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viernes, 22 de abril de 2016

BACTERIA

Bacteria (del griego, bakteria, ‘bastón’), nombre que reciben los organismos unicelulares y microscópicos, que carecen de núcleo diferenciado y se reproducen por división celular sencilla.


Las bacterias son muy pequeñas, entre 1 y 10 micrómetros (µm) de longitud, y muy  variables en cuanto al modo de obtener la energía y el alimento.

Están en casi todos los ambientes: en el aire, el suelo y el agua, desde el hielo hasta las fuentes termales; incluso en las grietas hidrotermales de las profundidades de los fondos marinos pueden vivir bacterias metabolizadoras del azufre. También se pueden encontrar en algunos alimentos o viviendo en simbiosis con plantas, animales y otros seres vivos.



CLASIFICACIÓN

En el actual sistema de clasificación en cinco reinos, las bacterias pertenecen al reino Móneras, cuyos miembros son organismos procariotas, que se caracterizan porque las células carecen de un núcleo con una membrana diferenciada que lo rodee. Se conocen unas 1.600 especies. 


Las bacterias se suelen clasificar siguiendo varios criterios: por su forma, en cocos (esféricas), bacilos (forma de bastón), espiroquetas y espirilos (con forma espiral); según la estructura de la pared celular; por el comportamiento que presentan frente a la tinción de Gram; en función de que necesiten oxígeno para vivir o no (aerobias o anaerobias, respectivamente); según sus capacidades metabólicas o fermentadoras; por su posibilidad de formar esporas resistentes cuando las condiciones son adversas, y en función de la identificación serológica de los componentes de su superficie y de sus ácidos nucleicos.

La clasificación taxonómica más utilizada divide a las bacterias en cuatro grandes grupos según las características de la pared celular.

La división Gracilicutes incluye a las bacterias con pared celular delgada del tipo Gram negativas;  las bacterias de la división Firmicutes tienen paredes celulares gruesas del tipo Gram positivas; las de la Tenericutes carecen de pared celular y las de la cuarta división Mendosicutes tienen paredes celulares poco comunes, formadas por materiales distintos a los típicos peptidoglucanos bacterianos. 

Entre las Mendosicutes se encuentran las Arquebacterias, un grupo de organismos poco comunes, que incluyen a las bacterias metanogénicas, anaerobias estrictas, que producen metano a partir de dióxido de carbono e hidrógeno; las halobacterias, que necesitan para su crecimiento concentraciones elevadas de sal, y las termoacidófilas, que necesitan azufre y son muy termófilas. 

Se ha discutido sobre la conveniencia de que las Arquebacterias se incluyeran en un reino aparte, ya que estudios bioquímicos recientes han mostrado que son tan diferentes de las otras bacterias como de los organismos eucariotas (con núcleo diferenciado englobado en una membrana). 

Estos cuatro grandes grupos de bacterias se subdividen además en unas 30 secciones numeradas, alguna de las cuales se dividen a su vez en órdenes, familias y géneros. La sección 1, por ejemplo, la componen las espiroquetas, bacterias con forma espiral y paredes celulares Gram negativas y con flagelos filamentosos internos (entre la membrana y la pared celular), que proporcionan al organismo movilidad (capacidad para moverse). Treponema pallidum, causante de la sífilis, es una espiroqueta, un miembro del orden Spirochaetales y de la familia Spirochaetaceae.

No todas las bacterias tienen capacidad de movimiento, pero las que lo hacen se desplazan gracias a la presencia de apéndices filamentosos denominados flagelos. Éstos pueden localizarse a lo largo de toda la superficie celular o en uno o ambos extremos, y pueden aparecer aislados o en grupo. Dependiendo de la dirección en que gire el flagelo, la bacteria puede moverse avanzando o agitándose en una dirección concreta. 


La duración de los movimientos de avance en relación con los de giro, está asociada a receptores presentes en la membrana bacteriana; estas variaciones permiten a la bacteria acercarse a determinadas sustancias, como partículas alimenticias, y alejarse de aquellas condiciones ambientales adversas. 


En algunas bacterias acuáticas, que contienen partículas ricas en hierro, el movimiento se orienta según el campo magnético.


GENÉTICA

El material genético de la célula bacteriana está formado por una hebra doble de ADN circular. Muchas bacterias poseen también pequeñas moléculas de ADN circulares llamados plásmidos, que llevan información genética, pero, la mayoría de las veces, no resultan esenciales en la reproducción. 


Muchos de estos plásmidos pueden transferirse de una bacteria a otra mediante un mecanismo de intercambio genético denominado conjugación.

Otros mecanismos por los cuales la bacteria puede intercambiar información genética son la transducción, en la que se transfiere ADN por virus bacterianos, y la transformación, en la que el ADN pasa al interior de la célula bacteriana directamente desde el medio. 

Las células bacterianas se dividen por fisión; el material genético se duplica y la bacteria se alarga, se estrecha por la mitad y tiene lugar la división completa formándose dos células hijas idénticas a la célula madre. 

Así, al igual que ocurre en los organismos superiores, una especie de bacteria origina al reproducirse sólo células de la misma especie. Algunas bacterias se dividen cada cierto tiempo (entre 20 y 40 minutos).

En condiciones favorables, si se dividen una vez cada 30 minutos, transcurridas 15 horas, una sola célula habrá dado lugar a unos mil millones de descendientes. 

Estas agrupaciones, llamadas colonias, son observables a simple vista. 

