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SEMINARIO 3
Retículo endoplásmico, aparato de Golgi y lisosomas
1.- ¿Dónde esperaría observar microsomas en una electromicrografía de una célula hepática?
Puesto que los microsomas son pequeñas vesículas que se forman por la fragmentación del RE cuando las células se rompen, no podríamos observarlos mediante una electromicrografía de una célula en perfecto estado, sin embargo, si esta está rota, los microsomas se encontrarían esparcidos por todo el citosol ya que en los hepatocitos el RE es un orgánulo muy abundante debido a sus funciones de síntesis lipídica y detoxificación.
2.- Dado que las proteínas que median la inserción de las proteínas de la membrana del retículo endoplásmico son a su vez proteínas de la membrana del retículo endoplásmico ¿cómo han llegado allí?
Las heredaron de la célula madre, sin un retículo endoplásmico preexistente las células no podrían formar otro de novo. Evolutivamente el RE procede de invaginaciones de la membrana plasmática y las células actuales tienen que heredarlo de la célula madre.
3.- Está estudiando la translocación postraduccional de una proteína en microsomas purificados, pero encuentra que la importación es muy poco eficiente. ¿Cuál de los factores siguientes es de esperar que aumente la eficiencia de la importación si se añade a la mezcla de proteínas y microsomas? Razone la respuesta. A. BiP B. Hsp70 citosólica C. Ribosomas libres D. Complejo Sec E. SRP
Las proteínas destinadas a una importación postraduccional al RE se sintetizan en ribosomas libres y se mantienen en una conformación desplegada mediante chaperonas citosólicas Hsp70. Son reconocidas por el complejo Sec62/63 y sus secuencias señal se insertan en el translocón en la membrana del RE. La proteína Sec63 está asociada también a una proteína chaperona (BiP). La unión de múltiples moléculas de BiP y su liberación (unida a hidrólisis de ATP) impulsan la translocación de la cadena polipetídica en el RE. La translocación postraduccional de las proteínas es así activada por la BiP, pero la eficacia de la importación aumentaría si añadiésemos a la mezcla chaperonas Hsp70 citosólicas, ya que las BiP se encuentran en el lumen del RE.
4.- Examine la proteína transmembrana de paso múltiple de la Figura siguiente. ¿Qué puede predecir sobre cuál será el efecto de transformar el primer segmento hidrofóbico transmembrana en un segmento hidrofílico? Esboce la distribución en la membrana del ER de la proteína modificada.
El extremo amino-terminal quedaría expuesto hacia el citosol
5.- Si eliminara la señal de recuperación al ER de la proteína disulfuro isomerasa (PDI) que habitualmente es una proteína soluble residente en el ER ¿Dónde esperaría encontrar a la proteína PDI modificada?
Las proteínas disulfuro ismerasa (PDI) son reconocidas en el compartimento intermedio RE-Golgi o Golgi y transportadas de nuevo al RE por una vía de recuperación. Esta proteína tiene una secuencia diana en su extremo carboxilo terminal que dirige su recuperación hacia el RE. Si se eliminara esta señal de recuperación la proteína mutada sería transportada al Golgi y secretada al exterior celular, es decir, se perdería.
6.- La mayoría de las proteínas usadas para fines terapéuticos son proteínas secretoras estabilizadas por puentes disulfuro. ¿Por qué no pueden usarse células bacterianas para la producción masiva de estas proteínas previa inserción de su gen en el genoma bacteriano, aunque tengan todas las secuencias señal?
Porque las células bacterianas carecen de RE, y la formación de los puentes disulfuro, catalizada por la acción de la PDI, se produce en el lumen de este orgánulo debido al ambiente oxidante. Estos puentes no suelen formarse en el citosol por ser un ambiente reductor que mantiene la mayoría de los residuos de cisteína en su estado reducido
7.- ¿Por qué la respuesta a las proteínas mal plegadas en el retículo endoplásmico es beneficiosa para la célula?
Porque la activación de la vía de respuesta a las proteínas no o mal plegadas (UPR) da lugar a la expansión del RE y la producción de más chaperonas para satisfacer el aumento de la demanda de plegamiento de proteínas, así como a una reducción transitoria de la cantidad de proteínas sintetizadas de novo que llegan al RE. La UPR coordina la capacidad de plegar proteínas del RE con las necesidades fisiológicas de la célula y evita también la muerte celular programada.
8.- Imagine que ha modificado una serie de genes cada uno de los cuales codifica una proteína con un par de secuencias conflictivas que especifican el transporte hacia compartimentos distintos. Si los genes se expresan en una célula, prediga que señal mandará en cada una de las siguientes combinaciones. Explique el razonamiento. A. Señales de importación al núcleo y de importación al RE. B. Señales de importación al núcleo y de exportación desde el núcleo.
9.- ¿Qué efecto tendría sobre su localización en la célula la adicción de la señal M6P a una proteína que normalmente es citosólica? ¿Y a una proteína que normalmente es secretada? Razone las respuestas.
La adicción de la señal M6P a una proteína citosólica no afectaría a su localización, es decir, no se dirigiría a los lisosomas ya que no sería reconocida por los receptores de manosa-6-fosfato que se encuentran en la red trans del Golgi. Esto es así porque las proteínas citosólicas se sintetizan en ribosomas libres y quedan liberadas en el citosol. Por otra parte, una proteína que normalmente es secretada sigue la vía secretora, que comienza en el RE y pasa al Golgi, si posee la señal M6P, es reconocida por los receptores de manosa-6-fosfato en la red trans del Golgi y empaquetada en vesículas de clatrina para ser dirigida finalmente a los lisosomas.
10.- ¿Cuál es el destino predecible de las hidrolasas ácidas lisosómicas en la enfermedad celular I en la que las células carecen de la enzima requerida para la formación de la señal M6P? Razone la respuesta.
