Peroxisomas

Peroxisomas

¿Qué son? Son vesículas simples limitadas por membranas, que pueden contener un centro denso y cristalino de enzimas oxidativas.

Las proteínas implicadas en la biogénesis del peroxisoma y en el transporte de las proteínas peroxisomales se llaman peroxinas, codificadas por los genes PEX.

Se conocen hasta el momento 15 genes PEX.

Funciones:

• ·         Papel esencial en el metabolismo lipídico.
• ·   Más de 50 enzimas que participan (β- oxidación) de cadena muy larga ( 24-26 carbonos).
• ·         Síntesis de plasmalógenos localizados en la mielina, colesterol y ácidos biliares.

Estructura

Son orgánulos celulares que desempeñan una función primordial en la utilización del oxígeno. Morfológicamente se parecen a los lisosomas, pues son partículas esféricas, limitadas por una membrana, y con un contenido enzimático.

Las enzimas que tienen no son hidrolasas ácidas, sino enzimas que intervienen en el metabolismo del H2O2 que junto con las mitocondrias y cloroplastos colaboran en ciertas funciones.

Actividad enzimática

Se encargan de la desintoxicación de la célula, en especial de la degradación de los ácidos grasos de cadena muy larga. Se denominan así porque sus enzimas utilizan el “O2 molecular” para eliminar átomos de “Hidrogeno” de sustratos específicos, por medio de una reacción oxidativa que produce H2O2.

El H2O2 es un metabolito muy tóxico, por lo cual la enzima catalasa se encarga de degradarlo a oxígeno y agua.

Catabolismo de las purinas

Metabolismo de los lípidos en las células animales

Los peroxisomas de las células animales intervienen en el metabolismo de los lípidos realizando procesos que tienen lugar en otros orgánulos.

En células animales (el colesterol, el dolicol y los ácidos biliares) pueden ser sintetizados en los peroxisomas, además de en el REL.

Metabolismo del ácido glicólico

El ácido glicólico es un subproducto de la fotosíntesis de los cloroplastos, producido por la fijación de O2 en la enzima RUBISCO.

El ácido glicólico entra en los peroxisomas y es oxidado a ácido glioxílico, el cual se convierte en glicina, que pasa de los peroxisomas a las mitocondrias donde se transforma en serina y CO2.

Ciclo del glioxilato

Las moléculas de Acetil-coa que se producen en la degradación de ácidos grasos se usan para producir acido succínico, en el proceso ciclo del glioxilato.

El ácido succínico produjo en este ciclo, abandona los glioxisoma y penetra en las mitocondrias, cuya matriz es oxidado en C-Krebs a ácido oxalacético, que abandona las mitocondrias y se convierte en glucosa en el hialoplasma.

Formación del peroxisoma

La biogénesis o formación de nuevos peroxisomas en una célula se puede producir de dos formas: a) por crecimiento y división de los preexistentes, y b) por generación a partir del retículo endoplásmico.

a) Los peroxisomas, cuando están libres en el citosol, incorporan proteínas que se sintetizan en los ribosomas citosólicos. En las membranas de los peroxisomas hay unas proteínas que se denominan peroxinas, las cuales están implicadas en reconocer e incorporar proteínas desde el citosol, pero son también importantes durante el crecimiento y la división de estos orgánulos. Las proteínas citosólicos destinadas a los peroxisomas tienen una secuencia señal, PTS1 o PTS2, que es reconocida por las peroxinas en la membrana del peroxisoma. Las enzimas que van dirigidas al interior del orgánulo son translocadas a través de la membrana, pero en las membranas de los peroxisomas también se integran proteínas gracias a las peroxinas. La incorporación de estas moléculas desde el citosol hace que los peroxisomas maduren y crezcan llegando un punto en que pueden estrangularse y formar dos peroxisomas hijos a partir de uno mayor.

b) El crecimiento y proliferación de los peroxisomas también puede darse por la participación del retículo endoplasmático, desde las cisternas del retículo endoplasmático se pueden formar por evaginación y escisión estructuras membranosas de tipo vesicular con todas las moléculas típicas de los peroxisomas que por fusión irán creando peroxisomas maduros.

Enfermedades Peroxisomales

Síndrome de Zellweger:

•      Caracteriza por una acumulación anormal de ácido fitánico, de colesterol o ácidos biliares, en diversas áreas como el cerebro, hígado o riñones.

•      Se presenta dimorfismo cráneo facial, anormalidades del esqueleto, extremidades proximales cortas, encefalopatía, convulsiones, anormalidades oculares como retinopatía, cataratas y enfermedad del hígado. (reconocible por alteraciones neurológicas, visuales y hepáticas)

•      Las personas con esta enfermedad carecen de peroxisomas en las células hepáticas y renales, y aun no existe alguna cura para esta enfermedad.

Adrenoleucodistrofia neonatal:

•      Causada por un defecto de una proteína de membrana que transporta ácidos grasos de cadena muy larga (VLCFA) hacia los peroxisomas, con la estructura del peroxisoma intacta, ligada al cromosoma X.

•      Existe una falla en la β- oxidación de los ácidos grasos, almacenamiento anormal de lípidos en el cerebro, medula y glándulas suprarrenales.

•      Se produce la acumulación de (VLCFA) en los testículos, hígado, medula suprarrenal, cerebro.

Enfermedad de refsum infantil (EDI):

•      Es una enfermedad metabólica neurodegenerativo de peroxisomas, perteneciente al grupo de las lipidosis.

•      Se manifiesta por la retinitis pigmentosa, nistagmo, ataxia cerebelosa, sordera de percepción, deformidades esqueléticas e ictiosis, hepatomegalia, así como neuropatía periférica.

•      Concentraciones elevadas de ácido fitánico, ácido pristanico, ácido pipecolico, ácidos ditrihidroxicolestanoico y AGCML.