Relación entre el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi

El retículo endoplásmico y el aparato de Golgi son dos orgánulos unidos a la membrana que se encuentran en los eucariotas. Ambos organelos están estrechamente asociados y funcionalmente relacionados. Tanto el retículo endoplasmático (ER) como el aparato de Golgi son dos componentes del sistema endomembrana de una célula. Los lisosomas y las vesículas son los otros componentes del sistema endomembrana. Se encuentran dos tipos de ER en la célula eucariota, ER rugosa y ER suave. Los ribosomas se unen con ER bruto, transportando cadenas polipeptídicas sintetizadas en el ER bruto. Las modificaciones postraduccionales de las proteínas se llevan a cabo dentro del RE, madurando las proteínas. Estas proteínas maduras se transportan al aparato de Golgi para ser transportadas a su destino final, ya sea a los lisosomas, a la membrana plasmática o se secretan de la célula al ambiente extracelular. La secreción en el medio extracelular se produce por exocitosis..

Este articulo explica, 

1. ¿Qué es el retículo endoplásmico?
     - Estructura, Funciones
2. ¿Qué es el aparato de Golgi?
     - Estructura, Funciones
3. Relación entre el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi
     - Similitudes entre el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi
     - Diferencia entre el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi
4. ¿Cómo se transportan las proteínas del retículo endoplásmico al aparato de Golgi?

¿Qué es el retículo endoplásmico?

El retículo endoplasmático (ER), que es un orgánulo encontrado en los eucariotas, contiene sacos membranosos aplanados, interconectados entre sí. Estos sacos son estructuras en forma de tubo, que se llaman cisternas. Las cisternas se mantienen unidas por el citoesqueleto de la célula. Se encuentran dos tipos de ER: ER suave y ER rugoso. Solo el ER rugoso contiene ribosomas unidos a la membrana del ER. Suave ER está involucrado en el metabolismo de los lípidos. Rough ER proporciona sitios para la síntesis de proteínas.

¿Qué es el aparato de Golgi?

El aparato de Golgi es otro orgánulo encontrado en las células eucariotas. Se compone de cuatro a seis cisternas llenas de líquido. El aparato de Golgi proporciona un sitio para síntesis de carbohidratos como pectina y hemicelulosa. Los glicosaminoglicanos, que se encuentran en la matriz extracelular de las células animales, también se sintetizan en el aparato de Golgi. Se pueden identificar dos caras en Golgi: cara cis y cara trans..

Relación entre el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi

Similitudes entre el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi

Tanto el aparato de ER como el de Golgi están implicados en la formación del sistema endomembrana de la célula. Se componen de sacos aplastados, membranosos y llenos de líquido llamados cisternas. Las cisternas se mantienen unidas por el citoesqueleto de la célula..

Rough ER proporciona sitios para la síntesis de proteínas en la célula. Los ribosomas están unidos a la membrana de ER rugoso. Las proteínas traducidas se exportan a la sala de emergencia para su maduración. Estas proteínas se transportan nuevamente al aparato de Golgi para una mayor maduración y clasificación para su destino final. Por lo tanto, tanto el aparato de ER como el de Golgi están involucrados en la maduración de las proteínas. Las cadenas polipeptídicas recién sintetizadas interactúan con las proteínas chaperonas en el lumen ER. Las proteínas, que deben ser secretadas y destinadas a la superficie celular, logran su estructura 3D formando enlaces disulfuro entre los residuos de cisteína en la cadena polipeptídica. La formación de enlaces disulfuro entre los residuos de cisteína se ve facilitada por la disulfuro de proteína isomerasa encontrada en el RE. Una vez que las proteínas logran su estructura 3D adecuada, se liberan de las proteínas chaperonas. La glicosilación, que es la adición de cadenas de polisacáridos a la proteína, también se produce en el RE. Generalmente, las proteínas de membrana y las proteínas de secreción están glicosiladas. Algunas glicosilaciones ocurren en la sala de emergencias y otras en el aparato de Golgi..  

Tanto el aparato de ER como el de Golgi son capaces de formar vesículas de transporte. Las proteínas destinadas a los lisosomas, la membrana plasmática o la secreción, se transportan de ER a aparato de Golgi mediante pequeñas vesículas de transporte llamadas vesículas transportadas recubiertas con COPII. El aparato de Golgi también forma vesículas secretoras para transportar proteínas clasificadas a sus destinos finales. El sistema endomembrana de la célula se muestra en Figura 1.

Figura 1: Sistema endomembrana de la célula.

