo adenosin monofosfato (AMP, por sus siglas en inglés) se añaden al extremo 3' del ARNhn a través de: Escisión de unos 20 nucleótidos a partir de una secuencia de reconocimiento de AAUAA Adición (y extensión de hasta 250 nucleótidos) de la cola de poli-A (generada a partir de adenosin trifosfato (ATP, por sus siglas en inglés)) por la poli-A polimerasa Función: Evita la degradación en el citosol por las 3′ exoribonucleasas Estabiliza el ARNm Empalme Eliminación de los intrones del ARNhn/pre-ARNm, mientras se unen los exones para formar el ARNm maduro En el proceso intervienen el ARNhn y otros componentes adicionales: o Ribonucleoproteínas nucleares pequeñas (que están formadas por ARN nuclear pequeño (ARNnp) y proteínas) o Otras proteínas de unión Uniones donde se produce la reacción de empalme: o Sitios de empalme: Zonas de corte entre el exón y el intrón Las secuencias de bases identifican estos sitios, uno en el lado 5' (comienzo del intrón) y el otro en el lado 3' (final del intrón). Sitio de empalme 5'/donador: GU invariable Sitio de empalme 3'/aceptor: AG invariable o Sitio de ramificación: situado ascendente al sitio 3' Mecanismo:
- Las ribonucleoproteínas nucleares pequeñas reconocen los sitios de empalme y el sitio de ramificación debido a las secuencias de bases en el ARNhn.
- El ARNhn, las ribonucleoproteínas nucleares pequeñas y otras proteínas se combinan para formar el espliceosoma.
- El complejo del espliceosoma realiza un corte en el sitio de empalme del donador 5' (se produce a través de un ataque nucleofílico por un residuo de adenilo en el sitio de ramificación).
- El extremo 5' del intrón, ahora libre, se une al sitio de ramificación, formando una estructura de bucle o lazo.
Esta proteína se une a una señal en el polipéptido para un receptor en la membrana (en el retículo endoplásmico rugoso en los eucariontes o en la membrana plasmática en procariontes). Esta proteína se une a una señal en el polipéptido para un receptor en la membrana (en el retículo endoplásmico rugoso en los eucariontes o en la membrana plasmática en procariontes). Tabla resumen de modificaciones postraduccionales Modificación Posterior A La Traducción Mecanismo fosforilación de proteínas Adición de un grupo fosfato a un residuo de aminoácido. glicosilación de proteínas Adición covalente de un resto de carbohidrato a un aminoácido, formando una glicoproteína. ubiquitinación de proteínas Unión de una proteína ubiquitina a una proteína mediante un proceso de tres pasos. Metilación de proteínas Adición de un grupo metilo, más a menudo en residuos de lisina o arginina. acetilación de proteínas Adición de un grupo acetilo a un extremo N de una proteína o en los residuos de lisina. 1) Modificaciones amino- y carboxilo terminales. Inicialmente todos los polipéptidos empiezan con un residuo Nformilmetionina (en procariotas) o metionina (en eucariotas), pero en la mayoría de los casos son eliminados por reacciones post-traducción, por lo que no aparecen en proteína final. Un 50% de las proteínas eucarióticas tienen el extremo N-terminal acetilado. Los residuos C-terminales son también a menudo modificados. 2) Pérdida de secuencias señal. Son péptidos cortos de 15 a 30 aminoácidos que dirigen a la proteína hacia su destino final. Son eliminados por proteasas durante la síntesis. 3) Modificación de aminoácidos. Los grupos hidroxilo de serina, treonina y tirosina pueden ser fosforilados (la caseína de la leche contiene muchos grupos fosfoserina, que fijan calcio). Los grupos aspártico y glutámico pueden recibir grupos amino extras y la lisina es frecuentemente metilada o hidroxilada, al igual que la prolina, como ocurre en la formación del colágeno. 4) Unión de cadenas laterales glucídicas.
