Biosíntesis proteica

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(1).. Biosíntesis proteica La biosíntesis de proteínas es el proceso anabólico mediante el cual se forman las proteínas. El proceso consta de dos etapas, la traducción del ARN mensajero, mediante el cual los aminoácidos del polipéptido son ordenados de manera precisa a partir de la información contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN, y las modificaciones postraducción que sufren los polipéptidos así formados hasta alcanzar su estado funcional. Traducción Componentes del equipo de traducción ARN mensajero. El ARN mensajero (ARNm) transmite la información genética almacenada en el ADN. Mediante el proceso conocido como transcripción, secuencias específicas de ADN son copiadas en forma de ARNm que transporta el mensaje contenido en el ADN a los sitios de síntesis proteica (los ribosomas). ARN de transferencia y aminoácidos. Los aminoácidos (componentes de las proteínas) son unidos a los ARN de transferencia (ARNt) que los llevarán hasta el lugar de síntesis proteica, donde serán encadenados uno tras otro. La enzima aminoacil-ARNt-sintetasa se encarga de dicha unión, en un proceso que consume ATP. Ribosomas. Los ribosomas son los orgánulos citoplasmáticos encargados de la biosíntesis proteica; ellos son los encargados de la unión de los aminoácidos que transportan los ARNt siguiendo la secuencia de codones del ARNm según las equivalencias del código genético. Iniciación de la traducción Es la primera etapa de la biosíntesis de proteínas. El ARNm se une a la subunidad menor de los ribosomas. A éstos se asocia el aminoacil-ARNt, gracias a que el ARNt tiene en una de sus asas un triplete de nucleótidos denominado anticodón, que se asocia al primer codón del ARNm según la complementariedad de las bases. A este grupo de moléculas se une la subunidad ribosómica mayor, formándose el complejo ribosomal o complejo activo. Todos estos procesos están catalizados por los llamados factores de iniciación (FI). El primer codón que se traduce es generalmente el AUG, que corresponde con el aminoácido metionina en eucariotas. En procariotas es la formilmetionina. Elongación de la cadena polipeptídica El complejo ribosomal posee dos sitios de unión o centros. El centro peptidil o centro P, donde se sitúa el primer aminoacil-ARNt y el centro aceptor de nuevos aminoacil-ARNt o centro A. El carboxilo terminal (-COOH) del aminoácido iniciado se une con el amino terminal (-NH2) del aminoácido siguiente mediante enlace peptídico. Esta unión es catalizada por la enzima peptidil transferasa. El centro P queda pues ocupado por un ARNt sin aminoácido. El ARNt sin aminoácido sale del ribosoma. Se produce la translocación ribosomal. El dipeptil-ARNt queda ahora en el centro P. Todo ello es catalizado por los factores de elongación (FE) y precisa GTP. Según la terminación del tercer codón, aparece el tercer aminoacil-ARNt y ocupa el centro A. Luego se forma el tripéptido en A y posteriormente el ribosoma realiza su segunda translocación. Estos pasos se pueden repetir múltiples veces, hasta cientos de veces, según el número de aminoácidos que contenga el polipéptido. La traslocación del ribosoma implica el desplazamiento del ribosoma a lo largo de ARNm en sentido 5'-> 3'.. Dr Daniel Verastegui Mercado.