En condiciones adversas, algunas bacterias pueden formar esporas, que son formas en estado latente de la célula que permiten a ésta resistir las condiciones extremas de temperatura y humedad.



METABOLISMO BACTERIANO

Hay dos grupos principales de bacterias:
  • las saprofitas, que viven sobre los cuerpos muertos de animales y vegetales,
  • y las simbiontes, que viven en animales o plantas vivas.
Las saprofitas son importantes porque descomponen los cuerpos de las plantas y animales muertos en sus componentes esenciales, haciéndolos accesibles para ser utilizados como alimento por las plantas. 

Muchas bacterias simbiontes se encuentran, en condiciones normales, en los tejidos humanos, incluso en el tubo digestivo y la piel, donde pueden resultar indispensables para los procesos fisiológicos. Este tipo de relación recibe el nombre de mutualismo.

En el comensalismo, las bacterias simbiontes obtienen los nutrientes de sus huéspedes vivos causándoles un daño considerable. Los parásitos, el tercer tipo, pueden provocar la destrucción de las plantas o de los animales en los que viven.

Las bacterias están implicadas en la descomposición o deterioro de la carne, el vino, las verduras, la leche y otros productos de consumo diario. 

La acción de las bacterias puede originar cambios en la composición de algunos alimentos y provocar un mal sabor. 

El crecimiento de bacterias en los alimentos puede también ocasionar intoxicaciones alimentarias, como las originadas por Staphylococcus aureus y Clostridium botulinum.

Por otra parte, las bacterias resultan de gran importancia en muchas industrias. La capacidad fermentadora de ciertas especies es aprovechada en la producción de queso, yogur, adobos y salazones. 

También resultan importantes en el curtido de cueros, la producción de tabaco, la conservación del grano, los tejidos, los fármacos, y en la elaboración de varios tipos de enzimas, polisacáridos y detergentes.

Las bacterias se encuentran en casi todos los ambientes e intervienen en varios procesos biológicos. Por ejemplo, pueden producir luz, como en la fosforescencia de los peces muertos, y pueden producir combustión espontánea en almiares, pajares y graneros de lúpulo. Ciertas formas anaerobias desprenden, por descomposición de la celulosa, gas de los pantanos en charcas estancadas; otras bacterias favorecen la formación de depósitos de hierro ocre y manganeso en los pantanos.

Las bacterias también afectan a la naturaleza y composición del suelo. Como resultado de su actividad, los restos de sustancias orgánicas de las plantas y los animales se descomponen en partículas inorgánicas. 

Este mecanismo es una fuente importante de alimento para las plantas. Además, las leguminosas enriquecen el suelo al incrementar el contenido de nitrógeno gracias a la ayuda de la especie Rhizobium radicicola y de otra bacteria que infecta las raíces de las plantas y origina nódulos de fijación de nitrógeno. 

El proceso fotosintético en que se basan las plantas fue, casi con certeza, desarrollado en primer lugar en las bacterias; el reciente descubrimiento de una bacteria fotosintetizadora denominada Heliobacterium chlorum puede ayudar a la comprensión de este desarrollo fundamental en la evolución de la vida.



BACTERIAS PATÓGENAS 

Casi 200 especies de bacterias son patógenas para el ser humano, es decir, causantes de enfermedades. El efecto patógeno varía mucho en función de las especies y depende tanto de la virulencia de la especie en particular como de las condiciones del organismo huésped. 


Entre las bacterias más dañinas están las causantes del cólera, del tétanos, de la gangrena gaseosa, de la lepra, de la peste, de la disentería bacilar, de la tuberculosis, de la sífilis, de la fiebre tifoidea, de la difteria, de la fiebre ondulante o brucelosis, y de muchas formas de neumonía.

Hasta el descubrimiento de los virus, las bacterias fueron consideradas los agentes patógenos de todas las enfermedades infecciosas.

Los efectos patógenos provocados por las bacterias en los tejidos pueden agruparse en las cuatro clases siguientes: 

(1) efectos provocados por la acción directa local de la bacteria sobre los tejidos, como en la gangrena gaseosa causada por Clostridium perfringens; 

(2) efectos mecánicos, como cuando un grupo de bacterias bloquea un vaso sanguíneo y causa un émbolo infeccioso;

(3) efectos de respuesta del organismo ante ciertas infecciones bacterianas en los tejidos, como las cavidades formadas en los pulmones en la tuberculosis, o la destrucción de tejido en el corazón por los propios anticuerpos del organismo en las fiebres reumáticas;

(4) efectos provocados por toxinas producidas por las bacterias, sustancias químicas que resultan tóxicas en algunos tejidos. Las toxinas son, en general, específicas de cada especie; por ejemplo, la toxina responsable de la difteria es diferente de la responsable del cólera.



ANTIBIÓTICOS

Ciertos microorganismos, tanto determinados hongos como algunas bacterias, producen sustancias químicas que resultan tóxicas para algunas bacterias específicas. 


Estas sustancias, entre las que se incluyen la penicilina y la estreptomicina, son los denominados antibióticos; producen la muerte de las bacterias o impiden su crecimiento o reproducción. 


En la actualidad, los antibióticos están desempeñando un papel cada vez más importante en  medicina para controlar las enfermedades bacterianas.

Dentro de las bacterias existe una familia, las Entero bacterias, que forma una comunidad integrada por un gran número de especies bacterianas, muy relacionadas, huéspedes naturales del intestino grueso del hombre y los animales, habitantes del suelo y del agua. En este hábitat cumplen importantes funciones metabólicas.

