Biologia: Els peroxisomes i la seva funció

• Hi ha altres orgànuls semblants als lisosomes que contenen enzims, diferents de les hidrolases i, per tant, fan altres funcions a la cèl·lula.

Els peroxisomes

• Els peroxisomes són vesícules amb un diàmetre d'entre 0,1 i 0,5 µm.
• Procedeixen del reticle endoplasmàtic i contenen molts tipus d'enzims oxidatius.
• Els enzims més importants són l'oxidasa i la catalasa.
• Quan aquests enzims es troben en una concentració molt alta poden formar grans cristalls a l'interior del peroxisoma.

Funció dels peroxisomes

• Destoxicació: Es fan reaccions d'oxidació de substàncies orgàniques perjudicials, com ara l'àcid úric, l'àcid làctic, o un excés d'aminoàcids, mitjançant l'enzim oxidasa.
• En la reacció s'utilitza oxigen (O₂) i es produeix peròxid d'hidrogen, és a dir, aigua oxigenada (H₂O₂).
• El peròxid d'hidrogen és una substància molt oxidant i per això resulta tòxica per a la cèl·lula. Per eliminar el peròxid d'hidrogen actua l'enzim catalasa, que pot fer-ho de dues maneres:
  • Si hi ha substàncies tòxiques que es poden eliminar per oxidació (etanol, metanol, fenols, àcid formic, etc.), les fa reaccionar amb el H₂O₂ i així s'eliminen les dues.
  • Si no hi ha substàncies tòxiques per oxidar, la catalasa descompon el H₂O₂ en H₂O i O₂ i així s'evita que el peròxid d'hidrogen arribi a sortir fora dels peroxisomes.
• Degradació dels àcids: A l'interior dels peroxisomes també té lloc la degradació dels àcids grassos en molècules més petites, que després passen als mitocondris, on s'acaben d'oxidar.
• L'energia produïda en les reaccions d'oxidació que es duen a terme en els peroxisomes es dissipa en forma de calor en comptes d'aprofitar-se per sintetitzar l'ATP, com passa en els mitocondris.
• A diferència dels lisosomes, els peroxisomes no s'originen en el sistema endomembranós; Quan un peroxisoma és suficientment gran, s'escindeix en dos.
• A les cèl·lules del fetge i del ronyó hi ha una gran abundància de peroxisomes.
• Es considera que durant l'evolució dels éssers vius els peroxisomes van sorgir abans que els mitocondris i que la seva funció inicial era facilitar la vida en una atmosfera cada vegada amb més oxigen, element tòxic per als organismes anaeròbics inicials, fent-lo reaccionar de manera controlada.

Els glioxisomes

• Són una classe de peroxisomes que només existeixen en les cèl·lules dels vegetals.
• El nom deriva del fet que contenen els enzims responsables del cicle de l'àcid glioxílic, una variant del cicle de Krebs, que permet sintetitzar glúcids a partir de lípids.
• Això resulta essencial per a les llavors en germinació, ja que els permet sintetitzar glucosa a partir de les reserves lipídiques.
• L'embrió de la llavor es nodreix de glucosa fins que el nou vegetal pot sortir del sòl, estendre les fulles i fer la fotosíntesi.

Mitocondris

• Són els orgànuls de les cèl·lules eucariotes que s'encarreguen d'obtenir energia mitjançant la respiració cel·lular.
• En aquest procés d'oxidació intervenen els enzims ATP-sintetases que permeten guardar l'energia alliberada en els enllaços químics de les molècules d'ATP.
• Es troben en grans quantitats al citoplasma de totes les cèl·lules eucariotes, tant d'animals i de vegetals com de fongs, i són especialment abundants en les que, per la seva activitat, tenen una elevada demanda d'energia.
• El conjunt de mitocondris d'una cèl·lula s'anomena condrioma.
• Són orgànuls polimorfs, que poden variar des de formes esfèriques fins a allargades a manera de bastonets. Les seves dimensions oscil·len entre 1 i 4 µm de longitud i entre 0,3 i 0,8 µm d'amplada.

Estructura dels Mitocondris

• L'espai delimitat per la membrana interna rep el nom de matriu mitocondrial.
• A la matriu mitocondrial hi ha un medi intern ric en enzims on tenen lloc un gran nombre de reaccions bioquímiques.
• Aquesta cambra interna presenta ribosomes mitocondrials o mitoribosomes, semblants als bacterians, i unes quantes molècules de DNA mitocondrial, circular i de doble filament, com el DNA bacterià.
• La membrana mitocondrial externa és llisa i conté moltes proteïnes transmembrana que actuen com a canals de penetració de les substàncies presents en el citosol.
• L'espai existent entre les dues membranes es denomina espai intermembranós i té un contingut semblant al del citosol.
• La membrana mitocondrial interna presenta molts replecs interns, anomenats crestes mitocondrials. Aquestes incrementen la superfície i, per tant, la capacitat metabolitzadora.
• Són bastant impermeables, i contenen les proteïnes que permeten dur a terme la respiració mitocondrial (els citocroms i les ATP-sintetases).
• Entre els lípids de membrana no hi ha el colesterol, que també falta en la membrana plasmàtica bacteriana.
• L'activitat més important dels mitocondris és la respiració cel·lular, que comprèn dues etapes: el cicle de Krebs (que es duu a terme a la matriu mitocondrial) i la fosforilació oxidativa (que es produeix a la membrana interna); en la respiració cel·lular s'allibera energia, que queda emmagatzemada en molècules d'ATP gràcies als enzims ATP-sintetases.
• A la matriu mitocondrial es fan altres vies metabòliques importants, entre les quals destaquen la β-oxidació dels àcids grassos, la biosíntesi de proteïnes en els ribosomes i la duplicació del DNA mitocondrial.