(2) . Terminación de la síntesis de la cadena polipeptídica Los codones UAA, UAG y UGA son señales de paro que no especifican ningún aminoácido y se conocen como codones de terminación; determinan el final de la síntesis proteica. No existe ningún ARNt cuyo anticodón sea complementario de dichos codones y, por lo tanto, la biosíntesis del polipéptido se interrumpe. Indican que la cadena polipeptídica ya ha terminado. Este proceso viene regulado por los factores de liberación, de naturaleza proteica, que se sitúan en el sitio A y hacen que la peptidil transferasa separe, por hidrólisis, la cadena polipeptídica del ARNt. Un ARNm, si es lo suficientemente largo, puede ser leído o traducido, por varios ribosomas a la vez, uno detrás de otro. Al microscopio electrónico, se observa como un rosario de ribosomas, que se denomina polirribosoma o polisoma. Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero, está siendo utilizada por varios ribosomas simultáneamente. Modificaciones postraducción Algunas proteínas emergen del ribosoma preparadas para ejercer su función de inmediato, mientras que otras experimentan diversas modificaciones postraducción, que pueden conducir a la proteína a la adquisición de su forma funcional, a su traslado a un compartimento subcelular determinado, a su secreción al exterior de la célula, etc. Plegamiento Muchas proteínas adquieren espontáneamente la correcta conformación tridimensional, pero otras muchas solo adquieren la conformación correcta con la ayuda de una o más proteínas chaperonas. Las chaperonas se unen reversiblemente a regiones hidrofóbicas de las proteínas desplegadas y a los intemediarios de plegamiento; pueden estabilizar intermediarios, mantener proteínas desplegadas para que pasen con facilidad a través de membranas, ayudar a desplegar segmentos plegados incorrectamente, impedir la formación de intermediarios incorrectos o impedir interacciones inadecuadas con otras proteínas. Glucosilación La glucosilación es la adición de uno o más glúcidos a una proteína lo que da lugar a las glucoproteínas, que son esenciales en los mecanismos de reconocimiento celular. La glucosilación puede implicar la adición de unas pocas moléculas glucídicas o de grandes cadenas ramificadas de oligosacáridos. Existe un centenar de glucosiltransferasas distintas, las enzimas encargadas de realizar este proceso. El mecanismo es básicamente el mismo en todos los casos; un azúcar es transferido desde un sustrato dador activado hasta un aceptor apropiado. Proteólisis parcial La proteólisis parcial es una etapa frecuente en los procesos de maduración de las proteínas. Pueden eliminarse secuencias de aminoácidos en ambos extremos o en el interior de la proteína. La proteólisis en el retículo endoplasmático y en el aparato de Golgi son, por ejemplo, esenciales en la maduración de la insulina; la preproinsulina codificada por el ARNm es introducida en el retículo endoplasmático; una peptidasa la corta y origina la proinsulina que se pliega para formar los puentes disulfuro correctamente; la proinsulina es transportada al aparato de Golgi, donde es empaquetada en gránulos de secreción; entonces se elimina un fragmento (péptido C) por proteólisis originando la insulina funcional, que es secretada. La hiperproinsulinemia familiar es una enfermedad genética autosómica dominante causada por. Dr Daniel Verastegui Mercado.

(3) . en defecto en el proceso de maduración de la proinsulina, que da lugar a la presencia en el torrente circulatorio de insulina y de proinsulina en cantidades similares. Modificación de aminoácidos Sólo 20 aminoácidos están codificados genéticamente y son incorporados durante la traducción. Sin embargo, las modificaciones postraducción conducen a la formación de 100 o más derivados de los aminoácidos. Las modificaciones de los aminoácidos juegan con frecuencia un papel de gran importancia en la correcta funcionalidad de la proteína. Son numerosos los ejemplo de modificación postraducción de aminoácidos. La formación postraducción de puentes disulfuro, básicos en la estabilización de la estructura terciaria de las proteínas está catalizada por una disulfuro isomerasa. En las histonas tiene lugar la metilación de las lisinas. En el colágeno abunda el aminoácido 4-hidroxiprolina, que es el resultado de la hidroxilación de la prolina. La traducción comienza con el codón "AUG" que es además de señal de inicio significa el aminoácido metionina, que casi siempre es eliminada por proteólisis Aminoácido Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (COOH). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas. Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación entre el grupo amino de uno y el carboxilo del otro, liberándose una molécula de agua y formando un enlace amida que se denomina enlace peptídico; estos dos "residuos" de aminoácido forman un dipéptido. Si se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así, sucesivamente, hasta formar un polipéptido. Esta reacción tiene lugar de manera natural dentro de las células, en los ribosomas. Todos los aminoácidos componentes de las proteínas son L-alfa-aminoácidos. Esto significa que el grupo amino está unido al carbono contiguo al grupo carboxilo (carbono alfa) o, dicho de otro modo, que tanto el carboxilo como el amino están unidos al mismo carbono; además, a este carbono alfa se unen un hidrógeno y una cadena (habitualmente denominada cadena lateral o radical R) de estructura variable, que determina la identidad y las propiedades de cada uno de los diferentes aminoácidos. Existen cientos de radicales por lo que se conocen cientos de aminoácidos diferentes, pero sólo 22 (los dos últimos fueron descubiertos en el año 2002) forman parte de las proteínas y tienen codones específicos en el código genético. La unión de varios aminoácidos da lugar a cadenas llamadas péptidos o polipéptidos, que se denominan proteínas cuando la cadena polipeptídica supera una cierta longitud (entre 50 y 100 residuos aminoácidos, dependiendo de los autores) o la masa molecular total supera las 5000 uma y, especialmente, cuando tienen una estructura tridimensional estable definida. Estructura general de un aminoácido La estructura general de un alfa-aminoácido se establece por la presencia de un carbono central (alfa) unido a un grupo carboxilo (rojo en la figura), un grupo amino (verde), un hidrógeno (en negro) y la cadena lateral (azul):. Dr Daniel Verastegui Mercado.