Se unen covalentemente durante o después de la síntesis a residuos asparagina (oligosacáridos unidos por enlaces N) o a residuos de treonina o serina (oligosacáridos unidos por enlaces O). Es frecuente en proteínas extracelulares. 5) Adición de grupos isoprenilo. Los grupos isoprenilo provienen de la biosíntesis del colesterol. Las laminas (proteínas de la lámina nuclear) están modificadas de esta manera. (6) Adición de grupos prostéticos. Un ejemplo de la adición covalente de un grupo prostético luego de la síntesis es el grupo hemo del citocromo c y de la hemoglobina. 7) Modificación proteolítica. La insulina, las proteasas tripsina y quimotripsina y el colágeno, entre otros ejemplos, se sintetizan como precursores inactivos (proinsulina, tripsinógeno, quimotripsinógeno y protocolágeno, respectivamente) que luego deben ser hidrolizados parcialmente para convertirse en productos biológicamente activos. 8) Formación de puentes disulfuro. Pueden ser intra- o intercatenarias y se supone que ayudan a las proteínas que deben ser exportadas a mantener su estructura nativa. GLICOSILACION Adición de unidades glucídicas sobre cadenas laterales de αα muy frecuente en proteínas extracelulares de membrana plasmática o secretadas Glucoproteínas: Pm de la cadena proteica > Pm de la parte glucídica vs. Proteoglucanos: Pm de la parte glucídica > Pm de la cadena proteica Monosacáridos Glc, Gal, Man, NAcGlc, NAcGal, fucosa, ñacidos siálicos,. Glicosil tansferasas Enzimas con alta especificidad de monosacárido estructura del aceptor sitio del enlace configuración del enlace Funciones de la Glicosilación Aumenta la solubilidad de la proteína Aumenta la vida media de las proteínas secretadas: protección contra proteasas y otras enzimas proteolíticas Reconocimiento celular por proteínas de membrana Marcador específico de tejidos Desarrollo de tejidos y modificación de señales extracelulares Soporte estructural Proteoglucanos de la matriz extracelular
Unión β-O-N-acetilglucosamina sobre Ser ó Thr En el núcleo y en el citosol Enzimas: O-linked GlcNAc transferasas Adición de residuos de GalNAc Sobre Ser ó Thr Estructura tipo mucina Tiene lugar en el Golgi N-acetil-galactosaminil-transferasas Se añaden a las proteínas en el aparato de Golgi originando las O-glicoproteínas. A diferencia de N-oligosacáridos, ligados por enlace N-glicosídico al átomo de nitrógeno (N) de la cadena lateral del aminoácido asparragina (Asn), los O- oligosacáridos están unidos por enlace O-glicosídico al átomo de oxígeno(O) de los aminoácidos Serina (Ser) o Treonina (Thr) de una cadena polipéptidica. La O-glicosilación de proteínas comienza en aparato de Golgi con la unión de N- acetilgalactosamina (GalNAc) o manosa (Man) a residuos de Serina (Ser) o Treonina (Thr) de la proteína. Los residuos de N-actilglucosamina, galactosa, fucosa o ácido siálico son añadidos unos a uno de manera secuencial con diferentes tipos de enlaces, resultando por ello en diferente O-oligosacáridos (O-glicanos) con estructura ramificada, compuesto por pocos residuos de monosacáridos. Un ejemplo característico de O-oligosacáridos con cadenas laterales que pueden inducir una respuesta inmunológica son los grupos sanguíneos (antígenos) A, B, y O que son O-oligosacáridos que unidos a glicoproteínas o glicolípidos se presentan en la superficie de eritrocitos (glóbulos rojos) y otros tipos de células.
FOSFORILACIÓN
Fosforilación (I) Formación de un éster fosfórico Entre un grupo –OH de la cadena lateral de Ser, Thr & Tyr y un grupo fosfato Fosfato donado por el ATP Alta frecuencia de aparición 1 de cada 8 proteínas esta fosforilada, muchas veces, en varios residuos
Función Regulación de la función proteica: al alterar la estructura y la actividad de
una proteína (aparición de un grupo cargado negativamente) Fosforilación (II) Modificación postraduccional rápida y reversible Acciones mediadas por proteín kinasas vs. Fosfatasas
Tipos de proteín kinasas
-Ser/Thr proteín kinasas PKA, PKC, CAM PK. Generalmente solubles. Transducción de señales, activación de kinasas (cascadas de fosforilación) -Tyr proteín kinasas Dominios TyrK en receptores de membrana para insulina y factores de crecimiento transfosforilación, dimerización y activación UBIQUITINACION (I)
Ubiquitina (Ub)
-Presente en todos los organismos eucariontes -Enlace entre la Gly C-terminal de la Ub y el ε –NH2 de una Lys de la proteína diana -Forma cadenas de poliubiquitina -Marca las proteínas para su degradación en el proteasoma 26S Ubiquitinación (II)
Actualmente se admite que la ubiquitinación puede tener funciones de
señalización intracelular = protein targetting / trafficking
Reciclaje vs. degradación de receptores de m.p. que han sido internalizados
