Peroxisomas y su Biogénesis

Study Notes

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.