Reticolo endoplasmatico

ANALOGIE DIFFERENZE

Entrambi sono delimitati da membrane RER e REL presentano alcune proteine

che racchiudono uno spazio luminale diverse.

(lume) interno e lo separano da uno

spazio citosolico esterno.

La composizione dello spazio luminale è RER e REL presentano differenze

diversa dalla composizione dello spazio morfologiche che riflettono differenze

citosolico. funzionali.

REL e RER non sono separati ma

interconnessi e le molecole (lipidi,

proteine…) possono circolare tra i

due reticoli esperimento: marcare



lipidi e proteine con fluorescenza e

osservare il loro movimento tra i

due reticoli.

RER e REL partecipano alla sintesi delle

molecole che formano le membrane:

fosfolipidi, colesterolo, proteine.

Reticolo endoplasmatico liscio (REL)

Non presenta ribosomi sulla superficie citosolica. Le sue membrane sono molto

curvate e tubulari e formano un sistema di canali che si diramano nel citoplasma. E’

sviluppato nel tessuto muscolare, ghiandole endocrine, fegato e tubuli renali.

Funzioni:

Sintesi degli ormoni steroidei (lipidi) nelle cellule endocrine di gonadi e corteccia

 surrenale 2+

Immagazzinamento di ioni calcio Ca nel citoplasma delle cellule il rilascio

 

2+

regolato di ioni Ca dal REL di cellule muscolari scheletriche e cardiache attiva la

contrazione.

Le membrane del REL funzionano come superfici di adesione di sistemi enzimatici

 (come glucosio-6 fosfatasi, CYP-450).

E’ infatti grazie ad enzimi che il REL svolge la glicogenolisi (metabolismo del



glicogeno, accumulato nel fegato). Questa degradazione è sotto controllo ormonale

(ormoni: insulina e glucagone).

Detossificazione epatica di barbiturici, etanolo e xenobiotici, il cui uso eccessivo

 porta alla prolifrazione del REL nelle cellule epatiche. La detossificazione è svolta

da un sistema di enzimi chiamati ossigenasi, in quanto sono in grado di ossigenare

molti composti idrofobici rendendoli idrofilici, dunque più facilmente escreti. Questi

enzimi sono: alcool deidrogenasi (ADH), acetaldeide deidrogenasi (ALD) e

citocromo-P450.

METABOLISMO DEGLI ALCOLICI:

1. Inizia nello stomaco: agisce l’enzima alcool deidrogenasi (ADH).

2018-2019 CITOLOGIA

Reticolo endoplasmatico 2

2. La quantità di alcool non digerita entra nell’intestino, dove agiscono l’enzima

alcool deidrogenasi (ADH) e l’enzima lattato deidrogenasi (LDH), che

trasformano l’etanolo in acetaldeide.

3. Se le deidrogenasi non bastano, perché la quantità

di etanolo assunta supera le capacità metaboliche

delle deidrogenasi, interviene il citocromo P-450

(CYP-450 2E1) che biotrasforma l’etanolo in

acetaldeide. Il citocromo P-450 è un enzima del

sistema MEOS (sistema microsomiale di

ossidazione dell’etanolo), ovvero una via

alternativa per la metabolizzazione dell’etanolo

che si manifesta durante l’ossidazione dell’etanolo

in acetaldeide. Il MEOS è un sistema inducibile,

cioè si attiva in caso di buso di alcool. Rischi: in

caso di abuso di alcool si induce l’attivazione di un

sistema che non solo biotrasforma etanolo, ma anche sostanze utili al corpo.

Viene infatti accelerata la eliminazione di ormoni, farmaci e vitamine, che

quindi non vengono sfruttati al meglio dall’organismo, causando spesso

l’insorgenza di patologie gravi causate dalla carenza di ormoni e vitamine.

4. L’acetaldeide giunge nel fegato dove l’aledeide deidrogenasi (ADH-ALD) lo

trasforma in acetato.