Mecanismo de señalización = protein targetting
SUMOilación
Adición de proteínas similares a la ubiquitina Importancia en las casadas de señalización el control de la expresión génica por modificación de histonas
OTRAS MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES
Formación de puentes disulfuro Entre dos residuos de Cys Inter- ó intramoleculares Funcion: La dimerización de cisteínas = αα cistina contribuye al mantenimiento de la estructura 3D de las proteínas Interconversión de puentes disulfuro por las Proteínas disulfuro isomerasas es imprescindible que el puente disulfuro se forme entre las dos Cys correctas Hidroxilación 5-hidroxi-Lys, 4-hidroxi-Pro, Asn, Asp Presentes en el colágeno, hidroxilación por la Prolil-hidroxilasa (proceso dependiente de vitamina C) ADP-ribosilación Introducción de una molécula de ADP-ribosa (del NAD) sobre His, Arg & Glu Enzima: ADP-ribosil transferasa Metilación ó alquilación En Lys, Arg, His, Asn, Glu, Phe N-terminal & Cys C-terminal Función: generalmente produce la pérdida de una Q+ en un grupo amino lateral 6- N-Me-Lys: presente en la miosina Acetilación En Lys y en el extremo N-terminal Funcion: generalmente produce la pérdida de una Q+ en un grupo amino lateral Ejemplo: Acetilación de la histona H3 en Lys56 muy frecuente en genes transcripcionalmente activos permite el acceso del complejo remodelador de la cromatina Unión de grupos prostéticos Ejemplo: piridoxal-fosfato (PLP)
- Coenzima en todas las reacciones de aminotransferencia algunas reacciones de descarboxilación reacciones de desaminación de los aminoácidos
- Actúa como una base de Shiff Desmosina Cross-link formado por 4 cadenas polipeptidicas distintas: 3 alílicas + Lys Función clave en el mantenimiento de la matriz extracelular Presente en la elastina Tipos de modificaciones en las proteínas (III) Según el aminoácido modificado Extremo N-t: formilación, acetilación, acilación, mistirilación, glicosilación Extremo C-t: metilación, ADP-ribosilación
Arg: acetilación, metilación, ADP-ribosilación Asn: N-glicosilación, metilación, desamidación Asp: metilación, hidroxilación Cys: formación de puentes disulfuro, de SelenoCys acilación, prenilación, unión de grupos prostéticos (hemo) Glu: metilación, carboxilación, ADP-ribosilación Gln: desamidación His: metilación, fosforilación, ADP-ribosilación Lys: N-acetilación, metilación, oxidación, hidroxilación, ubiquitinación Met: formación de sulfóxidos Phe: β-hidroxilación, O-glucosilación Pro: hidroxilación, O-glicosilación Ser: fosforilación, O-glicosilación, acetilación Thr: fosforilación, O-glicosilación, metilación Trp: β-hidroxilación Tyr: fosforilación, yodación, adenilación, sulfatación, hidroxilación Núcleo: acetilación, fosforilación (no exclusivas) Lisosoma: resto manosa-6P en proteínas lisosomales Mitocondria: N-formilación Aparato de Golgi: N- y O-glicosilación, sulfatación, palmitiolación Retículo endoplasmático (ER): N-glicosilación, unión a fosfatidil-inositol Citosol: acetilación, metilación, fosforilación Ribosoma: mistirilación Membrana plasmática: N- y O-glicosilación, unión a fosfatidil-inositol Fluido extracelular: N- y O-glicosilación, acetilación, fosforilación Matriz extracelular: N- y O-glicosilación, fosforilacion, hidroxilacion, sulfatación Ribosomas rRNA (RNA ribosomal)
Es el orgánulo más grande de muchas células eucariotas. Está formado por túbulos (tubos) y sacos (cisternas) que se comunican formando una red continua desde la membrana nuclear, extendiéndose por todo el citoplasma de la célula. La parte interna del retículo endoplasmático se llama lumen (o espacio luminar o cisternal). Retículo endoplasmático rugoso (RER) Tiene ribosomas adheridos en sus membranas, en el lado del citosol. Los ribosomas están unidos por su subunidad mayor por la ayuda de unas proteínas del grupo de las riboforinas, que no se encuentran en el REL. Se comunica con la membrana nuclear y el retículo endoplasmático liso. Está formado por sacos y grandes cisternas aplanadas. Su función principal es la de síntesis de proteínas con los ribosomas fijados a su membrana. Las proteínas sintetizadas pasan del RER al REL, luego al aparato de Golgi y de allí, a los lisosomas, a la membrana plasmática o al exterior. En el recorrido por estos orgánulos, la molécula experimentará un procesado adicional. Las proteínas sintetizadas y almacenadas en el RER, antes de ser transportadas a otros orgánulos citoplasmáticos (aparato de Golgi, lisosomas), a la membrana plasmática o al exterior de la célula, deben ser glucosiladas para convertirse en glucoproteínas. La glucosilación de las proteínas se produce en el lumen del retículo, mientras que las