O retículo endoplasmático é um tipo de organela celular formada por uma rede membranosa que forma sacos achatados e tubos conhecidos como cisternas. As cisternas estão interconectadas compartilhando o mesmo lúmen ou espaço interno e a membrana é contínua com a membrana nuclear externa.

O retículo endoplasmático está presente na maioria das células eucarióticas . Em humanos, ele aparece em todas as células, exceto espermatozoides e eritrócitos . O volume do retículo endoplasmático varia dependendo do estado metabólico da célula e é particularmente abundante em algumas células, por exemplo nos hepatócitos.

Dentre as diversas funções do retículo endoplasmático, destaca-se a ancoragem de ribossomos durante a síntese protéica e a formação de vesículas para o transporte das proteínas sintetizadas em direção ao aparelho de Golgi. Numerosos lipídios, como lipídios de membrana, esteróides, hormônios e enzimas, também são sintetizados no retículo endoplasmático.

Estrutura e tipos de retículo endoplasmático

A estrutura geral do retículo endoplasmático é uma membrana fosfolipídica dupla que se dobra para formar tubos e cisternas na forma de sacos achatados. A membrana é contínua com a membrana nuclear externa . O lúmen ou espaço interno das cisternas estão conectados uns aos outros e ao espaço perinuclear, mas separados do citosol.

Do ponto de vista estrutural e funcional, distinguem-se dois tipos de retículo endoplasmático, o rugoso e o liso. O retículo endoplasmático rugoso é constituído de cisternas achatadas com numerosos ribossomos fixados em sua superfície , razão pela qual é rugoso. A membrana do retículo endoplasmático liso adota formas tubulares e não possui ribossomos em sua superfície ou são muito escassos. Em bruto, as proteínas são sintetizadas e maduras. No liso, lipídios e esteróides são sintetizados e numerosas substâncias tóxicas são metabolizadas.

A proporção de cada tipo é variável entre células de diferentes órgãos e também pode mudar em diferentes estágios do ciclo de vida celular e dependendo do estado metabólico. Cada tipo pode aparecer em diferentes regiões ou domínios, mas em algumas áreas eles podem ser misturados sem uma distinção clara entre os dois.

Em qualquer caso, o arranjo espacial do retículo endoplasmático é determinado por sua interação com os filamentos protéicos do citoesqueleto.

Esquema de retículo endoplasmático

Retículo endoplasmático rugoso

O retículo endoplasmático rugoso (RER) deve seu nome à aparência rugosa dos numerosos ribossomos fixados em sua superfície. Sua membrana se dobra em cisternas em forma de sacos achatados.

Os ribossomos se ligam à membrana RER através do translocon ou canal de translocador , um complexo de proteínas que forma um canal para o RER e através do qual ocorre a translocação da proteína do ribossomo para o retículo endoplasmático.

Os ribossomos não ficam presos ao RER constantemente, mas continuamente se conectam e se liberam. Eles se ligam quando estão sintetizando uma proteína que vai amadurecer no retículo endoplasmático.

Todas as proteínas que seguem a chamada via secretora ou via vesicular passam pelo retículo endoplasmático rugoso. Essa rota inclui todas as proteínas que vão para o interior de uma organela celular, para o exterior celular ou para fazer parte de alguma membrana celular, tanto citoplasmática quanto de organela.

Uma das hipóteses mais difundidas é que nas proteínas da via secretora aparece um pequeno peptídeo em sua extremidade N-terminal, entre 16 e 30 aminoácidos, enquanto é sintetizado no ribossomo. Esse peptídeo, denominado peptídeo sinal , é o que permite aos ribossomos reconhecer a organela à qual devem se ligar, no caso o RER.

Uma vez conectado, o ribossomo continua com a tradução e síntese da proteína. A cadeia de aminoácidos cresce e passa pelo canal do translocador para o retículo até que o sinal de corte chegue, a tradução seja interrompida e o ribossomo seja liberado da membrana RER.

A maturação da proteína ocorre no RER , um processo no qual os chaperones do RER desempenham um papel proeminente e que inclui inúmeras reações químicas, como carboxilação ou hidroxilação de aminoácidos e dobramento tridimensional da fita protéica.

As proteínas que não atingem uma maturação correta são degradadas, aquelas que se dobram corretamente são introduzidas em vesículas para transporte ao aparelho de Golgi onde ocorre uma segunda maturação até atingirem sua forma final ou sua conformação ativa, sejam proteínas estruturais, enzimas ou hormônios protéicos.