Se han obtenido del estudio de esta bacteria, que ha servido de “banco de pruebas” en innumerables protocolos de investigación. Se trata de un organismo polimorfo, móvil, de 1-3 por 0,5 micrómetros de tamaño, es decir, mucho más pequeño que las células intestinales con las que convive, casi el tamaño de una de sus mitocondrias. Entre las enterobacterias podemos mencionar a las bacterias Escherachia Coli.

Cuando se la cultiva en medios sólidos forma colonias circulares convexas de 3 a 5 mm, brillantes de color blanco amarillento.  



A pesar de su pequeño tamaño, es uno de los organismos más estudiados, se conoce muy bien su estructura, las biomoléculas que la componen, su genética y metabolismo.






CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

1.- Organización Morfológica y funcional específica.
2.- Nutrición y Metabolismo.
3.- Homeostasis.
4.- Crecimiento y desarrollo.
5.- Reproducción. 
6.- Irritabilidad
7.- Autopoyesis
8.- Evolución y Adaptación

1.- Organización Morfológica y funcional específica


Organización o Estructura.- La célula es la unidad fundamental de la vida, todo ser vivo está formado por células, algunos individuos son unicelulares, y otros son pluricelulares. Éstas pueden ser eucariontes o procariontes.

Con sistemas abiertos, intercambian materia y energía del medio.

2.- Nutrición y Metabolismo.

La nutrición consiste en  la incorporación de sustancias necesarias para el buen mantenimiento de las funciones orgánicas. Mediante la nutrición, los seres vivos consiguen materiales (nutrientes) para construir y reparar su cuerpo y energía para realizar el resto de sus funciones vitales

Según su nutrición se pueden clasificar en:

- Autótrofos: Obtienen energía a partir de moléculas inorgánicas.

- Heterótrofos: Se alimentan de organismos muertos o en el proceso de descomposición.

Al alimento al ingresar al interior del organismo, da comienzo al metabolismo que es el conjunto de reacciones químicas propias de los seres vivos y que tienen como objetivo principal el aprovechamiento de la materia y energía.

Con el metabolismo los organismos captan energía del medio ambiente y la transforman, lo que les permite desarrollar todas sus actividades. Para realizar sus funciones vitales, los seres vivos transforman las sustancias que entran a su organismo.

Esta serie de procesos químicos se conoce como metabolismo, se divide en anabolismo (síntesis o construcción de materiales) y catabolismo (degradación de materia, transformación de moléculas complejas en sencillas).


En este proceso participan la nutrición y respiración. Las plantas captan la energía solar y realizan la fotosíntesis (autótrofas), los animales se alimentan de plantas o de otros animales (heterótrofos), la mayoría de los organismos respiran oxígeno y se llama aerobios, y otros son anaerobios. El metabolismo es indispensable para la vida.

3.- Homeostasis.

Homeostasis.- se aplica la capacidad que tienen los seres vivos de mantener sus condiciones internas constantes y en un estado óptimo, a pesar de los cambios en las condiciones ambientales en que se encuentren. Todas las células de nuestro cuerpo están bañadas por líquido, este se mantiene en condiciones constantes de pH, temperatura, concentración de iones, de nutrientes y volumen de agua.


Los sistemas de excreción forman parte de los mecanismos de homeostasis.

4.- Crecimiento y desarrollo.

El crecimiento está relacionado con el aumento de tamaño de un individuo (aumento en su número de células).

El desarrollo se relaciona con los cambios morfológicos y fisiológicos ocurridos durante la vida de organismos, es el desarrollo,  la adquisición de nuevas características.

5.- Reproducción. 

Capacidad de generar descendientes con similares características morfológicas y fisiológicas, de manera que se logra perpetuar la especie. 

Algunos tiene reproducción asexual (de un solo organismo se produce su descendencia) y otros sexual (en la cual hay combinación de las características de los progenitores).

6.- Irritabilidad

Capacidad de reaccionar o responder ante estímulos internos e externos.

 Los organismos vivos responden a estímulos del medio ambiente, una planta responde a la luz y la sigue, una abeja es atraída por el color de las flores o un ciervo corre al escuchar un sonido extraño. Incluso los protozoarios responden a los estímulos del medio ambiente.

7.- Autopoyesis

Capacidad de los sistemas de producirse a si mismos, o sea, de generar los propios componentes que a su vez vuelven a producir los componentes que los produjeron.

Entonces un sistema autopoyético es un sistema que a su vez de ser programado desde fuera, se hace a sí mismo.

Por ejemplo; el ADN tiene la información para la síntesis de proteínas pero, a su vez, hay proteínas que intervienen en la síntesis del ADN.
 
8.- Evolución y Adaptación

Evolución.- Las especies se van transformando a través del tiempo, como resultado de estos cambios se observan características adecuadas al ambiente en que vive el organismo. El ser vivo es producto de muchos cambios acumulados en un largo período de tiempo. 


Adaptación.- Para que los seres vivos llegaran a la etapa actual de su evolución tuvieron que sufrir una serie de transformaciones a través de millones de años, adecuándose a las condiciones cambiantes de su medio, esa capacidad de adecuación se llama adaptación. Los organismos que poseían los rasgos que los convertían mejor adaptados sobrevivieron y tuvieron mayor posibilidad de reproducirse y transmitían  esa característica a su descendencia.



miércoles, 20 de abril de 2016

RETÍCULO ENDOPLASMATICO

Es un sistema formado por endomembranas. Es un complejo de cavidades intercomunicadas, delimitadas por paredes membranosas de entre 50 y 60 angstroms de espesor. Por lo tanto, esto significa que las células procariotas que no tienen membranas dentro de su propia membrana no van a tener retículo endoplasmático.  Las células eucariotas animales y vegetales, si lo tienen.

