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Unidad 6: Sistema de Endomembranas

Utilizando microscopio óptico y técnicas de tinción, se observó, a fines del siglo XIX, la presencia de una red extensa de membranas en el citoplasma. A mediados del siglo XX, con el uso del microscopio electrónico y de investigaciones bioquímicas, se evidenció que las células eucariontes se subdividen en diversos compartimientos. Cada uno de éstos contiene proteínas propias y está especializado en funciones específicas. Algunos compartimientos, como los peroxisomas y las mitocondrias, funcionan de manera independiente. En cambio, el retículo endoplasmático, el complejo de Golgi, los lisosomas, y las vesículas de transporte forman, en conjunto, el sistema de endomembranas. Sus componentes individuales funcionan como parte de una unidad coordinada, que actúa en la elaboración de moléculas de la membrana, enzimas de los lisosomas y en la producción de proteínas que se utilizarán fuera de la célula, es decir, proteínas de secreción.

El Sistema de Endomembranas o Sistema Vacuolar Citoplasmático (SVC) está formado por la envoltura nuclear, el retículo endoplasmático (REL y REG o RER), el complejo de Golgi, los lisosomas, las vesículas de transporte y los endosomas.

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Unidad 6: Sistema de Endomembranas

Relación entre la envoltura nuclear y el retículo endoplásmico.

El sistema de endomembranas se habría originado a partir del repliegue de la membrana plasmática de células procariontes primitivas:

La formación del núcleo y retículo endolpásmico de eucariontes pudo tener origen en el mesosoma de células procariontes primitivas.

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Unidad 6: Sistema de Endomembranas

Nucleolo sintetiza

ARNr

forma

RIBOSOMAS

LIBRES

Adheridos al REG

sintetizan

sintetizan

Proteínas de uso intra citoplasmático

Proteínas de secreción, de membrana y de los lisosomas

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Unidad 6: Sistema de Endomembranas Mecanismo de Descarga Vectorial:

Secuencia de procesos del mecanismo de elaboración de una proteína en el R.E.G.

Las proteínas sintetizadas en ribosomas adheridos al REG se pliegan (adquieren su estructura secundaria, etc.) en el interior del retículo, que se denomina Luz o Lumen del REG. Además, en el lumen comienza el agregado de glúcidos a la proteína o glicosilación, que se completará en el complejo de Golgi. La proteína glicosilada sale del REG en una vesícula de transporte que se dirige al Golgi, donde se completará el proceso de glicosilación y se direccionará el producto hacia la membrana, el exterior de la célula o el interior de los lisosomas.

Relación entre REG y Golgi

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Unidad 6: Sistema de Endomembranas El Complejo de Golgi está compuesto por varias cisternas apiladas en forma bastante regular. Cada una posee dos caras: una convexa, la cis o de formación (en general orientada hacia los retículos) y otra cóncava, la trans o de maduración (generalmente orientada hacia la membrana plasmática). El Golgi es el principal distribuidor de macromoléculas en la célula.

Las vesículas de transporte con las proteínas elaboradas en el REG ingresan al Gplgi por la cara Cis. Las proteínas son transportadas de una cisterna a otra y, en cada una de ellas, se le realizan modificaciones químicas (glocosilación) hasta que llegan a la cara Trans y salen en otras vesículas de transporte.

Las proteínas pasan de una cisterna a otra del Golgi por el mecanismo de brotación o gemación:

Transporte entre cisternas por Gemación.

Las proteínas procesadas en el Golgi salen por la cara Trans y van hacia la membrana plasmática para su exportación, para formar parte de la membrana (proteínas de membrana).

El Golgi puede también elaborar lisosomas, en cuyo caso las proteínas

contenidas en ellos son enzimas hidrolíticas (digestoras). El interior de los lisosomas tiene un pH áciido que facilita la digestión celular.

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Unidad 6: Sistema de Endomembranas

Esquema de un lisosoma

Los lisosomas que salen del Golgi, con enzimas hidrolíticas en su interior, se denominan lisosomas Primarios.

Cuando se fusionan con partículas endocitadas en endosomas, se

transforman en lisosomas Secundarios.

Lisosomas Primario y Secundario.

Digestión intracelular Fagocitosis

fagosoma

lisosoma secundario

exocitosis de desechos

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Unidad 6: Sistema de Endomembranas

Peroxisomas Son organelas presentes en todas las células eucariontes. Contienen enzimas oxidativas (oxidan por ejemplo ácido úrico, oxalacetatos, ácidos grasos, purinas, aminoácidos, etc.). A diferencia de lo que ocurre en las mitocondrias, en estas oxidaciones no se genera ATP. Como resultado las oxidaciones del peroxisoma se produce H2O2 (peróxido de hidrógeno), que es una molécula altamente tóxica. Pero los peroxisomas poseen una enzima que neutraliza al H2O2 por medio de la siguiente reacción: 2 H2O2

2 H2O + O2

Glioxisomas Son organelas exclusivas de las células eucariontes vegetales y se relacionan con el metabolismo de los triglicéridos. Poseen enzimas que se utilizan para transformar los lípidos contenidos en las semillas en hidratos de carbono por la vía del glioxilato.