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Las células son las unidades elementales de la vida. No existe ni un solo ser vivo que no esté formado, al menos, por una célula. Y es que estas células, el nivel más simple de organización biológica, son capaces de funcionar como organismos individuales (en los seres unicelulares) o de organizarse entre miles de millones de ellas para dar lugar a los seres pluricelulares.
Sea como sea, las células, que tienen un tamaño promedio de unos 10 micrómetros (la milésima parte de un milímetro), estructuras orgánicas rodeadas por una membrana plasmática que protege un material interno donde, gracias al trabajo conjunto de los distintos orgánulos celulares, tienen lugar las funciones de relación, nutrición y reproducción.
Las mitocondrias, el aparato de Golgi, las vacuolas, el citoesqueleto, los centriolos, los ribosomas, los lisosomas… Existen muchos orgánulos celulares distintos sintetizados de acuerdo a lo que está codificado en el material genético de la célula y que están especializados en un proceso celular concreto.
Y en el artículo de hoy hablaremos de un orgánulo presente en todas las células eucariotas (en bacterias y arqueas, no) que está implicado en la síntesis tanto de proteínas como de lípidos: el retículo endoplasmático. Si quieres saberlo todo acerca de su estructura, características y funciones, has llegado al lugar adecuado. Empecemos.
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¿Qué es el retículo endoplasmático?
El retículo endoplasmático o endoplásmico es un orgánulo celular presente en el citoplasma de todas las células eucariotas y que está especializado en la síntesis de proteínas y lípidos. Consiste en un complejo sistema de membranas dispuestas en el citoplasma en forma de túbulos, cisternas y sacos aplanados interconectados entre sí.
Las membranas del retículo endoplasmático muestran continuación con la membrana nuclear y pueden extenderse hasta las proximidades de la membrana plasmática (la que separa el interior celular del medio externo), por lo que, especialmente en células animales, puede representar más de la mitad de todas las membranas de la célula.
Sea como sea, toda la membrana del retículo endoplasmático, con sus cisternas, sacos aplanados y túbulos, define un único espacio interno conocido como lumen del retículo endoplasmático, el cual puede llegar a representar el 10% del volumen del citoplasma, que tiene concentraciones altas de iones de calcio, que es un ambiente oxidante y en cuyo interior suceden las funciones fisiológicas de este orgánulo que comentaremos más adelante.
En este sentido, el retículo endoplasmático puede entenderse como una red membranosa presente en todas las células eucariotas y que es considerado como el orgánulo celular más grande. En su medio interno, el lumen, el retículo endoplasmático cumple con sus funciones.
Pero, ¿cuáles son estas funciones? Básicamente, la biosíntesis de proteínas (prácticamente todas las proteínas que se segregan al exterior de la célula pasan primero por el retículo endoplasmático) y de lípidos, así como el transporte intracelular y el metabolismo de esteroides. Pero entremos más en profundidad en este asombroso orgánulo.
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¿Cuál es la morfología del retículo endoplasmático?
Como ya hemos comentado, la morfología del retículo endoplasmático consiste en un sistema de membranas que se prolongan desde la membrana nuclear y en cuyo interior, el lumen, tienen reacción las funciones fisiológicas propias del orgánulo.
Su estructura, pues, se basa en un sistema continuo de membranas (que son bicapas lipídicas, como la nuclear) que adoptan la arquitectura de sacos, cisternas y túbulos conectados entre sí. Estos sacos suelen ser aplanados y estar apilados, dando lugar a regiones curvas que, dependiendo de las necesidades metabólicas de la célula, van reestructurándose.
Del mismo modo, si la célula necesita mayor síntesis de lípidos, es posible que observemos menos formas de sacos planos (más vinculados a la síntesis de proteínas) y más túbulos. Pero, repetimos, todas estas morfologías son dinámicas y evolucionan dependiendo de las necesidades de la célula.
Pero lo que sí está claro es que el retículo endoplasmático siempre está dividido en dos dominios o regiones que tienen una morfología distinta y que, por tanto, realizan funciones diferentes: el retículo endoplasmático liso y el retículo endoplasmático rugoso. Veamos las propiedades de cada uno de ellos.
1. Retículo endoplasmático liso
El retículo endoplasmático liso es el dominio del retículo endoplasmático que contiene ribosomas en la membrana. Tiene una morfología más compleja y variada que el rugoso y, a diferencia de este, su función principal es la biosíntesis de lípidos.
Los ribosomas son orgánulos en cuyo interior el material genético es traducido en proteínas. Así que es evidente que, al no tenerlos adosados en la membrana, en el retículo endoplasmático no sucede la biosíntesis proteica. Y las proteínas presentes en él proceden, como ahora veremos, del rugoso.
El retículo endoplasmático liso es más irregular en arquitectura y representa la menor parte del orgánulo, consistiendo en una red desordenada de túbulos en cuyo interior (el lumen) tienen lugar distintas reacciones metabólicas, siendo la síntesis de lípidos estructurales (los que forman parte de las membranas celulares y los que sirven para la producción de hormonas), la detoxificación celular (por eso las células del hígado tienen gran cantidad de este dominio) y la homeostasis del calcio las más importantes.