(4) .. "R" representa la cadena lateral, específica para cada aminoácido. Tanto el carboxilo como el amino son grupos funcionales susceptibles de ionización dependiendo de los cambios de pH, por eso ningún aminoácido en disolución se encuentra realmente en la forma representada en la figura, sino que se encuentra ionizado. A pH bajo (ácido), los aminoácidos se encuentran mayoritariamente en su forma catiónica (con carga positiva), mientras que a pH alto (básico) se encuentran en su forma aniónica (con carga negativa). Para valores de pH intermedios, como los propios de los medios biológicos, los aminoácidos se encuentran habitualmente en una forma de ion dipolar o zwitterión (con un grupo catiónico y otro aniónico). Clasificación Existen muchas formas de clasificar los aminoácidos; las dos que se presentan a continuación son las más comunes. Según las propiedades de su cadena Los aminoácidos se clasifican habitualmente según las propiedades de su cadena lateral: . Neutros polares, polares o hidrófilos : serina (Ser, S), treonina (Thr, T), cisteína (Cys, C), glutamina (Gln, Q), asparagina (Asn, N) , tirosina (Tyr, Y) y glicina (Gly, G).. . Neutros no polares, apolares o hidrófobos: alanina (Ala, A), valina (Val, V), leucina (Leu, L), isoleucina (Ile, I), metionina (Met, M), prolina (Pro, P), fenilalanina (Phe, F) y triptófano (Trp, W).. . Con carga negativa o ácidos: ácido aspártico (Asp, D) y ácido glutámico (Glu, E).. Con carga positiva o básicos: lisina (Lys, K), arginina (Arg, R) e histidina (His, H). fenilalanina (Phe, F), tirosina (Tyr, Y) y triptófano (Trp, W) (ya incluidos en los grupos neutros polares y neutros no polares). Según su obtención . A los aminoácidos que deben ser captados como parte de los alimentos se los llama esenciales; la carencia de estos aminoácidos en la dieta limita el desarrollo del organismo, ya que no es posible reponer las células de los tejidos que mueren o crear tejidos nuevos, en el caso del crecimiento. Para el ser humano, los aminoácidos esenciales son:   . Valina (Val, V) Leucina (Leu, L) Treonina (Thr, T). Dr Daniel Verastegui Mercado.

