Mecanismos Celulares: Síntesis de Proteínas en el RE y Producción de Energía Mitocondrial

Síntesis de Proteínas Asociadas al Retículo Endoplasmático (RE)

Descripción general del proceso de síntesis de proteínas destinadas al RE.

Proceso General de Translocación al RE

• Una vez que la secuencia de señalización del RE emerge del ribosoma, se une una partícula de reconocimiento de señal (PRS).
• La PRS entrega el complejo ribosoma/polipéptido naciente al receptor de PRS en la membrana del RE.
• Este proceso se ve reforzado por la unión de GTP tanto a la PRS como a su receptor.
• Transferencia del complejo ribosoma/polipéptido creciente al poro central del translocón.
• Tanto la PRS como su receptor, una vez disociados del translocón, hidrolizan su GTP unido y luego están listos para iniciar otra cadena polipeptídica.
• A medida que la cadena se alarga, pasa a través del canal del translocón hacia la luz del RE, donde la secuencia de señalización es cortada por la peptidasa señal y rápidamente degradada.
• La cadena continúa alargándose. Como el ribosoma está unido al translocón, la cadena es expulsada hacia la luz del RE. Se completa la traducción.

Tipos de Proteínas Transmembrana en el RE

Proteínas Transmembrana Tipo I

Después de que el complejo ribosoma/cadena naciente se asocia con un translocón en la membrana del RE, la secuencia de señalización N-terminal se segmenta. La cadena se alarga hasta que se sintetiza la secuencia de detención de la transferencia de anclaje hidrófoba e ingresa al translocón, lo que evita que la cadena salga más allá. La secuencia de detención de la transferencia de anclaje se desplaza en dirección lateral, entre las subunidades del translocón, y se ancla a la bicapa. A medida que la síntesis continúa, la cadena alargándose puede formar un asa hacia el citosol, a través de un pequeño espacio entre el ribosoma y el translocón.

Proteínas Transmembrana Tipo II

Después de que se sintetiza la secuencia interna de señalización de anclaje en un ribosoma/cadena naciente hacia la membrana del RE, la cadena naciente se queda en el translocón con el N-terminal en el citosol. La secuencia de señalización interna actúa como anclaje, y el C-terminal se orienta hacia la luz del RE.

Proteínas Transmembrana Tipo III

Similar al Tipo II, pero con el C-terminal en el citosol y una orientación que, según la nota original, sitúa el N-terminal (NH3) en el citosol.

Función Mitocondrial: Producción de Energía Celular

Las mitocondrias son orgánulos esenciales para la producción de energía en la célula.

1. En el citosol, la glucosa se convierte en piruvato y los ácidos grasos en acetil-CoA graso. Ambos se mueven al interior de la mitocondria mediante proteínas específicas.
2. Una vez dentro, son convertidos en acetil-CoA con formación de NADH y CO2. La oxidación de acetil-CoA en el ciclo de Krebs genera 3 NADH, 1 FADH2, 2 CO2 y 1 GTP.
3. El transporte de electrones (e-) reduce el oxígeno a agua y genera fuerza protón-motriz. Los electrones de las coenzimas reducidas (NADH y FADH2) son transferidos vía los complejos de la cadena de transporte de electrones hasta el O2, lo que impulsa el transporte de iones H+ desde la matriz hasta el espacio intermembrana, generando la fuerza protón-motriz.
4. La ATP sintasa aprovecha la fuerza protón-motriz para sintetizar ATP en la matriz. Las proteínas antiportadoras transportan ADP y Pi a la matriz y exportan ATP.

El NADH generado en el citosol no es transportado directamente debido a que la membrana interna es impermeable. En su lugar, el sistema de lanzaderas transporta los electrones desde el NADH citosólico hasta el NAD+ de la matriz. El O2 se difunde hacia el interior y el CO2 hacia el exterior.