Galeria

Retículo endoplasmático rugoso Translocação de proteína no retículo endoplasmático rugoso

Retículo endoplasmático liso

O retículo endoplasmático liso (ESL, ou SER do inglês retículo endoplasmático liso) é geralmente uma minoria na maioria das células. Com algumas exceções, o mais comum é que haja retículo endoplasmático rugoso e retículo endoplasmático transicional ou parcialmente rugoso , mas pouco retículo endoplasmático liso.

Na membrana do retículo transicional, aparecem áreas onde se formam as vesículas de transporte para os lipídios e proteínas que foram sintetizadas em seu interior. As vesículas transportam esses lipídios e proteínas para o aparelho de Golgi.

Lipídios, fosfolipídios e esteróides são sintetizados em SER , incluindo colosterol, lipídios de membrana e hormônios esteróides, como testosterona e progesterona. As células com função secretora de tais substâncias têm muito retículo endoplasmático liso , por exemplo nas células secretoras das glândulas sebáceas, testículos ou ovários.

A enzima glicose-6-fosfatase é encontrada dentro do retículo endoplasmático liso e é essencial na última etapa da gliconeogênese (ela catalisa a passagem de glicose-6-fosfato para glicose).

No retículo endoplasmático liso , muitas substâncias tóxicas de ocorrência natural também são metabolizadas durante o metabolismo celular, bem como substâncias tóxicas externas, como álcool, drogas e drogas. A maioria das substâncias tóxicas são metabolizadas no fígado e é onde ocorre a gliconeogênese na maior parte do tempo, razão pela qual os hepatócitos também apresentam uma grande quantidade de retículo endoplasmático liso.

A maioria dessas substâncias e das proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático liso sofrem modificações adicionais no aparelho de Golgi e são transportadas para lá por vesículas destacadas na membrana do retículo endoplasmático liso. No aparelho de Golgi, vesículas posteriores são formadas para transportar essas substâncias para a membrana celular e a própria membrana da vesícula é geralmente integrada à membrana citoplasmática, sendo este um dos mecanismos de formação da membrana celular .

Além de sua função sintetizadora, o retículo endoplasmático pronto também desempenha um papel importante como reservatório de várias substâncias, como enzimas, hormônios e cálcio . Nos neurônios, que precisam constantemente de muito cálcio, o retículo endoplasmático liso também é mais abundante do que na maioria das células.

Retículo sarcoplamático

O retículo sarcoplasmático é um tipo de retículo endoplasmático liso especializado encontrado nos miócitos . O retículo sarcoplasmático concentra sua função no armazenamento de íons de cálcio e sua liberação quando a fibra muscular é ativada.

Funções do retículo endoplasmático

Em geral, como vimos, as principais funções do retículo endoplasmático podem ser resumidas como:

  1. Síntese de proteínas (enzimas, estruturais, hormônios)
  2. Metabolismo de esteróides (colesterol, hormônios esteróides)
  3. Metabolismo lipídico
  4. Síntese hormonal
  5. Desintoxicação
  6. Gliconeogênese
  7. Armazenamento de cálcio e outras substâncias

Alterações e doenças

O retículo endoplasmático pode gerar uma resposta ao estresse conhecida como resposta da proteína não dobrada . O dobramento das proteínas durante sua maturação no retículo endoplasmático é realizado graças a um tipo de proteína chamada chaperones.

Apenas proteínas que se dobram corretamente são transportadas para o aparelho de Golgi, o resto é degradado. A resposta da proteína não dobrada é um tipo de estresse que ocorre quando proteínas não dobradas ou não dobradas se acumulam no retículo endoplasmático por algum motivo .

A resposta tem três consequências principais que tentam restaurar a normalidade da célula: a tradução do RNA é interrompida, a formação de chaperones é estimulada e a degradação de proteínas não dobradas acumuladas é estimulada. Se a situação se prolongar, a resposta atinge a apoptose celular .

A resposta ao estresse do retículo endoplasmático pode surgir por vários motivos, como alterações oxidativas, alterações na regulação do cálcio, privação de glicose ou algumas infecções virais.

Alterações na proteína XBP1 ( proteína de ligação X-box 1 ) têm sido relacionadas a uma maior resposta a proteínas não dobradas e podem ser a causa de processos inflamatórios associados a doenças como Alzheimer ou doença de Crohn .

O estresse do retículo endoplasmático também tem sido associado a outras doenças neurodegenerativas, com resistência à insulina, e pode estar envolvido em muitas outras doenças.