(5) .       . Lisina (Lys, K) Triptófano (Trp, W) Histidina (His, H) * Fenilalanina (Phe, F) Isoleucina (Ile, I) Arginina (Arg, R) * Metionina (Met, M). A los aminoácidos que pueden sintetizarse en el propio organismo se los conoce como no esenciales y son:          . Alanina (Ala, A) Prolina (Pro, P) Glicina (Gly, G) Serina (Ser, S) Cisteína (Cys, C) Asparagina (Asn, N) Glutamina (Gln, Q) Tirosina (Tyr, Y) Ácido aspártico (Asp, D) Ácido glutámico (Glu, E). Estas clasificaciones varían según la especie e incluso, para algunos aminoácidos, según los autores. Se han aislado cepas de bacterias con requerimientos diferenciales de cada tipo de aminoácido. Según la ubicación del grupo amino Alfa-aminoácidos: El grupo amino está ubicado en el carbono nº 2 de la cadena, es decir el primer carbono a continuación del grupo carboxilo (históricamente este carbono se denomina carbono alfa). La mayoría de las proteínas están compuestas por residuos de alfa-aminoácidos enlazados mediante enlaces amida (enlaces peptídicos). . Beta-aminoácidos: El grupo amino está ubicado en el carbono nº 3 de la cadena, es decir en el segundo carbono a continuación del grupo carboxilo.. Gamma-aminoácidos: El grupo amino está ubicado en el carbono nº 4 de la cadena, es decir en el tercer carbono a continuación del grupo carboxilo. Aminoácidos codificados en el genoma Los aminoácidos proteicos, canónicos o naturales son aquellos que están codificados en el genoma; para la mayoría de los seres vivos son 20: alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteína, fenilalanina, glicina, glutamato, glutamina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, prolina, serina, tirosina, treonina, triptófano y valina. Sin embargo, hay excepciones: en algunos seres vivos el código genético tiene pequeñas modificaciones y puede codificar otros aminoácidos. El aminoácido número 21 es la selenocisteína, que aparece tanto en eucariotas como procariotas y arqueas, y el número 22 es la pirrolisina que aparece sólo en arqueas. (bacterias sin nucleo ni organelos) Aminoácidos modificados . Dr Daniel Verastegui Mercado.

(6) . Las modificaciones postraduccionales de los 20 aminoácidos codificados genéticamente conducen a la formación de 100 o más derivados de los aminoácidos. Las modificaciones de los aminoácidos juegan con frecuencia un papel de gran importancia en la correcta funcionalidad de una proteína. Son numerosos los ejemplos de modificación postraduccional de aminoácidos. La formación de puentes disulfuro, claves en la estabilización de la estructura terciaria de las proteínas, está catalizada por una disulfuro isomerasa. En las histonas tiene lugar la metilación de las lisinas. En el colágeno abunda el aminoácido 4-hidroxiprolina, que es el resultado de la hidroxilación de la prolina. La metionina inicial de todos los polipéptidos (codificada por el codón de inicio AUG) casi siempre se elimina por proteólisis. Algunos aminoácidos no proteicos tienen función propia, por ejemplo como neurotransmisores o vitaminas. Por ejemplo, la beta-alanina o el ácido gammaaminobutírico (GABA). Existen muchos aminoácidos no proteicos que juegan papeles distintos en la naturaleza y pueden o no provenir de aminoácidos. Ejemplos de estos aminoácidos no proteínicos son:                              . Sarcosina Etilglicina o ácido α-aminobutírico (AABA) Ácido djencólico Hipoglicinas A y B Mimosina Aliina Canalina Canavalina Ornitina Homometionina Homoserina Homoarginina Homofenilalanina Homocisteína Homoleucina Cistationina Norvalina Norleucina Ciclopentenilglicina β-Alanina Ácido gamma-aminobutírico Ácido iboténico Ácido pipecólico Ácido guanidinacético Taurina Ácido trans-2-amino-5-cloro-4-hexenoico Ácido trans-2-amino-5-cloro-6-hidroxi-4-hexenoico Ácido 2-amino-4-cloro-4-pentenoico Ácido diaminopimélico Semialdehído aspártico. Dr Daniel Verastegui Mercado.