proteínas del citosol no suelen estar glucosiladas. Retículo endoplasmático liso (REL) Carece de ribosomas, por lo que su superficie es lisa. Formado, mayoritariamente, por una red de túbulos, que se unen al RER, que se extiende por todo el citoplasma. La mayor parte de las células tienen un retículo endoplasmático liso escaso, pero es especialmente abundante en: Células musculares estriadas. Células intersticiales ováricas de Leydig, del testículo y células de la corteza suprarrenal que segregan hormonas esteroideas. Hepatocitos, donde participa en la síntesis de moléculas lipoproteicas. Funciones: En el lado citoplasmático de su membrana se sintetizan casi todos los lípidos constituyentes de las membranas: colesterol, fosfolípidos, glucolípidos, etc. Los ácidos grasos se sintetizan en el citosol y entran en la membrana por acción de una flipasa. En algunas células, el retículo endoplasmático liso produce grandes cantidades de lípidos, como por ejemplo, las hormonas esteroideas. Contracción muscular. En las células del tejido muscular estriado, el REL libera calcio activando la contracción muscular. Detoxificación. Su membrana contiene enzimas desintoxicantes que degradan sustancias liposolubles que puedan resultar nocivas y las transforman en sustancias solubles que pueden ser excretadas por el organismo.
Liberación de glucosa a partir del glucógeno (en hepatocitos). El glucógeno almacenado en el hígado cuando se necesita energía, el glucógeno se degrada obteniéndose glucosa-6-fosfato en el citoplasma. El REL elimina el grupo fosfato y las moléculas de glucosa entran en el REL y, son enviadas a la sangre hacia donde se requieran. Produce vesículas de transporte con proteínas y lípidos recién sintetizados para llevarlos hacia el aparato de Golgi. Plegamiento, control de calidad y procesamiento de proteínas Los ribosomas son dirigidos a la membrana del ER por una secuencia de aminoácidos presente en el extremo aminoterminal de la proteína (PEPTIDO SEÑAL) que está siendo sintetizada y no por características propias de los mismos. Los péptidos señales son secuencias cortas( 16-30 aa) que contienen un aa cargado seguido por un grupo de 6-12 aa hidrofóbicos. Estos aa hidrofóbicos son esenciales para la unión a un receptor presente en la membrana del ER. Mecanismo de targeting formado por dos componentes (SRP y el receptor en la membrana) El SRP es una RNP citosólica (6 Proteínas y un RNA) que une simultáneamente al péptido señal: al ribosoma y al receptor en la membrana del ER. La P54 une al péptido señal P9 y P14 interaccionan con el ribosoma. P68 y P72 son requeridas para la traslocación El SRP se une al péptido señal y dirige la unión del complejo ribosoma-péptido señal con el SRPR. La transferencia del ribosoma al translocón produce la apertura del canal y la ubicación del péptido señal en el poro central. Una vez que se disocian SRP y SRPR del traslocón, hidrolizan el GTP y están nuevamente disponibles. Clasificación de las proteínas según su topología en IV clases:
Aparato de Golgi
Es un orgánulo presente en todas las células eucariotas, excepto en los glóbulos rojos. Pertenece al sistema de endomembranas. Estructura y composición Los dictiosomas presentan:
- Una cara CIS, proximal o de formación: es la más interna, cercana al núcleo, y continuación de las membranas del retículo endoplasmático, del que recibe las vesículas de transición, que son sáculos con proteínas que han sido sintetizadas en la membrana del retículo endoplasmático rugoso (RER), introducidas dentro de sus cavidades y transportadas por el lumen hasta la parte más externa del retículo. El contenido de las vesículas de transición se incorpora a las cisternas del aparato de Golgi. De cada cisterna salen nuevas vesículas que se incorporan a la siguiente cisterna. Una cara intermedia o sáculos de la zona central, que tienen la mayor actividad metabólica. Presenta las vesículas intermedias o intercisternas. Una cara TRANS, distal o de maduración: se encuentra próxima a la membrana plasmática (se parece más a ella). Su forma es cóncava. En la periferia de esta cara, se encuentran unas vesículas grandes llamadas vesículas de secreción, que contienen en su interior los productos finales y que llevarán a la membrana plasmática para expulsarlos al medio externo (exocitosis) o para formar lisosomas, que contienen enzimas digestivas. Funciones del aparato de Golgi Transporte y concentración de proteínas (formadas principalmente en el RE). Las proteínas procedentes del RER, englobadas en vesículas se unen a la región cis del dictiosoma. Aquí, si no están fosforiladas, las proteínas sufren una fosforilación. Las proteínas secretadas se van desplazando, pasando