Nel 50 % degli asiatici è presente una variante genetica inattive di una



delle isoforme dell’aldeide deidrogenasi (ALD), altri presentano una variante

poco attiva dell’alcool deidrogenasi (ADH): di conseguenza fanno fatica a

smaltire l’alcool.

Sintesi dei fosfolipidi: le membrane cellulari (composte da fosfolipidi) non si

 originano EX-NOVO da un pool di proteine e fosfolipidi, ma si ipotizza che derivino

No

da membrane preesistenti. Gunter Blobel (biologo tedesco) diceva infatti “

membrane sine membrane”. Le membrane crescono quando proteine e fosfolipidi

neosintetizzati sono inseriti nella membrana de REL.

Come si formano i fosfolipidi? La maggior parte dei lipidi vengono sintetizzati

nel RE. Eccezioni:

- Sfingomieline e glicolipidi: la loro sintesi inizia nel RE ed è completata nel

complesso di Golgi.

- Lipidi di mitocondri e cloroplasti: sono sintetizzati direttamente nelle loro

membrane.

Gli enzimi coinvolti nella sintesi dei fosfolipidi sono proteine integrali di membrana

del RE.

Formazione dei fosfolipidi:

1. La sintesi inizia sul lato citosolico del REL. Glicerolo (deriva dal glicerolo 3-

fosfato) + 2 acidi grassi (sintetizzati dall’enzima acido grasso sintasi, ma

eccezione per l’uomo: derivano dalle lipoproteine sintetizzate nel fegato e

circolano nel flusso sanguigno per arrivare alle cellule). L’acil-transferasi

media l’unione tra i 2 acidi grassi e il glicerolo.

2. Il fosfogliceride (l’acido fosfatidico) appena sintetizzato si inserisce nel

monostrato citoplasmatico della membrana del REL. ***

(fosfogliceride= fosfolipide)

3. A questo punto alcune molecole, come serina e colina, si uniscono al fosforo

P (gruppo fosfato).

***I fosfolipidi appena sintetizzati si inseriscono nel monostrato citoplasmatico, cioè

rivolto verso il citosol: dunque i siti attivi degli enzimi sono rivolti sullo strato citosolico

della membrana del REL. Si presenta così un forte disequilibrio nel numero di

fosfolipidi dei due monostrati della membrana: per questo intervengono alcuni enzimi

specifici per riequilibrare, trasferendo alcuni fosfolipidi verso il monostrato luminale

2018-2019 CITOLOGIA

Reticolo endoplasmatico 2

(lume) si determina un’asimmetria di membrana (alcuni fosfolipidi si trovano solo



sullo strato citosolico, altri solo sullo strato luminale).

Trasferimento dei fosfolipidi all’interno della membrana del REL:

Inversione spontanea a bassa velocità, quindi

o processo molto lungo.

PROTEINE FLIPPASI: sono selettive. Trasportano i

o fosfolipidi dalla superficie luminale a quella

citosolica. Mantengono la maggior parte di PS

(fosfatidilserina), PE (fosfatidiletanolammina) e PI

(fosfatidilinositolo) sulla superficie citosolica.

PROTEINE FLOPPASI: sono selettive. Trasportano i

o fosfolipidi dalla superficie citosolica alla superficie

luminale. Mantengono la maggior parte del PC

(fosfatidilcolina), sfingomielina e colesterolo sulla

superficie luminale.

PROTEINE SCRAMBLASI: non sono selettive. Interrompono brevemente

o l’asimmetria di membrana muovendo a caso i fosfolipidi.

I fosfolipidi vengono trasportati dal RE al complesso

di Golgi e dal complesso di Golgi verso la

membrana plasmatica della cellula e ogni altro

compartimento della cellula. Ma perché le

membrane di diversi compartimenti della cellula

hanno una composizione diversa? Per 3 motivi:

I gruppi fosfato delle teste dei fosfolipidi

 vengono modificati enzimaticamente al



gruppo fosfato si legano enzimi come serina e

colina differenziando così i fosfolipidi.