(7) .  Semialdehído glutámico  Citrulina  DOPA  Quinurenina  Nicotianina  Ácido 2-azetidincarboxílico  β-(4-hidroxibenzotiazol-6-il)alanina  β-(2-metil-4-hidroxibenzotiazol-6-il)-alanina  Indospicina  Nε-(indol-3-acetil)lisina  (p-hidroximetil)fenilalanina  0-etil-L-homoserina, aislada de Corynebacterium ethanolaminophilum  5-Hidroxitriptófano  Ácido licopérdico, aislado de Lycoperdon perlatum  Ácido lentínico  Ácido estizolobínico  Ácido estizolóbico  Tiroxina  Azoxibacilina Propiedades Ácido-básicas. Se refiere al comportamiento de cualquier aminoácido cuando se ioniza. Cualquier aminoácido puede comportarse como ácido y como base, por lo que se denominan sustancias anfóteras. (reacciona como acido y como base) Cuando una molécula presenta carga neta cero está en su punto isoeléctrico. Si un aminoácido tiene un punto isoeléctrico de 6,1 su carga neta será cero cuando el pH sea 6,1. Los aminoácidos y las proteínas se comportan como sustancias tampón. Ópticas. Todos los aminoácidos excepto la glicina tienen 4 sustityentes distintos sobre su carbono alfa (carbono asimétrico o quiral), lo que les confiere actividad óptica; esto es, sus disoluciones desvían el plano de polarización cuando un rayo de luz polarizada las atraviesa. Si el desvío del plano de polarización es hacia la derecha (en sentido horario), el compuesto se denomina dextrógiro, mientras que si se desvía a la izquierda (sentido antihorario) se denomina levógiro. Un aminoácido puede en principio existir en sus dos formas enantioméricas (una dextrógira y otra levógira), pero en la naturaleza lo habitual es encontrar sólo una de ellas. Estructuralmente, las dos posibles formas enantioméricas de cada aminoácido se denominan configuración D o L dependiendo de la orientación relativa en el espacio de los 4 grupos distintos unidos al carbono alfa. Todos los aminoácidos proteicos son L-aminoácidos, pero ello no significa que sean levógiros. Se consideran L-aminoácidos los que estructuralmente derivan de L-gliceraldehído y Daminoácidos los derivados del D-gliceraldehído. Químicas. Las que afectan al grupo carboxilo, como la descarboxilación. Las que afectan al grupo amino, como la desaminación. Las que afectan al grupo R o cadena lateral.. Dr Daniel Verastegui Mercado.

(8) . Solubilidad. No todos los aminoácidos son solubles en agua debido a la diferente naturaleza de su cadena lateral, por ejemplo si ésta es ionizable el aminoácido será más soluble. Reacciones de los aminoácidos Los aminoácidos sufren en los seres vivos tres reacciones principales que se inician cuando un aminoácido se une con el fosfato de piridoxal formando una base de Schiff o aldimina. De ahí en adelante la transformación depende de las enzimas, que tienen en común el uso del fosfato de piridoxal como coenzima. Las reacciones que se desencadenan pueden ser: La transaminación, que necesita la participación de un α-cetoácido; La descarboxilación; La racemización, que es la conversión de un compuesto L en D, o viceversa. Aunque en las proteínas los aminoácidos están presentes únicamente en la configuración L, en las bacterias podemos encontrar algunos D-aminoácidos formando parte de péptidos pequeños Glicoproteína. Monosacáridos (cuadrados, círculos, rombos de colores) unidos a la asparagina de un polipéptido (N-glucosilación)1. Fórmulas estructurales de azúcares en las glicoproteínas. Las glicoproteínas (también mal llamadas glucoproteínas) son moléculas compuestas por una proteína unida a uno o varios glúcidos, simples o compuestos. Tienen entre otras funciones el reconocimiento celular cuando están presentes en la superficie de las membranas plasmáticas(glucocálix).. Dr Daniel Verastegui Mercado.