de una cisterna a otra, hasta llegar a las cisternas situadas en la cara trans del dictiosoma. Glucosilación de lípidos y proteínas. Se completa la glicosilación que había comenzado en el RE. En el aparato de Golgi se produce el ensamblaje de oligosacáridos a lípidos y proteínas para formar glucolípidos y glucoproteínas respectivamente. También se fabrican los glucosaminoglucanos de la matriz extracelular de las células animales, así como las pectinas y la hemicelulosa de las paredes de las células vegetales. Formación del acrosoma en el espermatozoide. El acrosoma deriva del aparato de Golgi. Contiene enzimas hidrolíticas que sirven para digerir los componentes de las cubiertas del óvulo durante la fecundación. Formación de membranas (cuando se expulsa al exterior el contenido de las vesículas mediante exocitosis, se unen a la membrana plasmática, incrementando la superficie). Formación de lisosomas.
Cuando se han sintetizado las glucoproteínas y los glucolípidos, irán a la membrana plasmática a través de las membranas de secreción. Las proteínas (formadas en el RER) y los lípidos (formados en el REL) son transportados al aparato de Golgi por las vesículas de transición y allí van pasando de sáculo en sáculo hasta salir por las vesículas de secreción transformados en glucolípidos y glucoproteínas. Los dictiosomas son estructuras muy dinámicas, ya que los sáculos del aparato de Golgi se renuevan constantemente por fusión de las vesículas de transición procedentes de las membranas del RE, y se van transformando los sáculos hasta llegar a ser vesículas de secreción. Modelos de transporte a través del Golgi A. Modelo de la maduración de cisternas. Se postula que los cuerpos túbulo vesiculares (ERGIC) provenientes del retículo endoplasmático se fusionan formando una cisterna en el lado cis. Esta cisterna se mueve progresivamente y madura hasta llegar al lado trans donde se descompone en vesículas para su reparto a otros compartimentos celulares. B. Modelo de los compartimentos estables. En este modelo los cuerpos túbulo vesiculares (ERGIC) provenientes del retículo endoplasmático se unen al lado cis y desde esas cisternas salen vesículas que transportan material a la siguiente cisterna, y así sucesivamente hasta llegar al lado trans donde son empaquetadas en vesículas para su reparto. C. Modelo de la conexión de túbulos. Se ha visto con el microscopio electrónico que en ocasiones existen conexiones tubulares entre cisternas adyacentes. Estas conexiones parecen pasajeras y dependientes del tipo de material a secretar. Este modelo no es incompatible con el de maduración de cisternas y ambos procesos podrían ocurrir simultáneamente. Vesículas Son pequeños compartimentos delimitados por una membrana que transportan moléculas solubles y moléculas de membrana, que viajan en su interior o formando parte de la propia membrana de la vesícula, respectivamente. Una vez liberadas en el citosol, las vesículas son dirigidas hacia el orgánulo o compartimento diana, al cual reconocen, y con el que finalmente se fusionan. Entonces, las moléculas transportadas formarán parte del orgánulo diana y serán las responsables de su función. Sin embargo, otras moléculas sólo estarán de paso en ese compartimento y serán empaquetadas de nuevo en otras vesículas para dirigirse a otro compartimento celular. Algunas moléculas volverán desde el compatimento diana al compartimento fuente del que partieron en un transporte de reciclado. Así, la mayoría del tráfico vesicular entre dos compartimentos es bidireccional. Tipos de transporte vesicular son:
Degradación Hay tres vías por las que llegan a los lisosomas las moléculas que se tienen que degradar:
- La mayoría de las moléculas que van a ser degradadas por esta vía tienen que pasar previamente por los endosomas. Las proteínas que no se reciclan de nuevo a la membrana plasmática o al TGN del aparato de Golgi desde los compartimentos endosomales son degradas en los lisosomas, para que las proteínas integrales de la membrana plasmática sean dirigidas a los lisosomas se ha de producir una ubiquitinación de su parte citosólica, es decir, la adición de una molécula denominada ubiquitina. Las interacciones con diversos complejos proteicos mantienen a las proteínas ubiquitinadas en zonas limitadas de la membrana endosomal, que poseen una cubierta en la que está presente la clatrina. Todo ello hace que sean retenidas en los endosomas tempranos, después en los cuerpos multivesiculares / endosomas tardíos, y finalmente en los lisosomas, donde se degradan. Los receptores que no son ubiquitinados, pero sí endocitados, cuando llegan a los endosomas tempranos suelen reciclarse hacia la membrana celular.
