Retículo Endoplasmático: Funciones Clave en Síntesis, Metabolismo y Detoxificación Celular
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Cadenas de Transporte de Electrones Asociadas al RE
Citocromo P-450 y NADH Citocromo Reductasa
Intervienen en la hidroxilación de numerosos sustratos, siendo cruciales en la síntesis de hormonas esteroideas y en procesos de detoxificación.
Citocromo b5 y NADPH Citocromo b5 Reductasa
La membrana del RE presenta asimetría al poseer proteínas que miran hacia la cara hialoplásmica y otras hacia la cara luminar. Los glúcidos unidos a lípidos y proteínas miran hacia la cara luminar.
Funciones del Retículo Endoplasmático
Síntesis de Proteínas Exportables (REG)
La célula fabrica proteínas, algunas para su uso interno y otras para exportar al exterior, ya sea como productos de secreción o para otros destinos intracelulares. La síntesis de proteínas se inicia en el hialoplasma sobre ribosomas libres. Está demostrado que la cadena polipeptídica, durante la traducción del ARNm, emerge por un canal en la subunidad mayor del ribosoma (el canal para la síntesis de proteínas). Este canal coincide con otro en las cisternas del REG, permitiendo que la proteína recién sintetizada caiga directamente a la luz del RE.
Existe una hipótesis que explica la diferencia entre el ARNm de una proteína exportable y el de una no exportable: la hipótesis de la señal. En los ARNm de las proteínas exportables, inmediatamente después del codón inicial (AUG), se encuentra una secuencia de codones señal, seguida por el resto de los codones que sintetizan la proteína. Cuando estos codones señal se traducen, forman un péptido inicial que determina si la proteína es exportable o no. La síntesis de proteínas exportables siempre tiene lugar en el REG.
Síntesis y Metabolismo de Lípidos (REL)
Se lleva a cabo en el REL, con la excepción de los ácidos grasos y algunos fosfolípidos que se sintetizan en las mitocondrias. El REL interviene en la síntesis de fosfolípidos, fosfoglicéridos, colesterol y sus derivados, así como de hormonas esteroideas.
El colesterol es utilizado en la mitocondria para fabricar una molécula intermediaria, la pregnenolona. Esta se exporta a la membrana del REL, pero no penetra en su interior; en cambio, la membrana sufre hidroxilaciones que transforman el intermediario en estrógenos, andrógenos y progesterona. Alternativamente, puede transformarse en otro metabolito que regresará a la mitocondria para convertirse en cortisol o aldosterona. Este proceso es característico de las células de la corteza adrenal.
Otras Funciones del REL
El REL interviene en la elongación y desaturación de ácidos grasos (AG). En las células musculares, sirve como almacén de iones de calcio (Ca²⁺) debido a la presencia de ATPasas dependientes de Ca²⁺ en sus membranas. Además, desempeña un papel crucial en el hígado, participando en el metabolismo del glucógeno (que se almacena en el citoplasma de los hepatocitos) y en la detoxificación.
Glicosilación
Consiste en la adición de azúcares a los lípidos y proteínas sintetizadas en el RE, proceso que se lleva a cabo por las glicosiltransferasas.
Detoxificación
A nivel de la membrana del RE, tiene lugar el metabolismo de sustancias tóxicas a las que estamos expuestos. Estas sustancias son eliminadas en la membrana del RE de órganos clave como el hígado, la piel, los pulmones, el riñón y los intestinos. Este metabolismo se lleva a cabo mediante dos tipos principales de reacciones:
- Oxidación: Para inactivar las sustancias tóxicas, intervienen el oxígeno (O₂) y el complejo citocromo P-450 y su reductasa, lo que provoca la oxidación de la sustancia tóxica.
- Conjugación: Se realiza con el ácido glucurónico. La sustancia tóxica se inactiva en presencia de este ácido. Este proceso puede ocurrir directamente o después de una reacción de oxidación previa.
Biogénesis del Retículo Endoplasmático
Las proteínas del RE se sintetizan en nuevas cisternas. Las proteínas periféricas externas se sintetizan en los polisomas, mientras que las proteínas periféricas internas se sintetizan en los ribosomas. Las proteínas destinadas al retículo endoplasmático son glicosiladas para asegurar su correcto plegamiento. Si no se unen a las chaperonas calnexina y calreticulina, son exportadas al hialoplasma y posteriormente degradadas.