RETICULO ENDOPLASMICO

APARATO DE GOLGI

El aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas. El Complejo de Golgi está formado por un conjunto de pilas de sacos aplanados denominados cisternas.

• Localizado cerca del núcleo celular y en células animales cercano a los centrosomas.
• Está formado por diminutos sáculos envueltos por una membrana, aplanados y apilados a modo de platos.
• Cada sáculo se denomina cisterna.
• El número de cisternas apiladas del AG varía dependiendo del tipo celular.
• Se divide en dos caras funcionales CIS (cara cerca del RE) y TRANS (cara citoplasmática).
• Está formado por lamelas, vesículas y vacuolas
• Formado por dictiosomas.
• En células de plantas y organismos inferiores, estos apilamientos presentan a menudo 20 o más cisternas.

FUNCIONES:

• Glucosilación: La función de este organelo está relacionada con la adición de moléculas de azúcar a los péptidos en tránsito para la formación de glicoproteínas
• Podemos decir que el aparato de Golgi es una planta procesadora es por eso la diferencia en su composición de los compartimentos de membrana desde la cara Cis a la Trans.
• Formación de la pared celular en vegetales
• Transporte de materiales a través de vesículas
• Dependiendo del estado fisiológico de la célula, el aparato de Golgi se ve sujeto a cambios de configuración, tamaño y posición.
• El mal funcionamiento, ya sea en las modificaciones postraduccionales, en la clasificación y/o el transporte de las glicoproteínas, conduce a la disrupción de la homeostasis celular.

Movimientos de los materiales a través del aparato de Golgi

Primero modelo de maduración de las cisternas, después modelo de transporte vesicular y por último modelo de maduración de las cisternas.

Glucosilación

Transporte vesicular en el aparato de Golgi

El transporte de macromoléculas entre los diferentes compartimentos es mediado por la formación y fusión de vesículas.

Gemación

La gemación forma parte fundamente en el transporte vesicular, para que se lleve a cabo la formación de una vesícula, se requiere de la participación de proteínas de recubrimiento.

Ésta cubierta es utilizada como medio mecánico para que las vesículas puedan  dirigirse a su destino.

Funciones de las cubiertas:

• Actúan como dispositivo mecánico que hace que la membrana se curve y forme una vesícula desprendible.
• Proporciona un mecanismo para seleccionar los componentes que transporta la vesícula.

Componentes:

• Cargamento en proteínas secretoras, lisosómicas y de membrana que deben  transportarse.
• La estructura necesaria para dirigir y conectar la vesícula con la membrana receptora correcta.

La cubierta de la vesícula está formada por dos capas distintas de proteínas: una jaula externa que forma el marco de la cubierta y una capa interna de adaptadores que sirven para unir la cara externa de la bicapa lipídica y el cargamento de vesículas.

Vesículas cubiertas cop(Coat proteins)

Vesículas cubiertas con COP I

Mueven materiales en sentido retrogrado: del ERGIC y la pila de Golgi “hacia atrás” al ER y de las cisternas Golgi trans “de regreso” a las cisternas Golgi cis.

Las vesículas cubiertas con COP I median el transporte retrogrado de proteínas, incluido el movimiento de:

1)    Enzimas residentes en el aparato de Golgi en dirección trans a cis .

2)    Enzimas residentes del ER del ERGIC y el aparato de Golgi de regreso al retículo endoplásmico.

Vesículas cubiertas con clatrina

Movilizan materiales de la TGN a los endosomas,lisosomas y vacuolas vegetales. También mueven materiales de la membrana plasmática a los compartimentos citoplasmáticos a lo largo de la vía endocitica. Además se han implicado en el transito de los endosomas y lisosomas.

Vesículas cubiertas con COP II

Desplazan materiales del retículo endoplásmico “hacia adelante al ERGIC y al aparato de Golgi.

COP l

Conservación y recuperación de las proteínas residentes del retículo endoplásmico

1. Retención de moléculas residentes que se excluyen de las vesículas de transporte
2. Recuperación de las moléculas prófugas

Las proteínas solubles residentes de la luz del ER como la disulfuro isomerasa de proteínas casi siempre tienen la señal de recuperación KDEL. (lys-asp-glu-leu).

Las secuencias más frecuentes de recuperación para las proteínas de la membrana de ER incluyen dos residuos básicos estrechamente vinculados KKXX( donde k es lisina y X es cualquier aminoácido).

Ordenamiento de proteínas en la red trans de Golgi (TGN)

Esta red es la última estación del aparato de Golgi, funciona como una instancia clasificadora y dirige las proteínas hacia diversos destinos.

La más conocida de las vías posteriores del aparato de Golgi es la que lleva enzimas lisosómicas.

Dirección de las enzimas lisosómicas a los lisosomas

1. Los residuos de manosa de la enzima lisosomica se fosforilan en las cisternas de Golgi.

2. Los residuos de manosa luego se incorporan en forma selectiva en la vesícula cubierta con clatrina en la TGN

3. Se cree que los receptores para la manosa 6-fosfato tienen doble función.

4. Los receptores de la manosa 6-fosfato interactúan de manera específica con las enzimas lisosomicas en el lado luminal de la vesícula e interactúan de manera específica con los adaptadores en la superficie citosólica de la vesícula. Los receptores de la manosa 6-fosfato se separan de las enzimas

5. Una vez que se separan los receptores para manosa-6 fosfato de las enzimas estos regresan al aparato de Golgi

6. Las enzimas lisosómicas se vacían en un endosoma y al final en un lisosoma.

7. Los receptores para manosa 6-fosfato también están presentes en la membrana plasmática donde pueden capturar enzimas lisosómicas que se secretan hacia el espacio extracelular y regresan las enzimas a una vía que las dirige a un lisosoma.