- Las partículas obtenidas por fagocitosis siguen una vía intracelular propia. Las partículas como bacterias o restos celulares quedan en el interior celular englobadas por membrana formando un compartimento que madurará y se convertirá en el denominado fagosoma. La degradación de estas partículas se produce cuando se fusionan los fagosomas con los lisosomas.
- La autofagia es un proceso en el que los orgánulos deteriorados o material interno celular son eliminados. En la macroautofagia membranas internas engloban material citoplasmático que va a ser degradado formándose un compartimento denominado macroautofagosoma. Este compartimento se fusionará con lisosomas y el material que contiene será degradado. Sensor metabólico En la membrana del lisosoma hay sensores que detectan el nivel de aminoácidos dentro y fuera del lisosoma. mTORC1 está activada en condiciones de abundancia de alimento y cuando hay escasez de alimento es inactivada y se inicia el proceso de macroautofagia. La inactivación de mTORC1 produce en primer la activación de los genes que disparan la macroautofagia y en segundo lugar el desplazamiento de los lisosomas periféricos hacia el interior celular para que éstos se unan a los autofagosomas (grandes compartimentos que acaban de englobar material interno celular) y producir así la degradación de su contenido para obtener energía. Exocitosis La exocitosis regulada se produce sólo en aquellas células especializadas en la secreción, como por ejemplo las productoras de hormonas, las neuronas, las células del epitelio digestivo, las células glandulares y otras. Mitocondrias
Son los orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular, actúan por tanto,como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). Estructura Crestas mitocondriales. Se trata de un sistema de crestas o pliegues, que conecta con las membranas mitocondriales de vez en cuando, permitiendo así el transporte de materiales al interior del orgánulo y ejerciendo funciones enzimáticas (catalizadoras) concretas. Espacio intermembranoso. Entre las dos membranas mitocondriales existe un espacio rico en protones (H+) fruto de los complejos enzimáticos de la respiración celular, así como las moléculas encargadas del transporte de ácidos grasos al interior de la mitocondria, en donde se procederá a su oxidación. Matriz mitocondrial. Llamada también mitosol, contiene iones, metabolitos para oxidar, moléculas de ADN circular bicatenario (muy similar al ADN bacteriano), ribosomas, ARN mitocondrial y todo lo necesario para la síntesis de ATP. Allí tienen lugar el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de ácidos grasos. Funciones Producción de energía: La principal función de las mitocondrias es producir energía en forma de ATP (adenosín trifosfato) a través de la respiración celular. Metabolismo de lípidos: Las mitocondrias también desempeñan un papel crucial en el metabolismo de los lípidos, como la beta-oxidación de ácidos grasos. Regulación del calcio: El calcio es un ion crucial para numerosas funciones celulares, incluido el transporte de iones en la cadena respiratoria y la producción de ATP. Apoptosis: Las mitocondrias también están involucradas en la regulación de la apoptosis, que es un proceso de muerte celular programada. Durante la apoptosis, las mitocondrias liberan ciertas proteínas que activan vías de señalización que finalmente conducen a la muerte celular controlada. Peroxisomas Son orgánulos redondeados, delimitados por una membrana, en su interior, contienen enzimas claves para la realización de diversas reacciones metabólicas, incluyendo muchos aspectos del metabolismo celular. Funciones Detoxificación de algunas sustancias tóxicas para el organismo, como ácido úrico, etanol, metanol Degradación de ácidos grasos y aminoácidos que no van a generar ATP, como ocurre en la mitocondria, sino energía en forma de calor. Proteosoma