El retículo endoplasmático (R.E) existe en dos variedades morfológicamente  diferentes: el liso o agranular (R.E.L) y el rugoso (R. E. R), también llamado granular (R. E. G), que se distingue por la presencia de numerosos ribosomas adosados a sus paredes. En los distintos tipos celulares, varía la cantidad relativa de R.E.R y R.E.L.

El R.E.R consiste en una serie de cavidades aplanadas, mientras que el R. E. L, tiene una apariencia tubular.  Este sistema membranoso está formado por sacos  aplanados que se conectan  a su vez a través de túbulos, de manera que su parte interior se llama lumen. Ambos interconectados y juntos delimitan un espacio llamado lumen que recorre todo el citosol.

El R.E.  participa en la síntesis, modificación y transporte de sustancias a través de toda la célula. Se conecta  en forma directa con las membranas nucleares y de manera no directa con el Aparato de Golgi a través de vesículas de transporte.

El RE no es hemoogeneo  tiene diferentes domininios: 

a) Retículo Endoplasmático Rugoso 
b) Retículo endoplasmático Liso.

a) El R.E R está asociado con el transporte y procesamiento intracelular  de las proteínas que se sintetizan en los ribosomas. La proteína es vertida dentro de una vesícula. Estas proteínas están destinadas, en su mayoría, a ser secretadas para cumplir su función fuera de la célula que se produce, o integrarse en las endomembranas y en la membrana plasmática o  bien al citoplasma o al Aparato de Golgi.

En el R.E.R encontramos la  Glicosilación, que es añadirle restos glucidicos o carbohidratos simples a las proteínas que hace y esta parte lo hace en comunión con el Aparato de Golgi.

b) El R.E.L se encarga del metabolismo de lípidos. En las células del hígado, los hepatocitos, tenemos mucho R.E.L porque hace es destoxicar los lípidos que entran donde son degradadas las toxinas. En el R.E.L se realiza la síntesis de diversos tipos de lípidos y se metaboliza hormonas esteroideas como son las hormonas sexuales.

Los triglicéridos son sintetizados en el lumen y se almacenan luego como microgotas de grasa ricas en energía. También se sintetizan allí los fosfolípidos que forman parte de la estructura de las membranas biológicas.


El R.E.L de las células musculares se denomina retículo endoplasmático y forma un sistema capaz de acumular para la contracción muscular.

VER: El retículo endoplásmico y los ribosomas

SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS

El sistema de endomembranas está constituido por el retículo endoplasmático, aparato de Golgi y los lisosomas, clásicamente. En la actualidad se incluye también otro orgánulo que son los endosomas.

Se caracteriza por ser un sistema de cisternas, túbulos y vesículas limitados por una unidad de membrana de Roberson y que intervienen en la síntesis y maduración de las proteínas y glúcidos y las dirigen a sus lugares correspondientes. Es una parte de los sistemas de secreción de la célula y del sistema de digestión intracelular.

Supone una ventaja para la célula eucariota (no existe en células procariotas) porque representa una serie de compartimentos celulares donde tiene lugar una serie de actividades celulares.

Todos los compartimentos hacen la distribución de proteínas, glúcidos y lípidos a sus lugares correspondientes.

La síntesis de proteínas se lleva a cabo en el retículo endoplasmático, estas proteínas pasan al aparato de Golgi y se modifican y desde el aparato de Golgi esas proteínas son distribuidas, por un lado pueden ir a los endosomas o a los lisosomas o pueden ir también a las vesículas de secreción.

Biosíntesis proteica: El ARN mensajero proviene de la transcripción del ADN nuclear y es su imagen especular. Al llegar al retículo endoplasmático, se fija a unas estructuras específicas llamadas ribosomas, adheridas al retículo endoplasmático, gracias a las riboforinas. Allí participa en la síntesis de proteínas, determinando el orden en que se unirán los aminoácidos.

Información está codificada en forma de tripletes: cada tres bases constituyen un codón que determina un aminoácido. Las reglas de correspondencia entre codones y aminoácidos constituyen el código genético. Los aminoácidos son enviados por el ARN de transferencia, específico para cada uno de ellos, y son trasportados hasta el ARN mensajero, donde se aparean el codón de éste y el anticodón del ARN de transferencia, por complementar de bases, y de ésta forma se sitúan en la posición que les corresponde.

Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero, está siendo utilizada por varios ribosomas simultanéamente.


Metabolismo de lípidos: 

Dado que no tiene ribosomas, en el retículo endoplasmático liso no se sintetizan proteínas. Pero tiene un papel esencial en la síntesis de lípidos de la membrana plasmática, colesterol y derivados de éste, como los ácidos biliares o las hormonas esteroideas.


El retículo endoplasmático

 Es un orgánulo que se organiza como túbulos, cisternas y vesículas que están limitadas por una unidad de membrana de Roberson.

Tiene una distribución muy amplia por todo el citoplasma. Es el orgánulo más grande de prácticamente todas las células.

Su superficie de membrana puede representar alrededor de la mitad de todas las membranas de la célula. La luz que queda dentro de esas membranas puede representar alrededor del 10% de todo el volumen celular.

