Peroxisomas PDF

Presente en todos los tejidos excepto en el eritrocito maduro. prominente en riñon e hígado (1,5 al 2% del volumen celular )  Los peroxisomas contienen una matriz finamente granulada con una masa d...

Presente en todos los tejidos excepto en el eritrocito maduro. prominente en riñon e hígado (1,5 al 2% del volumen celular )  Los peroxisomas contienen una matriz finamente granulada con una masa densa denominada nucleoide (cristales de la enzima urato oxidasa ) Los peroxisomas son organelos redondos u ovales con un diámetro que varia entre 0.2 y 1.5 milimicras. Están rodeados por una membrana simple. PEROXISOMAS Presente en plantas y animales Oxidan ácidos grasos Síntesis de colesterol, fosfolípidos y ácidos biliares Sintetiza H2O2 La enzima catalasa descompone el H2O2 en agua y oxígeno GLIOXISOMAS Presente solo en plantas de semilla Actividad peroxidasa catalasa igual que los peroxisomas Oxidan ácidos grasos En las semillas, convierten los ác grasos en chtos para obtener energía GLICOSOMAS Presentes en los tripanosomas Degradan la glucosa Pueden proporcionar toda la energía requerida por la célula si la mitocondria es bloqueada HIDROGENOSOMA Presente en los protozoarios carentes de mitocondria En presencia de oxígeno los electrones son transferidos a éste En condiciones anaeróbicas los electrones se transfieren al hidrógeno  COMPOSICIÓN ENZIMÁTICA  Su composición enzimática es variable (entre organismos y entre tejidos diferentes de un mismo organismo)  50 enzimas peroxisómicas implicadas en diferentes vías metabólicas  Los peroxisomas pueden intervenir en diversas vías metabólicas, según los organismos y tipo de tejido La función de los peroxisomas es realizar reacciones oxidativas produciendo peróxido de hidrógeno RH2 + O2 ------- R + H2O2 Siendo RH2 = aminoácidos, cetoácidos, ácido úrico, alantoína, acil-CoA, ácido glicólico, ácido glioxílico, enoil-CoA, etc. Las enzimas que catalizan está reacción son: oxidasa de aminoácidos, oxidasa de hidroxiácidos oxidasa de urato Peróxido de hidrógeno es muy tóxico La catalasa reducen el H2O2 para dar agua. 2H2O2 ---------2H2O + O2 O para oxidar diversas sustancias (alcoholes, fenoles, ácido fórmico, formaldehído y acetaldehído), según la reacción: 2H2O2 + R'H2 --------- 2H2O + R' FUNCIONES - Llevan a cabo reacciones oxidativas de degradación de ácidos grasos y aminoácidos AH2: compuesto orgánico Células animales: Peroxisomas y Mitocondrias Células vegetales y levaduras: Peroxisomas  - Llevan a cabo biosíntesis de lípidos: Síntesis de colesterol y dolicol Intervienen en reacciones de detoxificación (etanol es detoxificado por peroxisomas de células hepáticas) Aproximadamente una cuarta parte del alcohol que entra en el hígado se procesa en los peroxisomas  En hígado intervienen en la síntesis de ácidos biliares  Los peroxisomas contienen enzimas para la síntesis de plasmalógenos (un tipo de fosfolípido), importantes en la membrana de células del corazón y del cerebro El peroxisoma se usa exclusivamente para la oxidación de un conjunto distinto de ácidos grasos, como los ácidos grasos de cadena muy larga, con una longitud de cadena de 24 o más carbonos y ácidos grasos de cadena ramificada, como el ácido fitánico y pristánico.  Los peroxisomas realizan diferentes reacciones bioquímicas en distintos tejidos. Sin embargo, actualmente se desconoce si existen sub poblaciones que se especialicen en uno o número limitado de procesos en el interior de la célula. Peroxisomas en plantas  1) ácidos grasos en almacenados en carbohidratos (Ciclo del Glioxilato)  2) En las hojas están involucrados en la fotorrespiración. Glioxisomas  Los glioxisomas son un tipo de peroxisomas especializados; se encuentran solamente en plantas  Además de las reacciones típicas de los peroxisomas, en los glioxisomas se llevan a cabo las reacciones metabólicas del ciclo del glioxilato (una variante del ciclo del acido cítrico) donde la glucosa es formada a partir de lípidos ya que contienen la enzima isocitrato liasa capaz de convertir isocitrato en glioxilato  Este ciclo no ocurre en células animales y, por lo tanto, estas células son incapaces de convertir ácidos grasos en carbohidratos.  