Le membrane delle vescicole che gemmano dal

 RE possono includere alcuni fosfolipidi ed

escluderne altri.

I fosfolipidi possono essere



fisicamente rimossi da una membrana e inseriti in un’altra da

PROTEINE SCAMBIATRICI (trasportatrici) di fosfolipidi.

L’asimmetria di membrana viene stabilita già a livello del RE quando

vengono incorporati lipidi e proteine ed è mantenuta quando la

membrana passa da un compartimento al successivo tramite

vescicole. Infatti, ad esempio, il lume del RE è molto simile 2+

all’ambiente extracellulare (per la sua elevata concentrazione di Ca ,

abbondanza di proteine con legami disolfuro, contenuto di carboidrati).

Per completare la sintesi di un tratto di membrana mancano le

proteine. Da dove derivano le proteine?

Reticolo endoplasmatico rugoso (RER)

Presenta ribosomi legati alla superficie citosolica. E’ composto da cisterne

appiattite impilate e in comunicazione tra loro. E’ continuo con il REL e con

la membrana esterna dell’involucro nucleare (possiede anch’essa ribosomi

sulla superficie citosolica).

Esempio: Cellula mucipara. E’ una cellula polarizzata: possiede poco

citoplasma perché è piena di granuli di mucogeno, Golgi e RE. Produce

continuamente muco nell’epitelio intestinale.

Funzione: biosintesi e maturazione delle proteine. Al suo interno si svolge la

sintesi delle proteine e il loro smistamento agli organuli devono arrivare



proteine idonee. La sintesi delle proteine può avvenire su:

2018-2019 CITOLOGIA

Reticolo endoplasmatico 2

Ribosomi adesi al RER: vengono prodotte

 - Proteine secrete dalla cellula

- Proteine trans-membrana

- Proteine solubili che risiedono nel lume di organuli (RE, Golgi, lisosomi,

endosomi)

Ribosomi liberi: vengono prodotte



- Proteine destinate a rimanere nel citosol (enzimi per la glicolisi, proteine

citoscheletriche)

- Proteine periferiche (sul lato citosolico)

- Proteine che vengono trasferite nel nucleo (enzimi, proteine strutturali)

- Proteine destinate a specifici organelli (perossisomi, cloroplasti, mitocondri). Queste

proteine contengono sequenze amminoacidiche (etichette) che permettono loro di

entrare negli organelli appropriati acquisiscono una conformazione funzionale



che le indirizza verso la loro destinazione.

Ma chi decide dove deve avvenire la sintesi di una proteina?

Agli inizi degli anni ’70 Gunter Blobel, in collaborazione con Sabatini e Dobberstein,

”ipotesi del segnale”:

propose la teoria dell’ dimostrarono cioè che il sito di sintesi di

una proteina è determinato dalla sequenza di amminoacidi nella porzione N-terminale

del polipeptide suggerirono che:



1. Le proteine di secrezione contengono una sequenza segnale alla loro estremità N-

terminale che dirige il complesso polipeptide-ribosoma al RER.

2. Il polipeptide si muove nelle cisterne del RER attraverso un canale acquoso

proteico man mano che veniva sintetizzato, cioè co-traduzionalmente.

Questa teoria ha trovato riscontro per tutte le proteine sintetizzate sul RER per



questa scoperta vinse il Premio Nobel per la medicina nel 1999.

IN GENERALE: La sintesi di una proteina inizia sempre sui ribosomi del citosol

(ribosomi liberi):

Alcune completano la loro sintesi nel citoplasma

 Le proteine che presentano una sequenza segnale specifica vengono trasferite sul

 RER per completare la sintesi. - si ripiegano quando sono nel lume



-subiscono modificazioni post-traduzionali

infine la proteina neosintetizzata viene indirizzata all’organulo giusto o