2. Retículo endoplasmático rugoso
El retículo endoplasmático rugoso es el dominio del retículo endoplasmático que contiene ribosomas en la membrana. Es la región más cercana a la membrana nuclear y recibe este nombre porque los ribosomas adoptan la apariencia de gránulos adheridos a este retículo.
Las riboforinas son proteínas que hacen posible la unión de los ribosomas a la membrana del retículo. Estos ribosomas, como hemos dicho, se encargan de la síntesis de proteínas, las cuales, tras ser sintetizadas en la membrana, “caen” al lumen del retículo.
Consiste en una red de túbulos menos desordenada que el liso y, como hemos dicho, tiene una alta densidad de ribosomas en su superficie. Los túbulos suelen adoptar una arquitectura más o menos recta (recordemos que en el liso había más curvas) y también es común ver cisternas o sacos aplanados.
¿Qué funciones tiene el retículo endoplasmático?
Después de entender exactamente qué es el retículo endoplasmático, de analizar su morfología y presentar su división en rugoso y liso, llega el momento de hablar de sus funciones celulares. Para facilitar la comprensión, veremos las funciones en general y, ya dentro de cada una de ellas, si es necesario, indicaremos si pertenece al dominio liso o al rugoso. Vamos allá.
1. Biosíntesis de proteínas
El retículo endoplasmático rugoso, a través de los ribosomas anclados a su membrana, está especializado en la síntesis proteica. Todas las proteínas secretadas o que formarán parte del medio interno celular culminan su síntesis en el retículo endoplasmático.
2. Biosíntesis de lípidos
En las membranas del retículo endoplasmático liso tiene lugar la síntesis de la mayoría de lípidos que serán necesarios para la renovación de las membranas celulares (bicapas lipídicas), así como para la producción de hormonas.
3. Detoxificación celular
El retículo endoplasmático liso también interviene en procesos de detoxificación celular, al metabolizar sustancias tóxicas procedentes tanto del exterior (como productos cancerígenos) como del interior celular (sustancias metabólicas de desecho). El retículo convierte estas sustancias en compuestos hidrosolubles que, tras todo su proceso, serán eliminados del cuerpo a través de la orina. De ahí que los hepatocitos (las células del hígado) tengan altas cantidades de retículo endoplasmático liso.
4. Transporte de proteínas
El retículo endoplasmático juega un papel primordial en lo que a transporte y tráfico de proteínas que deben ser secretadas al exterior (o a otros orgánulos, como el aparato de Golgi) de la célula se refiere.
5. Almacenamiento de calcio
El retículo endoplasmático liso es el reservorio intracelular de calcio por excelencia. Es capaz de, a través de bombas de calcio, “secuestrar” las moléculas de este mineral para almacenarlo y expulsarlo de la célula cuando sea necesario.
6. Acumulación de productos
Del mismo modo que sucede con el calcio, el retículo endoplasmático en general tiene la importante función de servir de almacén para todo tipo de productos celulares y sustancias metabólicas. El lumen del retículo sirve para el almacenamiento de productos.
7. Desfosforilación de la glucosa-6-fosfato
Cuando el glucógeno (la forma en la que se almacena la glucosa) es degradado, se forma la glucosa-6-fosfato, la cual es incapaz de abandonar la célula porque no puede atravesar la membrana plasmática. Y aquí entra en juego la glucosa-6-fosfatasa, una enzima que actúa en el retículo endoplasmático y que estimula la desfosforilación (remover, por hidrólisis, un grupo fosfato) de la glucosa-6-fosfato. De este modo, obtenemos glucosa, que ya puede pasar a la sangre.
8. Glicosilación de proteínas
En el retículo endoplasmático rugoso tiene lugar la glicosilación de proteínas, un proceso que consiste en añadir un carbohidrato a una proteína. Más concretamente, los aminoácidos de asparagina reciben un complejo de 14 azúcares en su radical. Posteriormente, estas proteínas que han incorporado un radical de carbohidrato y se han convertido en glicoproteínas son enviadas al aparato de Golgi para seguir su procesamiento.
9. Control de calidad proteica
En el retículo endoplasmático rugoso también tiene lugar un esencial control de la calidad proteica. Las chaperonas son unas proteínas importantes en el plegamiento y maduración de las proteínas sintetizadas, pero también en la detección de errores. Las proteínas con defectos son detectadas y eliminadas del interior de la célula.
10. Formación de puentes disulfuro
El lumen del retículo endoplasmático es un ambiente oxidante, cosa que hace posible la formación de, gracias a la disulfuro isomerasa, puentes disulfuro, un enlace covalente entre los grupos sulfhidrilos de la cisteína. Esta parte es esencial ya que hace posible una correcta estructura de las proteínas.
