Retículo endoplasmático (orgánulo celular): características, estructura y funcionalidades

Las células son las unidades elementales de la vida. No existe ni un solo ser vivo que no esté formado, por lo menos, por una célula. Y es que estas células, el nivel más simple de organización biológica, son capaces de marchar como organismos particulares (en los seres unicelulares) o de organizarse entre miles de millones de ellas para dar rincón a los seres pluricelulares.

Sea como sea, las células, que tienen un tamaño promedio de unos 10 micrómetros (la milésima una parte de un milímetro), estructuras orgánicas rodeadas por una membrana plasmática que protege un material de adentro donde, merced al trabajo conjunto de los diferentes 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… Hay varios orgánulos celulares distintos sintetizados según lo que está codificado en el material genético de la célula y que están expertos en un desarrollo celular concreto.

Y en el producto de el día de hoy vamos a hablar 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 deseas saberlo todo sobre su estructura, peculiaridades y funciones, has llegado al rincón adecuado. Empecemos.

¿Qué es el retículo endoplasmático?

El retículo endoplasmático o endoplásmico es un orgánulo celular que se encuentra en el citoplasma de todas las células eucariotas y que está experto en la síntesis de proteínas y lípidos. Consiste en un complejo sistema de membranas preparadas en el citoplasma con apariencia de túbulos, cisternas y sacos aplanados interconectados entre sí.

Las membranas del retículo endoplasmático muestran continuación con la membrana nuclear y tienen la posibilidad de alcanzar hasta las cercanías de la membrana plasmática (la que divide el interior celular del medio externo), con lo que, singularmente 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 ámbito oxidante y en cuyo interior suceden las funcionalidades fisiológicas de este orgánulo que vamos a comentar mucho más adelante.

En este sentido, el retículo endoplasmático puede entenderse como una red membranosa que se encuentra en todas las células eucariotas y que se considera como el orgánulo celular mucho más grande. En su medio de adentro, el lumen, el retículo endoplasmático cumple con sus funciones.

Pero, ¿cuáles son estas funciones? Esencialmente, la biosíntesis de proteínas (casi 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 mucho más en hondura en este asombroso orgánulo.

¿Cuál es la morfología del retículo endoplasmático?

Como ahora comentamos, la morfología del retículo endoplasmático consiste en un sistema de membranas que se extienden desde la membrana nuclear y en cuyo interior, el lumen, tienen reacción las funcionalidades fisiológicas propias del orgánulo.

Su composición, ya que, se apoya 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 rincón a regiones curvas que, en dependencia de las necesidades metabólicas de la célula, van reestructurándose.

De la misma manera, si la célula necesita mayor síntesis de lípidos, es posible que observemos menos maneras de sacos planos (más vinculados a la síntesis de proteínas) y más túbulos. Pero, repetimos, todas estas morfologías son dinámicas y evolucionan en dependencia de las pretensiones de la célula.

Pero lo que sí está claro es que el retículo endoplasmático siempre y en todo momento está dividido en dos dominios o regiones que tienen una morfología diferente y que, por consiguiente, efectúan funciones distintas: el retículo endoplasmático liso y el retículo endoplasmático rugoso. Veamos las características de cada uno.

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, en contraste a este, su función principal es la biosíntesis de lípidos.

Los ribosomas son orgánulos en cuyo interior el material genético es traducido en proteínas. Conque resulta obvio que, al no tenerlos adosados en la membrana, en el retículo endoplasmático no pasa la biosíntesis proteica. Y las proteínas presentes en él proceden, como ahora observaremos, del rugoso.

El retículo endoplasmático liso es mucho más irregular en arquitectura y representa la menor una parte del orgánulo, consistiendo en una red desordenada de túbulos en cuyo interior (el lumen) tienen rincón diferentes 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 cantidad considerable de este dominio) y la homeostasis del calcio las mucho más esenciales.

2. Retículo endoplasmático rugoso

El retículo endoplasmático rugoso es el dominio del retículo endoplasmático que tiene dentro ribosomas en la membrana. Es la zona más próxima a la membrana nuclear y recibe este nombre por el hecho de que los ribosomas adoptan la apariencia de gránulos adheridos a este retículo.

Las riboforinas son proteínas que hacen viable la unión de los ribosomas a la membrana del retículo. Estos ribosomas, como hemos dicho, se dedican a la síntesis de proteínas, las cuales, tras ser sintetizadas en la membrana, “caen” al lumen del retículo.

Radica en una red de túbulos menos desorganizada que el liso y, como hemos dicho, tiene una alta consistencia de ribosomas en su superficie. Los túbulos acostumbran a adoptar una arquitectura aproximadamente recta (recordemos que en el liso había mucho más curvas) y asimismo es común ver cisternas o sacos aplanados.

¿Qué funcionalidades tiene el retículo endoplasmático?

Tras entender precisamente qué es el retículo endoplasmático, de investigar su morfología y presentar su división en rugoso y liso, llega el momento de hablar de sus funciones celulares. Para hacer más simple la comprensión, observaremos las funcionalidades en general y, ahora en cada una de ellas, si es requisito, indicaremos si pertenece al dominio liso o al rugoso. Vamos allí.

1. Biosíntesis de proteínas

El retículo endoplasmático rugoso, a través de los ribosomas anclados a su membrana, está experto en la síntesis proteica. Todas y cada una de las proteínas secretadas o que formarán una parte del medio de adentro 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), de esta forma como para la producción de hormonas.

3. Detoxificación celular

El retículo endoplasmático liso asimismo participa en procesos de detoxificación celular, al metabolizar sustancias tóxicas procedentes tanto del exterior (como artículos 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 por medio 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 indispensable en lo que a transporte y tráfico de proteínas que han de ser secretadas al exterior (o a otros orgánulos, como el aparato de Golgi) de la célula tiene relación.

5. Almacenaje de calcio

El retículo endoplasmático liso es el reservorio intracelular de calcio más especial. Es con la capacidad de, por medio de bombas de calcio, “secuestrar” las moléculas de este mineral para almacenarlo y expulsarlo de la célula en el momento en que sea preciso.

6. Acumulación de productos

De igual forma que sucede con el calcio, el retículo endoplasmático en general tiene la importante función de ser útil de almacén para toda clase de productos celulares y substancias metabólicas. El lumen del retículo sirve para el almacenaje de modelos.

7. Desfosforilación de la glucosa-6-fosfato

En el momento en que el glucógeno (la forma en la que se guarda la glucosa) es degradado, se forma la glucosa-6-fosfato, la cual es inútil de abandonar la célula pues 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 impulsa la desfosforilación (remover, por hidrólisis, un grupo fosfato) de la glucosa-6-fosfato. Así, conseguimos glucosa, que puede pasar a la sangre.

8. Glicosilación de proteínas

En el retículo endoplasmático rugoso tiene sitio la glicosilación de proteínas, un desarrollo que consiste en añadir un hidrato de carbono a una proteína. Mucho más en concreto, los aminoácidos de asparagina reciben un complejo de 14 azúcares en su radical. Más tarde, estas proteínas que han incorporado un radical de hidrato de carbono y se convirtieron en glicoproteínas son enviadas al aparato de Golgi para seguir su procesamiento.

9. Control de calidad proteica

En el retículo endoplasmático rugoso asimismo tiene lugar un fundamental 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 fallos. 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 ámbito oxidante, cosa que torna posible la formación de, merced a la disulfuro isomerasa, puentes disulfuro, un enlace covalente entre los conjuntos sulfhidrilos de la cisteína. Esta parte es esencial en tanto que vuelve posible una correcta composición de las proteínas.

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