¿Las glicoproteínas y los glicolípidos están presentes solo en la membrana de la superficie celular?

No he leído que esto se indique explícitamente, sin embargo, cada vez que leo sobre proteínas y glicoproteínas, esto parece estar implícito. Por ejemplo, en este artículo de Wikipedia,

Los lípidos y las proteínas en la superficie de la membrana celular a menudo tienen cadenas cortas de carbohidratos que sobresalen de la superficie celular, conocidas como glicolípidos y glicoproteínas.

Mi pregunta es, ¿es este el caso? Y si es así, ¿por qué solo estarían presentes en la superficie celular/membrana plasmática? ¿No serían útiles en otras partes de la célula, por ejemplo, para el tráfico de vesículas como receptores para secuencias objetivo?

Una idea que tengo es que, hasta donde yo sé, las enzimas para la glicosilación están presentes en el retículo endoplásmico y los lúmenes de Golgi (oligosacaril transferasa en el RE, etc.), por lo que la glicosilación solo ocurriría en la parte de la proteína/lípido que es topológicamente fuera de la celda, sin embargo, esto plantea más preguntas:

  • Esto no excluye que las glicoproteínas se adhieran a ciertos orgánulos (es decir, al otro lado de la membrana hacia el citosol), lo que también es topológicamente equivalente al exterior de la célula.
  • ¿Por qué no habría enzimas de glicosilación en el lado citosólico?
Este artículo de revista tiene información sobre los glicolípidos: " Lípidos de membrana: dónde están y cómo se comportan ".

Respuestas (1)

Ya que hiciste tres preguntas, las responderé una por una.

  • Are glycoproteins and glycolipids present only on the cell surface membrane?

No, las glicoproteínas tienen muchas funciones y ciertamente no están restringidas a las membranas celulares.

Algunos ejemplos de glicoproteínas en la sangre incluyen fibrinógeno , anticuerpos , miraculina , etc. Ver esto :

El fibrinógeno (factor I) es una glicoproteína de los vertebrados que ayuda en la formación de coágulos sanguíneos.

Para obtener una lista más detallada de glicoproteínas, consulte este artículo de wikipedia.

Por otro lado, los glicolípidos se encuentran solo en las membranas celulares. Mira esto:

Los glicolípidos son lípidos con un carbohidrato unido por un enlace glucosídico. Su función es mantener la estabilidad de la membrana y facilitar el reconocimiento celular. Los carbohidratos se encuentran en la superficie exterior de todas las membranas de las células eucariotas.

  • This does not exclude glycoproteins from sticking into certain organelles (i.e. on the other side of the membrane to the cytosol) which is also topologically equivalent to the cell exterior.

Las glicoproteínas, o cualquier proteína, después de que se procesan por completo, no flotan simplemente en la célula y llegan a su lugar apropiado. Obviamente, no es que las proteínas "sepan" a dónde ir, pero en realidad son llevadas a los lugares apropiados. Esto se conoce como focalización en proteínas . Mira esto:

El direccionamiento de proteínas o la clasificación de proteínas es el mecanismo biológico por el cual las proteínas se transportan a los destinos apropiados dentro o fuera de la célula. Las proteínas pueden dirigirse al espacio interior de un orgánulo, a diferentes membranas intracelulares, a la membrana plasmática o al exterior de la célula a través de la secreción. Este proceso de entrega se lleva a cabo en base a la información contenida en la propia proteína. La clasificación correcta es crucial para la célula; los errores pueden conducir a enfermedades.

Existen diferencias entre la membrana celular y la membrana del orgánulo, lo que las hace distinguibles para los factores de orientación.

  • Why would there not be glycosylation enzymes on the cytosolic side?

La glicosilación es una modificación postraduccional de proteínas.

La modificación postraduccional (PTM) se refiere a la modificación covalente y generalmente enzimática de proteínas durante o después de la biosíntesis de proteínas. Las proteínas son sintetizadas por los ribosomas que traducen el ARNm en cadenas polipeptídicas, que luego pueden someterse a PTM para formar el producto de proteína madura.

Solo ciertas proteínas requieren glicosilación, por eso son traducidas por ribosomas conectados al aparato de Golgi o retículo endoplásmico. Si las enzimas de glicosilación están presentes en todas partes de la célula, entonces cada proteína que las encuentra se modificaría y, posiblemente, dejaría de funcionar. Por lo tanto, existen compartimentos especiales en la celda para tales fines.

EDITAR: Para responder a las preguntas que hiciste en los comentarios:

  • are there any glycoproteins found elsewhere inside the cell? For example in the mitochondria?

Aún no estamos seguros de eso. Ha habido un par de estudios para averiguar si podría haber glicoproteínas en las mitocondrias, uno de los cuales es este :

Las mitocondrias intactas aisladas incorporan selectivamente monosacáridos de monosacáridos de nucleótido difosfato en proteínas. Las mitocondrias incorporaron fucosa, manosa, glucosa y galactosa a la glicoproteína; la xilosa no lo era. La integridad estructural de las mitocondrias no fue necesaria para la incorporación de monosacáridos en glicoproteínas; las mitocondrias rotas por homogeneización también incorporaron monosacáridos. Los monosacáridos incorporados a la glicoproteína se localizaron en las membranas mitocondriales internas, las mismas membranas que contienen la proteína en la que la mitocondria aislada incorpora la leucina.

Si hay glicoproteínas en las mitocondrias, también podrían estar en muchos otros lugares dentro de una célula.

  • does the cell not sometimes need glycosylated proteins inside of its cytoplasm? How would it get these proteins in its cytoplasm?

No se requieren glicoproteínas dentro de la célula (yo, o tal vez nadie, sabe por qué). Su función principal es como receptores o productos secretados, por lo que no se encuentran dentro de una célula. Sin embargo, las glicosiltransferasas pueden comportarse como glicoproteínas dinámicas y, por lo tanto, se encuentran dentro de las células. Mira esto :

Las glicosiltransferasas (GTF, Gtf) son enzimas (EC 2.4) que establecen enlaces glucosídicos naturales. Catalizan la transferencia de fracciones de sacárido de un azúcar de nucleótido activado (también conocido como "donante de glucosilo") a una molécula aceptora de glucosilo nucleofílica, cuyo nucleófilo puede estar basado en oxígeno, carbono, nitrógeno o azufre.

mecanismos de glicosiltransferasa

Metroplex gracias por su respuesta. Sin embargo, todavía tengo una pregunta; por lo tanto, las glicoproteínas pueden secretarse además de destinarse a la membrana plasmática, pero ¿se encuentran glicoproteínas en algún otro lugar dentro de la célula? Por ejemplo en la mitocondria? Sé que habrá glicoproteínas presentes dentro de las vesículas que acaban de salir de la membrana plasmática, y estas serán devueltas. Pero, ¿qué pasa con las glicoproteínas que se dirigen específicamente a regiones de la célula que no son la membrana plasmática y no se excretan?
Pregunta 2: Además, ahora entiendo por qué las enzimas de glicosilación no estarían presentes dentro del citoplasma, sin embargo, ¿no parece esto un poco vergonzoso para la célula? Quiero decir, ¿la célula a veces no necesita proteínas glicosiladas dentro de su citoplasma? ¿Cómo conseguiría estas proteínas en su citoplasma? Parece imposible, a menos que fueran a ser transportados desde la luz del RE o desde el exterior de la célula a través de chennel o proteínas transportadoras, pero nunca he oído hablar de un canal, un transportador lo suficientemente grande como para lograr algo como esto...
Espero que encuentre útil la respuesta modificada. Agregue las preguntas anteriores también en su pregunta principal.