Sistema de endomembranas y vía secretora

El sistema de endomembranas es la red de membranas que sintetiza, modifica, clasifica y despacha proteínas y lípidos a través de una vía conectada de tráfico vesicular.

Definition

El sistema de endomembranas es el conjunto de membranas y orgánulos interrelacionados, unidos por el tráfico vesicular, que se encargan de la síntesis, modificación y direccionamiento de proteínas y lípidos; la vía secretora es la ruta dirigida por la cual las proteínas recién sintetizadas viajan desde el RE hasta sus destinos.

Scope

Este tema abarca el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, los endosomas, los lisosomas y las vesículas que los conectan; sigue la vía secretora desde la entrada cotraduccional en el RE, pasando por la modificación en el Golgi, hasta la clasificación hacia la superficie celular o los lisosomas, junto con la ruta endocítica hacia el interior.

Core questions

• ¿Cómo entran las proteínas al retículo endoplasmático durante la síntesis?
• ¿Cómo modifica y clasifica las proteínas el aparato de Golgi?
• ¿Cómo se forman, dirigen y fusionan las vesículas de transporte con la membrana correcta?
• ¿Cómo se dirigen las proteínas a los lisosomas en comparación con la superficie celular?

Key theories

Transporte vesicular y vía secretora

Palade rastreó las proteínas recién sintetizadas desde el RE a través del Golgi hasta las vesículas secretoras, estableciendo la vía secretora; trabajos posteriores identificaron las proteínas de cubierta y la fusión mediada por SNARE como la maquinaria que forma y dirige las vesículas.

Mechanisms

Las proteínas destinadas a la secreción o a las membranas llevan una secuencia señal que dirige el ribosoma al RE, donde la cadena se transloca y se pliega. El RE exporta la carga en vesículas recubiertas de COPII al Golgi, donde se produce la glicosilación y un procesamiento adicional. Las proteínas de cubierta dan forma a las vesículas en gemación, las GTPasas Rab y las proteínas de anclaje guían el direccionamiento, y las proteínas SNARE impulsan la fusión, entregando la carga a los endosomas, lisosomas o la membrana plasmática. La endocitosis recorre la ruta hacia el interior, internalizando la membrana y el material extracelular.

Clinical relevance

La vía secretora es fundamental para la forma en que las células construyen su superficie, secretan proteínas y mantienen la identidad de los orgánulos, y es un marco central en la biología celular y la biotecnología para la producción de proteínas. El tratamiento aquí es descriptivo y no prescriptivo.

History

Los experimentos de microscopía y pulso-caza de Palade a mediados del siglo XX revelaron la vía secretora; la genética de levaduras de Schekman y la bioquímica de Rothman definieron posteriormente la maquinaria conservada de gemación y fusión de vesículas, y la hipótesis de la señal de Blobel explicó cómo las proteínas son dirigidas al sistema.

Key figures

• George Palade
• James Rothman
• Randy Schekman
• Günter Blobel

Seminal works

• palade1975
• rothman1996

Frequently asked questions

¿Qué es la vía secretora?

Es la ruta por la cual las proteínas sintetizadas en el retículo endoplasmático viajan a través del aparato de Golgi en vesículas de transporte para alcanzar la superficie celular, el espacio extracelular u otros orgánulos.

¿Para qué sirven las proteínas SNARE?

Las proteínas SNARE en una vesícula de transporte y su membrana diana se emparejan para unir las dos membranas e impulsar su fusión, entregando el contenido de la vesícula.