Dentro del retículo endoplasmático se distinguen dos tipos: retículo endoplasmático rugosos (RER) y retículo endoplasmático liso (REL), según presenten en su superifice ribosomas o no.

El RER suele presentar continuidad con la envuelta nuclear que participa en el procesamiento de proteínas y es muy abundante en las células plasmáticas, en los hepatocitos (células del hígado).

El RER presenta una localización más amplia que el REL

La localización del REL es má variable y está implicado en el metabolismo de lípidos.

Es abundante en células que sintetizan hormonas esteroideas.

-          Historia:

En el siglo XIX Heidenheim y Plüger vieron dentro de la célula unos grumos que se teñían con el colorante de Nissl. Con este colorante veían unos cuerpos de color azul-violeta y los denominaron cuerpos de Nissl o sustancia tigroide debido a su aspecto.

Posteriormente y en ese mismo siglo Garnier a esos cuerpos los denomina Ergastoplasma porque propone que está relacionado con la digestión intracelular, la cual sabemos hoy que es algo erróneo.

La descripción del retículo endoplasmático a microscopía electrónica se llevó a cabo en 1952 por Porter y Palade, además hicieron ensayos de marcar diferentes componentes del retículo endoplasmático para saber hacia donde se dirigían los productos que sintetizaban en el retículo endoplasmático.

Ellos vieron la continuidad que había entre el retículo endoplasmático y el complejo de Golgi y cómo el complejo de Golgi era el orgánulo dónde iban los productos sintetizados por el retículo endoplasmático.

En 1971 Sabatini y Blobel describen la “hipótesis del péptido señal” como base para explicar la síntesis de proteínas dirigida hacia el interior del retículo endoplasmático rugosos que es la base de todas las funciones de las endomembranas.

-          Estructura y ultraestructura:

A microscopía óptica lo único que se ve dentro del citoplasma son unos grumos teñidos con la técnica de Nissl.

La microscopía electrónica nos da una información de cómo es el retículo endoplasmático rugoso y el retículo endoplasmático liso.

Los dos retículos están constituidos por una unidad de membrana de Roberson que tiene un espesor de 5 nm y deja una luz interior de aproximadamente 30-50 nm por término medio. En ocasiones ese espacio puede tener hasta 300 nm, en pacientes que presentan mielomas por dentro del retículo endoplasmático de las células plasmáticas aparecen inclusiones cristalinas (cuerpos de Russell).

Esas membranas van a tener dos caras, una que está en contacto con e citoplasma (cara citoplásmica) y otra que mira hacia el interior (cara luminal o exoplásmica). Esa cara exoplásmica sería similar a la cara externa de la membrana plasmática.

El retículo endoplasmático rugosos y el liso aparecen de formas diferentes a microscopía electrónica.

El RER aparece como unas cisternas aplanadas y en la membrana tienen pegados los ribosomas.

El REL aparece como un sistema de túbulos, son estructuras más redondeadas y no presentan ribosomas adheridos a su pared.

En los hepatocitos, 2/3 de todo el retículo endoplasmático de la célula es RER y 1/3 es REL.

En las células plasmáticas el 95% de todo el retículo endoplasmático de la célula es RER.

En las células de Leydig (células que se encuentran en el testículo y secretan hormonas esteroideas) el 95% de todo el retículo endoplasmático de la célula es REL.


Dependiendo del estado funcional de la célula se encuentran más retículos endoplasmáticos rugosos o lisos o al contrario.

Retículo sarcoplásmico: es un retículo endoplasmático que almacena calcio que es necesario para realizar la contracción muscular.

-          Composición química:

a)        Membranas: 30% de lípidos y 70% de proteínas. Los lípidos tienen las colas más cortas porque tienen dobles enlaces, tienen instauraciones que hacen que su longitud sea menor. Además también tienen pocas trazas de colesterol y poca esfingomielina, que hace que las membranas sean más fluidas. Son asimétricas y así la Fosfatidilserina y Fosfatidiletanolamina son más abundantes en la cara citoplasmática mientras que lo fosfatidilcolina y la esfingomielina se encuentran en la cara luminal. En cuanto a las proteínas son muy abundantes los citocromos (cit. P 450) y también son abundantes las enzimas (NADH-reductasa). Esas proteínas que se encuentran son diferentes en el RER y en el REL. El RER va a tener unas proteínas determinadas.

b)        Luz:

lisos o al contrario.

Retículo sarcoplásmico: es un retículo endoplasmático que almacena calcio que es necesario para realizar la contracción muscular.

-          Composición química:

a)        Membranas: 30% de lípidos y 70% de proteínas. Los lípidos tienen las colas más cortas porque tienen dobles enlaces, tienen instauraciones que hacen que su longitud sea menor. Además también tienen pocas trazas de colesterol y poca esfingomielina, que hace que las membranas sean más fluidas. Son asimétricas y así la Fosfatidilserina y Fosfatidiletanolamina son más abundantes en la cara citoplasmática mientras que lo fosfatidilcolina y la esfingomielina se encuentran en la cara luminal. En cuanto a las proteínas son muy abundantes los citocromos (cit. P 450) y también son abundantes las enzimas (NADH-reductasa). Esas proteínas que se encuentran son diferentes en el RER y en el REL. El RER va a tener unas proteínas determinadas.

b)        Luz:

1 – RER: son abundantes las proteínaQs que se han sintetizado y todas aquellas enzimas relacionadas con el procesamiento de esas proteínas.
2 – REL: aparecen enzimas relacionadas con el metabolismo de lípidos, con la síntesis de moléculas lipídicas.