(9) . El término glicoproteína se usa en general para referirse a una molécula de dimensiones específicas, integrada normalmente por uno o más oligosacáridos unidos de modo covalente a cadenas laterales específicas de polipéptidos. Suelen tener un mayor porcentaje de proteínas que de glúcidos. Los términos proteoglicano y peptidoglicano designan agregados masivos formados por glúcidos y proteínas o séptimos péptidos, para los cuales la palabra molécula no tiene significado preciso. Las partículas de proteoglicanos tienen un mayor porcentaje de glúcidos que de proteínas. Características generales Existen en todo tipo de organismos, aunque prevalecen sobre todo en los líquidos y en las células de los animales, en las que tienen muchas funciones. Se encuentran muy difundidas en las membranas de las células o en asociación como componentes de la cubierta superficial. Son glicoproteínas varias hormonas, los anticuerpos, diversas enzimas, proteínas receptoras, proteínas de adhesión celular, factores de crecimiento, proteínas de identificación celular, proteínas que confieren las características de los grupos sanguíneos, proteínas que dan estabilidad estructural a conjuntos plurimoleculares, etc. Es lógico preguntarse cual sería la razón de la presencia del carbohidrato. Una propuesta es que la fijación de azúcares a una proteína es la etiqueta química con la que se identifican las proteínas destinadas a utilizarse fuera de la célula o en la trama membranosa de ésta. Así, las proteínas que se conservarán y usarán en el citoplasma de la célula no están glicosiladas. Como grupo, las glicoproteínas manifiestan grandes diferencias en su contenido de carbohidratos, el cual fluctúa de menos del 1% hasta el 80% del peso total. Las que tienen más de 4% de carbohidrato se llaman en ocasiones mucoproteínas porque poseen una gran viscosidad. La unión covalente con el péptido se realiza mediante un enlace glicosídico con la cadena lateral de residuos de serina, treonina o asparagina. Los grupos oligosacáridos unidos al grupo -OH de la serina y la treonina se llaman 'O-ligados', mientras que los fijos al grupo amida -NH2 de la asparagina se llaman 'N-ligados'. El número de grupos oligosacáridos por molécula de proteína es variable, pero todos los grupos de la molécula suelen ser idénticos. Los azúcares más comunes en tales oligosacáridos son la D-galactosa, la D-glucosa, la D-manosa, la L-fucosa, la N-acetil-D-glucosamina, etc. Reconocimiento celular Los grupos sanguíneos dependen del tipo de glicoproteína que contienen la membrana de los eritrocitos; el grupo A tiene como oligosacárido una cadena de N-acetilgalactosamina, mientras que el grupo B tiene una cadena de galactosa, y por tanto, el grupo AB presenta los dos tipos de glicoproteínas y el grupo 0 carece de ambos. Para determinar el grupo sanguíneo se usan antisueros, que contienen anticuerpos que reconocen determinado tipo de glicoproteína (el antisuero A reconoce la glicoproteína A). El conocimiento del grupo sanguíneo es importante para hacer transfusiones y evitar la formación de coágulos que provocan infartos y trombosis cerebrales mortales. Proteoglicano Los proteoglicanos son una clase especial de glicoproteínas que son altamente glicosiladas. Formadas por un núcleo proteico al que se encuentran unidos covalentemente un tipo especial de polisacáridos denominados glicosaminoglicanos (GAG). Estas cadenas de glicosaminoglicanos (GAG) son largos polímeros de carbohidratos lineares que están cargados negativamente bajo condiciones fisiológicas, debido a la presencia de grupos sulfato y de grupos de ácido urónico .. Dr Daniel Verastegui Mercado.

(10) . Los proteoglicanos se encuentran unidos a la membrana celular en contacto con la matriz extracelular. Actúan como moduladores de señales en procesos de comunicación entre la célula y su entorno. Muchas enfermedades hereditarias (como el síndrome de Simpson-Golabi-Behmel o el síndrome de Ehlers-Danlos) están asociadas a fallos en la biosíntesis de proteoglicanos o de GAG. Estructura Las cadenas de polisacáridos son muy rígidas e hidrofílicas por lo que tienden a ocupar grandes volúmenes en relación a su masa formado geles: su elevada carga negativa hace que atraiga gran cantidad de cationes sobre todo el Na+ que, debido a su capacidad osmótica hace que se retengan grandes cantidades de agua en la matriz extracelular, produciendo una presión de turgencia que capacita a la matriz a oponerse a fuerzas de compresión. Salvo el ácido hialurónico los demás glucosaminoglucanos están unidos covalentemente a una proteína formando proteoglucano. La cadena de proteína es sintetizada en los ribosomas unido a la membrana, acumulándose en la luz del retículo endoplásmico. La