En las plantas, los peroxisomas recuperar la mayor parte del carbono presente en el glicolato producido durante la fotorrespiración, que acompaña el proceso de fotosíntesis FUNCION DE LOS GLIOXISOMAS: Ciclo del glioxilato. Las moléculas de acetil-CoA producidas en la degradación de los ácidos grasos en el peroxisoma (glioxisoma) se utilizan para producir ácido succínico, en el proceso conocido como ciclo del glioxilato. El ácido succínico sale de los peroxisomas y penetra en las mitocondrias donde es oxidado por las enzimas del ciclo de Krebs a ácido oxalacético, que abandona las mitocondrias y se convierte en glucosa en el citosol  Metabolismo del ácido glicólico fotorrespiración Durante la fotosíntesis el CO2 es convertido en carbohidratos mediante el ciclo de Calvin, que se inicia con la adición de CO2 al azúcar de 5 carbonos ribulosa 1,5-bifosfato (RuBP), por la enzima ribulosa bifosfato carboxidasa (RubisCO) Fotorrespiración En presencia de luz , y concentraciónes altas de O2. La enzima RubisCO adiciona O2 a la RuBP transformándola en Glicolato. El glicolato es transferido al peroxisoma donde se oxida, transformando por una parte en Peróxido de Hidrógeno y en aminoácido Glicina. Dos de estos aminoácidos son llevados a la mitocondria donde es convertido en: Serina, Amoníaco y CO2 La serina es devuelta a los peroxisomas y convertida en glicerato, que se transporta a los cloroplastos y entra al ciclo de Calvin Durante la fotosíntesis  Catabolismo de las purinas En la degradación de las bases púricas (adenina y guanina) intervienen diversas enzimas del peroxisoma. El H2O2 que se libera con estas oxidaciones es descompuesto por la catalasa. El producto final de la degradación es: -Acido úrico: Primates, aves e insectos. -Alantoína: Mamíferos, tortugas y moluscos. -Acido alantoíco: Algunos peces teleósteos. -Acido glioxílico y urea: Muchos peces, anfibios e invertebrados marinos  Reacciones que tienen lugar en el peroxisoma Respiración celular basada en el peróxido de hidrógeno Catabolismo de las poliaminas Catabolismo de las purinas Oxidación del etanol Oxidación del ácido L-pipecólico * Beta-oxidación Ácidos grasos de cadena de más de 8 carbonos Ácidos grasos de cadena muy larga * Ácidos dicarboxílicos de cadena larga Prostaglandinas Xenobióticos Cadena lateral del colesterol Alfa-oxidación Ácido fitánico * Ácido pristánico * Reacciones anabólicas Biosíntesis de los plasmalógenos * Biosíntesis del colesterol Biosíntesis de los ácidos biliares * Gluconeogénesis Transaminación del glioxalato * * Indica que ciertos pasos de la vía metabólica tienen lugar exclusivamente en el peroxisoma.  BIOGÉNESIS Hipótesis :  Los peroxisomas son un vestigio de un orgánulo antiguo, que en los antecesores primitivos de las células eucarióticas realizaba todo el metabolismo del O2.  Contribuyendo a disminuir la concentración de O2 en estas células primitivas, a la vez que permitían utilizar su reactividad química para realizar reacciones oxidativas útiles. BIOGENESIS Origen por gemación del retículo endoplasmático rugoso que almacenaba enzimas peroxisómicas. Estas proteínas están provistas de un péptido señal carboxilo terminal, de tres aminoácidos, que es reconocido por receptores específicos de la membrana del peroxisoma. Estos receptores se sintetizarían por el retículo endoplasmático rugoso, y al originar la membrana del peroxisoma, quedarían alojados en el lado citosólico de dicha membrana Actualmente, se sabe que los peroxisomas son capaces de reproducirse como las mitocondrias y cloroplastos. En este caso los componentes de membrana serían importados del citoplasma.  Las proteínas destinadas a la formación de los peroxisomas se sintetizan en los ribosomas citosólicos libres  Los fosfolípidos se importan desde el retículo endoplásmico  La internalización de las proteínas y los fosfolípidos da lugar a que el peroxisoma crezca y se divida en nuevos peroxisomas Proteínas Peroxisomas  Señal SKL o PTS 1 (COO-)  Péptido PTS 2 (9 aa en NH3) Reconocidas por diferentes receptores Síntesis de catalasa y su incorporación al peroxisoma Enfermedades relacionadas a peroxisomas  La deficiencia (por mutación) de algunos componentes de las vias de internalizacion al peroxisoma se ha asociado a varias enfermedades humanas graves, relacionadas con alteraciones de los peroxisomas. Varias enzimas no entran al mismo y se quedan en el citosol. Este ultimo grupo de enfermedades se debe a la deficiencia en las rutas de internalizacion PTS1 y PTS2 ( síndrome de Zellweger)  La Adrenoleucodistrofia (ALD) es una enfermedad genética incluida en el grupo de las leucodistrofias. Produce una desmielinización intensa y la muerte prematura en niños, y la adrenomieloneuropatía se asocia a una neuropatía mixta, motora y sensorial, con paraplejía espástica en los adultos. Ambos procesos cursan con niveles circulantes elevados de ácidos grasos de cadenas muy largas que provocan insuficiencia suprarrenal (La enfermedad de Addison ).