-          Funciones:

a)        Funciones estructurales: El retículo endoplasmático constituye un sistema de membranas que interacciona con los componentes del citoesqueleto interviniendo como un andamiaje intracelular.

b)        Funciones morfogénicas: A partir del retículo endoplasmático se va a formar el complejo de Golgi, los lisosomas, la envuelta nuclear y también interviene en la formación de las plaquetas (se forman a partir de una célula denominada megacariocito).

c)        Funciones metabólicas: La síntesis de proteínas y de lípidos y su exportación las dirige hacia otros lugares (aparato de Golgi y membrana plasmática) tanto proteínas como lípidos y además el REL interviene en procesos de detoxificación.

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS ASOCIADA AL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Las proteínas se sintetizan a partir de los ribosomas que se encuentran libres en el citoplasma. Las proteínas que se van al núcleo, a las mitocondrias, cloroplastos y peroxisomas tiene lugar su síntesis en el citoplasma. Pero hay otras proteínas que se sintetizan asociadas  a las membranas del retículo endoplasmático por ribosomas y que van al retículo endoplasmático, membrana plasmática, vesículas de secreción y lisosomas.

Las proteínas tienen que pasar de las vesículas al RE y se pueden dar dos casos:

-          Que la proteína pase al RE cuando se está sintetizando; en este caso se habla de una translocación contraduccional (se lleva a cabo en células eucariotas y en levaduras), a la vez que se está traduciendo la proteína.

-          Hay otros casos en los que la proteína sólo puede traducirse una vez que se ha sintetizado la proteína, proceso denomina translocación postraduccional (la llevan a cabo levaduras).

TRANSLOCACIÓN CONTRADUCCIONAL

PROTEÍNAS SOLUBLES
           
La síntesis de proteínas se inicia en ribosomas que están libres en el citoplasma. Esa proteína lleva un péptido señal (secuencia de 20 aminoácidos) que le induce a pasar al RE. Si se está sintetizando una proteína que lleva un péptido señal, ese péptido señal es reconocido por una partícula (PRS = partícula de reconocimiento de la señal; es un complejo formado por seis aminoácidos y un ARN de 7s denominado ARN-7SL. El PRS reconoce al péptido señal.

Los ribosomas sólo están pegados a las membranas del RE cuando están sintetizando una proteína. El receptor del PRS se denomina riboforina que reconoce la PRS y el ribosoma queda pegado a la membrana del RE, el receptor del PRS lleva asociado un complejo de translocación (Sec 61), compuesto por un canal por donde se va a producir la translocación de la proteína. Pasa el péptido señal y el resto de la proteína al interior del RE. Asociada al complejo de translocación hay una proteína denominada peptidasa señal, que corta el péptido señal y el este péptido queda en la membrana. Una vez que termina la síntesis, el ribosoma se suelta de la membrana del RE y la proteína sintetizada queda en el lumen del RE.

PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA

Se pueden dar tres casos posibles:

-          Se inicia la translocación como en el caso de las proteínas solubles, pero en un momento se sintetiza una secuencia de aminoácidos dentro de la proteína que indica que se destruya la translocación, cuando aparece esa secuencia la proteína continúa sintetizándose en el citosol. El péptido señal es cortado por la peptidasa señal y la aparición de una secuencia de terminación hace que el canal de translocación se cierre y se separe la proteína del complejo Sec 61. La proteína queda anclada dentro de la membrana del RE con el extremo amino en el interior y el extremo carboxilo en el exterior.

-          En ocasiones el péptido señal es interno, se encuentra dentro de la secuencia proteica, no está en el extremo de la proteína. Cuando aparece el péptido señal comienza la translocación. Quedando el extremo amino en el exterior (citosol) y el extremo carboxilo en la parte interna del RE. En este caso el péptido señal no se corta. Es la proporción que se ancla a la membrana del RE.

-          El péptido señal es interno, cuando se inicia la translocación lo que se transloca es la parte de la proteína ya sintetizada, lo anterior al péptido señal. Continúa la transducción quedando el extremo carboxilo de la proteína en el exterior y el extremo amino en el interior del RE. Tampoco hay escisión del péptido señal.

PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA MULTIPASO

En este caso hay una combinación entre el péptido señal y la señal de detención de la transferencia, anclándose ambos elementos a la membrana del RE. Si aparece un segundo péptido señal u otra señal de detención de la transferencia de producen varios anclajes.

TRANSLOCACIÓN POSTRADUCCIONAL
           
La proteína se sintetiza asociada a ribosomas libres del citoplasma y una vez que está sintetizada, ésta pasa al interior del RE. La proteína no puede pasar al lumen del RE si está plegada. Según se sintetiza la proteína se una chaperona evitando el plegamiento de la proteína. Las proteínas que pasan al RE por translocación postraduccional se supone que llevan también una señal que indica que deben pasar al RE peor aún se desconoce esa señal. La proteína se pega al complejo de translocación que hay en la membrana del RE, constituido por el Sec 61 y el Sec 62/63 unidos entre sí y la proteína pasa en suforma desplegada hacia el interior del RE. Se supone que la mayor parte de las proteínas que pasan por este sistema son proteínas solubles. Dentro del RE esas proteínas sufren ciertas modificaciones.

