Peroxisomas y su Biogénesis

Peroxisomas

• Son orgánulos redondeados, casi siempre.
• Delimitados por una membrana.
• Su diámetro va de 0.1 a 1 µm.
• Están presentes en casi todas las células eucariotas.
• Pueden contener inclusiones cristalinas en su interior debido a la gran cantidad de enzimas.
• Contienen una abundante cantidad de enzimas que participan en reacciones de oxidación, incluyendo la peroxidasa, catalasa, d-aminoácido-oxidasa y urato oxidasa.
• Su número y tamaño pueden aumentar o disminuir según los estímulos fisiológicos.
• Incorporan proteínas y enzimas sintetizadas en ribosomas libres citosólicos.
• Poseen peroxinas en la membrana que reconocen y incorporan proteínas desde el citosol (PTS1 o PTS2).
• Las proteínas se incorporan de manera desplegada a los peroxisomas.

Biogénesis

• La formación de nuevos peroxisomas en una célula se puede producir de dos maneras:
  • Por crecimiento y división de peroxisomas preexistentes, añadiendo lípidos desde el retículo endoplasmático (no por vesículas).
  • Por generación a partir del retículo endoplasmático y de las mitocondrias, formando vesículas que luego se fusionan y maduran a peroxisomas maduros (si no hay peroxisomas previos en la célula).
  • Las proteínas, tanto internas como de membrana, llegan al peroxisoma desde el citosol.

División y Formación

• La división de peroxisomas se muestra como un proceso de bifurcación que crea dos peroxisomas nuevos.
• La formación de peroxisomas se muestra como un proceso lineal que comienza en un retículo endoplasmático y continúa con la formación de un peroxisoma maduro y se une a la mitocondria.
• Los contactos físicos entre las membranas del retículo y los peroxisomas, y entre la mitocondria y los peroxisomas, proporcionan membranas a los peroxisomas existentes para aumentar su tamaño antes de la estrangulación.
• Las proteínas son sintetizadas en ribosomas libres, importadas al peroxisoma, y luego el peroxisoma crece.

Autofagia o Autodigestión

• La autofagia es el proceso de autodigestión de material interno en la célula.
• Controla la cantidad de peroxisomas.
• Se produce por estrés celular o anoxia (falta de oxígeno).
• Se forma un autofagosoma que se fusiona con el peroxisoma y lo degrada.
• Los peroxisomas se distribuyen por el citoplasma mediante microtúbulos y filamentos de actina.
• Estas interacciones permiten que cambien de forma y ayuden a separar los peroxisomas hijos tras una división.

Funciones

• Los peroxisomas poseen más de 50 enzimas diferentes, y sus tipos y concentraciones varían según el tipo de célula y su estado fisiológico.
• En su función metabólica, intervienen en el catabolismo parcial de ácidos grasos ramificados de cadena muy larga, diácidos, síntesis de plasmalógenos y precursores del colesterol, y en la oxidación del etanol.
• También cumplen la función de detoxificación de moléculas oxidativas, como los peróxidos.

Radicales Libres

• Un radical libre es una especie química inestable con un electrón desapareado.
• Los radicales libres (especialmente los ROS) se producen a partir del metabolismo de oxígeno en muchas células.
• El exceso de radicales libres en las células puede dañar las membranas, las proteínas y el ADN, lo que contribuye al envejecimiento y a las enfermedades crónicas.

Daño por ROS

• Los ROS causan daño a los lípidos y proteínas de la membrana celular.
• La peroxidación lipídica de los fosfolípidos de la membrana celular es causada por el radical superóxido.
• Los ROS atacan el ADN y contribuyen al envejecimiento celular.
• Pueden causar modificaciones en las bases del ADN que pueden generar cáncer.
• Los ROS inactivan enzimas y otras proteínas.

Algunas reacciones de formación de ROS

• Una reacción Fenton es la formación de radicales hidroxilo a partir de iones hierro y peróxido de hidrógeno y una reacción asociada.
• Otros radicales como peróxido, superóxido, azufre y cloro, también se forman en estas reacciones.

Antioxidantes

• Los antioxidantes endógenos son mecanismos enzimáticos del organismo, como la superóxido dismutasa y la catalasa.
• Se encuentran dentro de las células como en el caso de la Superóxido dismutasa que es una glucoproteína tetramérica con isoenzimas citoplasmática (Cu y Zn dependiente) y mitocondrial (Mg dependiente).
• Los antioxidantes exógenos se obtienen a través de la dieta, como vitaminas E y C.
• Se depositan en las membranas celulares para prevenir la lipoperoxidación.

Este cuestionario explora las características de los peroxisomas, sus funciones y el proceso de biogénesis. Se abordarán aspectos clave como la estructura de estos orgánulos y su importancia en la célula eucariota. Ideal para estudiantes de biología celular.