Vesículas cubiertas con clatrina

Contienen:

1. Una celosía externa parecida a un panal formada por la proteína clatrina ,la cual constituye un soporte estructural.
2. Una capa interna formada por adaptadores de proteína que cubre la superficie de la membrana de la vesícula y que está dirigida hacia el citosol.

Vesículas cubiertas con COP ll
Transporte de cargamento del retículo endoplásmico al aparato de golgi

• Transporte de cargamento del retículo endoplasmatico al aparato de golgi
• Las vesículas cubiertas con C OPII median la primera rama del traslado por la vía biosintetica, del RE al ERGIC y la red cis de golgi.
• Está cubierta contiene varias proteínas que se identificaron en las células de las levaduras.

La cubierta COP II selecciona y concentra ciertos componentes para transportar en vesículas.

Las proteínas seleccionadas por las vesículas cubiertas con COP II incluyen:

1) enzimas que actúan en las etapas avanzadas de la vía biosintetica, como las glucosiltransferasas del aparato de Golgi

2) Proteínas de membrana participantes en el acoplamiento y fusión de la vesícula con el comportamiento blanco

3)  proteínas de membrana que pueden unirse con cargamento soluble.

Entre estas proteínas se encuentra una pequeña proteína G llamada Sar 1, que tiene función reguladora, en el inicio de la formación de la vesícula y la regulación del ensamblaje de la cubierta de la vesícula.

Inicio de la formación de las vesículas

1. Sar 1 es reclutada en la membrana del RE en la forma unida a GDP y es inducida a intercambiar su GDP por un GTP por una proteína llamada GEF (factor de intercambio de guanina)( al unirse al GTP, Sar1 sufre un cambio que hace que la hélice alfa en su extremo N terminal se inserte en la hoja citosólica de la bicapa del RE.
2. Este evento induce la curvatura de la bicapa lipídica en ese sitio. (Constituye una formación de una membrana aplanada a una esférica)
3. Sar1-GTP atrajo dos polipéptidos adicionales a la cubierta COP II, Sec23 y Sec24, que se unen con forma de banana, (Sec 24 funciona como proteína adaptadora de la cubierta COPII
4. Las subunidades restantes de la cubierta COPII Sec23 y Sec 31, se unen con la membrana para formar la jaula estructural externa de la cubierta proteínica.

Una vez que se ensambla toda la cubierta COPII la yema se separa de la membrana del RE en la forma de una vesícula cubierta por COP II.

ENFERMEDADES

	Coroideremia	Este padecimiento se caracteriza por presentar invariablemente degeneración retiniana y de coroides. Está determinada genéticamente, con un modo de herencia recesivo ligado al cromosoma X, por lo que la mayoría de estos pacientes son masculinos. El primer signo de afectación ocular consiste en ceguera nocturna que inicia en la infancia temprana que progresivamente conduce a la ceguera total alrededor de los 20 años de edad, aunque algunos pierden la visión en forma total hasta los 45 años.
	Síndrome de Lowe (oculocerebrorrenal)	El síndrome de Lowe u oculocerebrorrenal es un trastorno genético que se hereda en forma recesiva ligada al cromosoma X. Se caracteriza por cataratas congénitas, disfunción renal tubular y déficit neurológico. Durante el periodo neonatal inmediato los pacientes presentan proteinuria, aminoaciduria, fosfaturia y acidosis metabólica, así como retardo mental, hipotonía, trastornos de la conducta y ausencia de reflejos osteotendinosos profundos.
	Enfermedad de Menkes	En el síndrome de Menkes, las células en el cuerpo pueden absorber el cobre, pero son incapaces de liberarlo. Es causado por un defecto en el gen ATP7A. El cobre se puede acumular en el intestino delgado y los riñones, pero los niveles bajos de este elemento en otras zonas pueden afectar la estructura de huesos, piel, cabello y vasos sanguíneos e interferir con la función nerviosa. Es hereditario, lo cual significa que se transmite de padres a hijos. El gen está en el cromosoma X.
Mulcolipidosis ll		Es una enfermedad que se caracteriza por la presencia de múltiples inclusiones en el citoplasma de los fibroblastos. Se debe a que existe una señalización anómala de enzimas lisosoma en las células del tejido mesenquimatoso, como las hidrolasas lisosomales durante su paso por Cis-golgi adquieren residuos de manosa 6-fosfato. Se presenta a muy temprana edad: retraso mental progresivo, malformaciones esqueléticas. Los pacientes mueren en la primera década de vida.
Mulcolipidosis lll		Tambien llamada Polidistrofia Pseudo-Hurler, son entidades monogenicas y con un modo de herecencia autosomico recesivo. Se debe a que existe una señalización anómala de enzimas lisosoma es en las células del tejido mesenquimatoso, como las hidrolasas lisosomales durante su paso por Cis-golgi adquieren residuos de manosa 6-fosfato. Se presenta a muy temprana edad Retraso mental progresivo, Malformaciones esqueléticas Los pacientes mueren en la primera década de vida. Anomalías cardiovasculares. Presenta una progresión más lenta en el deterioro mental, viven hasta la edad adulta.
Deficiencia de las glicoproteínas		Presenta alteraciones en a las glicoproteínas séricas (exportación) que  consisten en un peso molecular menor al esperado debido a un bajo nivel de glucosilación. Proteína de unión a la tiroxina Factores del complemento c3a y c4a Presentan retraso psicomotor, Alteraciones dermatológicas, Oftalmológicas Y disfunción hepática.