PLEGAMIENTO Y PROCESAMIENTO DE LAS PROTEÍNAS EN EL RER

Primero se tiene que plegar según su conformación tridimensional. Ese plegamiento de las proteínas dentro del RE se lleva a cabo con la ayuda de chaperonas. La chaperona BIP normalmente va asociada al complejo de translocación, es el caso de la translocación postraduccional parece que es imprescindible esa chaperona BIP para que se produzca el correcto plegamiento de las proteínas. En un principio mantiene desplegada la cadena hasta que se sintetiza totalmente la proteína y no se pliegue. Una vez que se ha sintetizado toda la proteína, van a actuar otras chaperonas, entre las que destaca la calnexina y la calrreticulina que intervienen en el correcto plegamiento de la proteína en el lumen del RE. 

Para el plegamiento y ensamblaje correcto de la proteína tienen que formarse puentes disulfuro, que se forman entre las cadenas laterales de cisteína. La formación de los puentes disulfuro se hace por una enzima denominada disulfuro isomerasa. Hay muchas proteínas que son glucoproteínas que llevan restos glucídicos pegados a la cadena proteica. La unión del glúcido a la proteína se denomina glucosilación, que puede ser de dos tipos:

-          N-glucosilación: cuando se une el resto glucídico a la proteína a un grupo NH- de un aminoácido de la proteína.

-          O-glucosilación: cuando se une el resto glucídico al extremo hidroxilo de un aminoácido.

En el RE se inicia la N-glucosilación que después va a continuar en el complejo de Golgi. La O-glucosilación tiene lugar exclusivamente en el complejo de Golgi.

Inicio de la N-glucosilación: se necesita una proteína y un resto glucídico. El resto glucídico está anclado a la membrana del RE por una molécula que es el dolicol (es un compuesto lipídico). Siempre lleva restos de N-acetilglucosamina, manosa y glucosa en el inicio de la N-glucosilación y esos restos glucídicos se unen al dolicol en la cara citoplasmática de la membrana del RE, el dolicol por las flipasas hace un movimiento de flic-floc y los restos glucídicos pasan al interior del RE.

Cuando se une el glúcido a la proteína siempre lo hace por el extremo NH2- de la asparragina, ese proceso se realiza en un solo paso y la enzima que lo lleva a cabo es la oligosacaril transferasa que se encuentra en la membrana del RE.

-          O-glucosilación: cuando se une el resto glucídico al extremo hidroxilo de un aminoácido.

En el RE se inicia la N-glucosilación que después va a continuar en el complejo de Golgi. La O-glucosilación tiene lugar exclusivamente en el complejo de Golgi.

Inicio de la N-glucosilación: se necesita una proteína y un resto glucídico. El resto glucídico está anclado a la membrana del RE por una molécula que es el dolicol (es un compuesto lipídico). Siempre lleva restos de N-acetilglucosamina, manosa y glucosa en el inicio de la N-glucosilación y esos restos glucídicos se unen al dolicol en la cara citoplasmática de la membrana del RE, el dolicol por las flipasas hace un movimiento de flic-floc y los restos glucídicos pasan al interior del RE.

Cuando se une el glúcido a la proteína siempre lo hace por el extremo NH2- de la asparragina, ese proceso se realiza en un solo paso y la enzima que lo lleva a cabo es la oligosacaril transferasa que se encuentra en la membrana del RE.

Dentro del RE la parte glucídica se va transformando, se pierden los restos de glucosa y algunos de manosa porque se inicia un procesamiento de ese resto glucídico, de esa forma pasa al complejo de Golgi.

Algunas proteínas también se van a anclar a un glucolípido en el RER, ese glucolípido es el glucosilfosfatidilinositol (GFI). El extremo carboxilo se une a los restos glucídicos.

La proteína queda en el lumen del RE y cuando pase a la membrana va a quedar en la cara externa de la membrana.

SÍNTESIS DE LÍPIDOS QUE TIENE LUGAR EN EL REL

Los lípidos se sintetizan asociados a las membranas del REL y van a ser transportados a sus destinos finales.

Los fosfolípidos se sintetizan asociados a la parte citoplasmática de la membrana del RE y la mayor parte de ello derivan del glicerol. El glicerol se encuentra unido a la membrana del RE en la cara citosólica y se van a ir uniendo los ácidos grasos, que se transfieren a través de transportadores de Coenzima A, sufren unas transformaciones, se unen los grupos polares de cabeza para dar lugar a los distintos tipos de fosfolípidos, siempre asociados a la parte citosólica de la membrana del RE.

A través de las flipasas, por movimientos de flig-flog, esos nuevos fosfolípidos sintetizados pasan a la otra cara, a la cara interna, del REL.

Dentro de la membrana, por vesículas pasan al complejo de Golgi y a vesículas o hacia la membrana.

No sólo se sintetizan los fosfolípidos sino también el colesterol y la esfingomielina en la cara citosólica y por las flipasas pasa a la cara interna del RE.

Pero los lípidos que se necesitan en las membranas de las mitocondrias y de los peroxisomas no se transportan a través de las vesículas. Esos lípidos tienen que pasar desde donde se sintetizan a las membranas de las mitocondrias y de los peroxisomas, pero no a través de vesículas sino que se lleva a cabo a través de proteínas transportadores de fosfolípidos.

El fosfolípido está en la cara citosólica y no pasa a la membrana luminar del RE.

Esa proteína se une al fosfolípido que queda libre en el citoplasma y eso proteína lleva el fosfolípido y lo inserta en las membranas de las mitocondrias y esa proteína vuelve a quedar libre dentro del citoplasma.

