Retículo Endoplasmático: Rugoso e Liso

O retículo endoplasmático (RE) é uma rede interconectada de túbulos membranosos e sacos achatados contínuos com o envoltório nuclear, formando o maior sistema de membranas da célula eucariótica. Ele existe em uma forma rugosa, pontilhada por ribossomos, que sintetiza e dobra proteínas de membrana e secretoras, e uma forma lisa, livre de ribossomos, que lida com a síntese de lipídios, desintoxicação e armazenamento de cálcio.

Definition

O retículo endoplasmático é uma rede contínua delimitada por membrana, contígua ao envoltório nuclear, cujas regiões rugosas (portadoras de ribossomos) sintetizam e dobram proteínas que entram na via secretora e cujas regiões lisas realizam a síntese de lipídios, desintoxicação e armazenamento de cálcio.

Scope

Esta entrada aborda a distinção estrutural entre o RE rugoso e liso, a entrada co-traducional de proteínas no RE rugoso, o dobramento e controle de qualidade de proteínas com a resposta a proteínas não dobradas, e os papéis do RE liso na síntese de lipídios, desintoxicação e manuseio de cálcio. É um tópico de referência em biologia celular e histologia, não uma orientação clínica.

Core questions

• Como as proteínas nascentes entram no RE rugoso e são dobradas e controladas quanto à qualidade?
• O que distingue o RE rugoso do liso estrutural e funcionalmente?
• Como o RE detecta e responde ao acúmulo de proteínas mal dobradas?
• Como o RE liso contribui para a síntese de lipídios e o manuseio de cálcio?

Key concepts

• RE rugoso versus liso
• Importação co-traducional de proteínas
• Dobramento de proteínas e controle de qualidade do RE
• Degradação associada ao RE (ERAD)
• Síntese de lipídios e esteroides
• Armazenamento de cálcio e o retículo sarcoplasmático
• Desintoxicação por citocromos do RE liso

Key theories

Resposta a proteínas não dobradas (UPR)

O acúmulo de proteínas não dobradas ou mal dobradas no lúmen do RE é detectado por sensores transmembrana que desencadeiam um programa transcricional e translacional coordenado para restaurar a capacidade de dobramento ou, caso contrário, para levar a célula à morte.

Mechanisms

No RE rugoso, os ribossomos que traduzem proteínas com uma sequência sinalizadora se ancoram na membrana e inserem a cadeia nascente para dentro ou através da bicamada, onde é dobrada e modificada antes da exportação. Um sistema dedicado de controle de qualidade retém proteínas mal dobradas e direciona as persistentemente aberrantes para retrotranslocação e degradação; quando proteínas não dobradas se acumulam, sensores transmembrana iniciam a resposta a proteínas não dobradas para expandir a capacidade de dobramento ou desencadear a apoptose. O RE liso não possui ribossomos ligados e é o principal local de síntese de fosfolipídios e esteroides, do metabolismo de drogas e toxinas por suas enzimas oxidantes e, como o retículo sarcoplasmático no músculo, do armazenamento e liberação regulados de cálcio. A composição lipídica gerada e mantida aqui molda o comportamento de todas as membranas a jusante.

Clinical relevance

O estresse do RE e os defeitos no dobramento e controle de qualidade de proteínas estão implicados em uma ampla gama de processos patológicos, e a capacidade do RE liso de metabolizar drogas é a base de como muitos xenobióticos são processados pela célula. Esta entrada descreve os mecanismos normais que tais processos envolvem e não é uma base para decisões individuais de diagnóstico ou tratamento.

History

O retículo endoplasmático foi descrito pela primeira vez por Keith Porter e colegas em micrografias eletrônicas iniciais de células cultivadas, e o trabalho de Palade ligou suas regiões rugosas à secreção de proteínas. A hipótese do sinal de Blobel e Sabatini explicou como as proteínas são direcionadas para o RE rugoso, e trabalhos posteriores de Walter, Ron e outros definiram a resposta a proteínas não dobradas como a via de estresse homeostática do organelo.

Key figures

• Keith Porter
• George Palade
• Günther Blobel
• Peter Walter
• David Ron

Seminal works

• ron2007
• gardner2013

Frequently asked questions

Qual é a diferença entre o retículo endoplasmático rugoso e o liso?

O RE rugoso é pontilhado por ribossomos e sintetiza e dobra proteínas para a via secretora, enquanto o RE liso não possui ribossomos e é especializado na síntese de lipídios, desintoxicação e armazenamento de cálcio.

O que é a resposta a proteínas não dobradas?

É um programa de sinalização desencadeado quando proteínas mal dobradas se acumulam no RE; sensores transmembrana atuam para expandir a capacidade de dobramento do organelo e, se o estresse não for resolvido, podem levar a célula à morte.