unión del glucosaminoglucano a la proteína tiene lugar en el Golgi. En principio los proteoglucanos poseen una heterogeneidad potencial casi ilimitada. Cada proteína central varía mucho en cuanto al número y al tipo de cadenas de glucosaminoglucanos que se une a ellas. Además en cada glucosaminoglucano el patrón repetitivo de los disacáridos puede ser modificado por una compleja distribución de grupos sulfatos. Es difícil clasificarlos por su gran variedad, es mejor considerarlos como un grupo diverso de glucoproteínas muy glucosiladas, cuyas funciones dependen tanto de su proteína central como de sus cadenas de glucosaminoglucanos. Síntesis El componente proteico de los proteoglicanos es sintetizado por los ribosomas y translocado al interior del retículo endoplasmático rugoso. La glicosilación del proteoglicano ocurre en el aparato de Golgi en muchos pasos enzimáticos. El proteoglicano completado es exportado en vesículas secretoras a la matriz extracelular de la célula. Función Dada su diversidad estructural los proteoglicanos también tienen una diversidad de funciones tanto en la matriz extracelular como en la célula. Los proteoglicanos son el componente fundamental de la matriz extracelular animal, constituyen, por así decirlo, la principal sustancia que "rellena" los espacios que existen entre las células del organismo. Aquí forman grandes complejos, tanto con otros proteoglicanos, hialuronanos y proteínas de la matriz fibrosa (como el colágeno). También están involucrados en la unión de cationes (tales como el sodio, potasio y calcio) y agua, y también regulando el movimiento de moléculas dentro de la matriz. La evidencia también muestra que pueden afectar la actividad y estabilidad de las proteínas y moléculas de señal dentro de la matriz. Las funciones individuales de los proteoglicanos pueden ser atribuidas tanto al centro proteico como a las cadenas GAG unidas. En la matriz extracelular . Mantienen hidratada la matriz extracelular. Dr Daniel Verastegui Mercado.

(11) . Las cadenas de glucosaminoglucanos pueden generar geles de poros de diferente tamaño, por lo que pueden intervenir como filtro selectivo en la regulación del tráfico de moléculas y de células, seleccionándolas en función de su tamaño, su carga o ambas cosas.  Los glucosaminoglucanos y proteoglucanos se asocian formando enormes complejos [polímero|[polímericos]]. También se asocian con otros elementos de la matriz extracelular como el colágeno y con redes proteicas de la lámina basal formado estructuras muy complejas.  El agrecano rodea el cartílago y le ayuda a soportar las fuerzas de compresión En la membrana plasmática . No todos los proteoglucanos son componentes secretados en la matriz extracelular. Algunos son componentes integrales de las membranas plasmáticas. Algunos actúan como correceptores que colaboran con los receptores de la superficie celular, tanto en la unión celular a la matriz extracelular como iniciando las respuestas de las células a algunas proteínas de señalización. Los más caracterizados son los sindícanos. Los proteoglucanos desempeñan un papel importante en la señalización celular ya que unen diversa moléculas de señalización. Pudiendo aumentar o disminuir su capacidad señalizadora. Los proteoglucanos también se unen y regulan las actividades de otros tipos de proteínas de secreción, como enzimas proteolíticas y sus inhibidores. La unión del proteoglucanos podría afectar a la enzima por alguno de estos mecanismos. Se cree que los proteoglucanos actúan de todas estas maneras: Inmovilizando a la proteína cerca del lugar donde se secreta, restringiendo su alcance de acción.  Bloqueando estéricamente la actividad de la proteína  Proporcionando una reserva de proteína para su liberación posterior  Protegiendo a la enzima frente a degradaciones proteolíticas, prolongando su acción  Alterando o concentrando la proteína haciendo más efectiva su exposición a los receptores de superficie celular Tipos Los proteoglicanos pueden ser categorizados dependiendo de la naturaleza de sus cadenas de glicosaminoglicanos. Estas cadenas pueden ser: .     . Condroitin sulfato Heparina Heparan sulfato Queratan sulfato Dermatan sulfato. También pueden ser categorizados por tamaño. Proteoglicanos y enfermedad Una inhabilidad de romper los proteoglicanos es característico de un grupo de desordenes genéticos, llamados mucopolisacaridosis. La inactividad de enzimas lisozomáticas específicas que normalmente degradan los glicosaminoglicanos, llevan a la acumulación de proteoglicanos en las células. Esto conduce a una variedad de síntomas, dependiendo del tipo de proteoglicano que no es degradado.. Dr Daniel Verastegui Mercado.

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