Diferencia entre el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi

Las cisternas en ER están interconectadas entre sí, facilitando el transporte de macromoléculas a través de la célula. En contraste, las cisternas en el aparato de Golgi contienen de cuatro a seis cisternas pequeñas. No están interconectados entre sí. Pero en Golgi se pueden identificar dos caras como cis cara y trans cara. Un flujo direccional de material desde el cis cisternas a trans La cisterna se observa en Golgi. Las vesículas secretoras entran en Golgi desde su cara cis y maduran y se disocian de la trans cara. La red de estructuras tubulares y cisternales que se encuentran a ambos lados del Golgi se llama cis Red de Golgi (CGN) y trans Red de Golgi (TGN). El transporte de proteínas de CGN a TGN se llama transporte vascular. La estructura del aparato de Golgi se muestra en Figura 2.

Los aparatos ER y Golgi también están involucrados en otras funciones en la célula. Suave ER está involucrado en el metabolismo de los lípidos. En contraste, el aparato de Golgi proporciona un sitio para la síntesis de carbohidratos como pectina y hemicelulosa. Los glicosaminoglicanos, que se encuentran en la matriz extracelular de las células animales, también se sintetizan en el aparato de Golgi..

Figura 2: Aparato de Golgi.

¿Cómo se transportan las proteínas del retículo endoplásmico al aparato de Golgi?

La mayoría de las proteínas que se traducen están destinadas a ER, aparato de Golgi, lisosomas o membrana plasmática. La ruta que secreta las proteínas desde ER hasta el aparato de Golgi, que se transporta a otros destinos, se denomina ruta secretoria biosintética. Estas proteínas son sintetizadas por los ribosomas, que se unen a la ER rugosa. Las cadenas polipeptídicas traducidas se transportan al ER. El plegamiento y procesamiento de proteínas se realiza dentro de la sala de emergencias. El aparato de Golgi es la fábrica que recibe proteínas de la sala de emergencias. Se encuentra en la raíz de salida de la sala de emergencias. Desde el ER, las proteínas maduras se transportan al aparato de Golgi. Este transporte se produce por pequeñas vesículas llamadas vesículas transportadas recubiertas con COPII, que salen de los sitios de salida del RE.

Las vesículas de transporte recubiertas con COPII entran en el aparato de Golgi desde el cis Cara del orgánulo por fusión con la membrana de cis cisternas Luego, las proteínas ingresan a la CGN y se transportan secuencialmente a la TGN, mientras maduran y se preparan para sus destinos finales. Las proteínas en el aparato de Golgi pueden estar destinadas a lisosomas, membranas plasmáticas o secretarse al medio ambiente extracelular. Desde el TGN, las proteínas maduras salen del Golgi por las vesículas secretoras..  

Conclusión

ER, aparato de Golgi, lisosomas y vesículas secretoras se denominan colectivamente el sistema endomembrana de la célula eucariota. ER contiene superficies ásperas y lisas en él. Suave ER está involucrado en el metabolismo de los lípidos. Rough ER está involucrado en la síntesis de proteínas mediante la unión de los ribosomas a su membrana. Las proteínas sintetizadas en los ribosomas se transportan a ER rugoso. Dentro de la sala de emergencia, estas proteínas experimentan una maduración mediante modificaciones postraduccionales. Las proteínas marcadas con oligosacáridos se transportan desde ER hasta el aparato de Golgi a través de pequeñas vesículas de transporte llamadas vesículas recubiertas con COPII. Estas proteínas ingresan al Golgi por CGN y se transportan a TGN, mientras que se clasifican para ser transportadas a su destino final. El transporte de proteínas de CGN a TGN se llama transporte vascular. Durante el transporte vascular, las proteínas aún sufren modificaciones como la glicosilación. Las proteínas clasificadas se transportan a lisosomas, membranas plasmáticas o se secretan al medio ambiente extracelular. El transporte de proteínas traducidas desde los ribosomas al aparato de Golgi a través del retículo endoplásmico se denomina vía biosintética secretora..

Referencia:
1. Cooper, Geoffrey M. "El retículo endoplásmico". La célula: un enfoque molecular. 2ª edición. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., 01 de enero de 1970. Web. 24 abr. 2017.
2. Cooper, Geoffrey M. "El aparato de Golgi". La célula: un enfoque molecular. 2ª edición. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., 01 de enero de 1970. Web. 24 abr. 2017.
3. Alberts, Bruce. "Transporte desde la sala de emergencia a través del aparato de Golgi". Biología molecular de la célula. 4ª edición. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., 01 de enero de 1970. Web. 24 abr. 2017.

Imagen de cortesía:
1. "Diagrama del sistema Endomembrane en" Por Mariana Ruiz LadyofHats - (Dominio público) a través de Commons Wikimedia
2. “Aparato de Golgi (versión sin bordes) -en” Por Kelvinsong - Trabajo propio (CC BY 3.0) a través de Commons Wikimedia