TRANSPORTE DE PROTEÍNAS Y LÍPIDOS


No sólo se sintetizan los fosfolípidos sino también el colesterol y la esfingomielina en la cara citosólica y por las flipasas pasa a la cara interna del RE.

Pero los lípidos que se necesitan en las membranas de las mitocondrias y de los peroxisomas no se transportan a través de las vesículas. Esos lípidos tienen que pasar desde donde se sintetizan a las membranas de las mitocondrias y de los peroxisomas, pero no a través de vesículas sino que se lleva a cabo a través de proteínas transportadores de fosfolípidos.

El fosfolípido está en la cara citosólica y no pasa a la membrana luminar del RE.

Esa proteína se une al fosfolípido que queda libre en el citoplasma y eso proteína lleva el fosfolípido y lo inserta en las membranas de las mitocondrias y esa proteína vuelve a quedar libre dentro del citoplasma.

TRANSPORTE DE PROTEÍNAS Y LÍPIDOS

El RE va a empaquetar las proteínas y los lípidos sintetizados y los transporta hacia otros compartimentos celulares.

Desde el RE se van a formar vesículas cargadas de los productos que se han sintetizado en el RE, esas vesículas van cargadas con proteínas y en las membranas llevarán también proteínas.

Se forman vesículas por defecto, todo lo que se forma sale del RE.

Pero algunas proteínas son exclusivas del RE y parece que llevan incorporadas una señal de que tienen que volver al RE, ese indicador son restos de aminoácidos.

Las proteínas solubles que tienen que quedar en el RE llevan una secuencia de cuatro aminoácidos, denominada secuencia KDEL y es un indicador de que esas proteínas solubles tienen que quedar en el lumen.

En el caso de proteínas transmembrana llevan otra secuencia denominada KKXX.
Que también indica que esa proteína tiene que volver al RE.

Esas vesículas formadas van al complejo de Golgi, pero van a un compartimento intermedio denominado CIREG (Compartimiento Interno Retículo Endoplasmático Golgi) o también se denomina la red cis del Golgi.

PROCESOS DE DETOXIFICACIÓN (ELIMINACIÓN DE TÓXICOS)

compartimentos celulares.

Desde el RE se van a formar vesículas cargadas de los productos que se han sintetizado en el RE, esas vesículas van cargadas con proteínas y en las membranas llevarán también proteínas.

Se forman vesículas por defecto, todo lo que se forma sale del RE.

Pero algunas proteínas son exclusivas del RE y parece que llevan incorporadas una señal de que tienen que volver al RE, ese indicador son restos de aminoácidos.

Las proteínas solubles que tienen que quedar en el RE llevan una secuencia de cuatro aminoácidos, denominada secuencia KDEL y es un indicador de que esas proteínas solubles tienen que quedar en el lumen.

En el caso de proteínas transmembrana llevan otra secuencia denominada KKXX.

Que también indica que esa proteína tiene que volver al RE.

Esas vesículas formadas van al complejo de Golgi, pero van a un compartimento intermedio denominado CIREG (Compartimiento Interno Retículo Endoplasmático Golgi) o también se denomina la red cis del Golgi.

PROCESOS DE DETOXIFICACIÓN (ELIMINACIÓN DE TÓXICOS)
EL ORIGEN DEL RE: ONTOGENÉTICO Y FILOGENÉTICO

    Origen ontogenético: cuando una célula se divide, el contenido del RE se divide entre las dos células hijas.

    Origen filogenético: las células procariotas no tienen membranas en su interior. Se supone que una célula procariota se creó el RE. Había determinadas acciones enzimáticas que estaban unidas a determinadas porciones de membrana plasmática y esa membrana se invaginó hasta que se fueron separando y originaron un compartimiento en el interior de la célula que llevaba asociado reacciones enzimáticas particulares.

El REL contiene enzimas que metabolizan compuestos no solubles.

Estas enzimas inactivan un importante número de drogas que potencialmente son nocivas (barbitúricos, etanol, insecticidas, herbicida, conservantes, medicamentos, etc).
El REL convierte todos esos tóxicos en productos hidrosolubles que pueden eliminarse a través de la orina.

La degradación de esos productos se lleva a cabo en el REL de las células del riñón, hígado, intestino, piel, páncreas y pulmones.

El REL cuando hay exceso de un tóxico lo que hace es aumentar el contenido de REL, se produce una hiperplasia del REL.

Las principales enzimas son oxigenasas, es la reacción de detoxificación más importante que lleva a cabo el REL, también interviene el Citocromo P450 que también es una oxigenasa.

CONFIGURACIONES ESPECIALES DEL RE

    Retículo sarcoplásmico o sarcoplasmático: es un tipo especial de RE que aparece exclusivamente en las células musculares y está especializado en el almacenamiento de calcio necesario para que esas células lleven a cabo su función de contracción muscular.


    Cisternas hipolémicas: es una cisterna del retículo endoplasmático que se sitúa cerca de la membrana plasmática. Se sitúa en zonas de las neuronas donde hay un contacto sináptico. Esas cisternas también sirven como almacén de calcio y proteínas que intervienen en la sinapsis, en la comunicación de una neurona con otra.

    Laminillas espirales: son cisternas del REL dispuestas de forma concéntrica, estas laminillas espirales aparecen en algunas patologías en células que tienen mucho REL o después de la administración de fármacos.