Peroxisomas: definición, estructura y función

Peroxisomas son entidades pequeñas, aproximadamente esféricas unidas a membranas que se encuentran en todo el citoplasma de casi todos los eucariota (vegetales, animales, protistas y fúngicos). A diferencia de la mayoría de los cuerpos dentro de las células que normalmente se clasifican como orgánulos, los peroxisomas tienen una sola membrana plasmática en lugar de una doble capa de membrana.

Representan el tipo más común de microcuerpo dentro de las células eucariotas con lisosomas quizás sea un tipo de microcuerpo más conocido. Aunque se auto-replican, no contienen su propio ADN como mitocondrias hacer.

Por tanto, cuando hacen copias de sí mismos, deben hacer uso de las proteínas que importan al escenario para este fin. Se cree que esto ocurre a través de una señal de dirección peroxisómica que consiste en una cadena específica de aminoácidos (las unidades monoméricas de proteínas).

• Peroxisomas vs. Lisosomas: Mientras que los peroxisomas son autorreplicantes, los lisosomas generalmente se producen en el complejo de Golgi.

La ubicación de los peroxisomas está en el citoplasma. Estos orgánulos tienen un diámetro de aproximadamente una décima parte de un micrómetro a 1 micrómetro, o 0,1 a 1 μm.

Esto le dice no solo que los peroxisomas son pequeños, sino también que su tamaño varía considerablemente, que es lo que podría esperar de lo que es esencialmente un contenedor de envío biológico. La mayoría de las cajas que utilizan las empresas de paquetería, después de todo, se ven más o menos iguales excepto por sus dimensiones.

La membrana celular y el de la mayoría de los orgánulos de la célula (por ejemplo, mitocondrias, el núcleo, el retículo endoplásmico) consisten en un doblebicapa, con cada una de estas bicapas incluyendo una hidrofílico lado (en busca de agua) y un hidrofóbico lado (repelente al agua).

Esto se debe a que únicobicapa consta principalmente de aproximadamente oblongas moléculas de fosfolípidos, que tienen un extremo graso que no se disuelve fácilmente en agua y un extremo de fosfato (cargado) que sí lo hace.

en un doble membrana, los dos lados lipídicos "repelentes al agua" se buscan químicamente entre sí y, por lo tanto, se enfrentan entre sí, formando el centro; mientras tanto, uno de los dos lados de fosfato que "buscan agua" mira hacia el exterior de la celda, y el otro mira hacia el citoplasma.

Esto da como resultado la construcción de, esquemáticamente, un par de hojas idénticas pegadas entre sí en forma de "imagen especular". En un peroxisoma, las porciones grasas de la membrana peroxisomal también se encuentran en el interior de la membrana única, de espaldas al citoplasma.

Los peroxisomas contienen al menos 50 enzimas diferentes. ¿Alguna vez ha tenido un vecino que parece tener al menos una lata de todo tipo de químico destructivo pero potencialmente útil (insecticida, herbicida, analgésico) en su garaje? En el mundo de los orgánulos, los peroxisomas son algo así como ese vecino.

Las enzimas que contienen ayudan a degradar los materiales que el peroxisoma recoge del citoplasma circundante, incluidos los productos de desecho de las innumerables reacciones metabólicas que experimenta una célula en cualquier momento para propagar el proceso de la vida sí mismo. Uno de estos subproductos comunes es peróxido de hidrógeno, o H₂O₂; esto le da al peroxisoma su nombre.

La biogénesis del peroxisoma es atípica para un componente de las células eucariotas. Carente ADN y maquinaria reproductiva propia, los peroxisomas pueden autorreplicarse por simple fisión a la manera de las mitocondrias y cloroplastos.

En última instancia, esto ocurre una vez que un peroxisoma, que es algo así como un pequeño acumulador bioquímico, alcanza un nivel crítico. tamaño después de importar suficientes productos proteicos que encuentra en el citoplasma en su luz (espacio interior) y membrana. En el momento en que este peroxisoma hinchado se divide, cada una de las dos células resultantes comienza su existencia con un complemento de proteínas no peroxisomales que comenzaron como basura en otro lugar.

Dentro del peroxisoma hay un núcleo cristalino de urato oxidasa, que parece una región circular oscura en el microscopio. La urato oxidasa es una enzima que ayuda a descomponer el ácido úrico. El núcleo también alberga una variedad de otras enzimas, aunque no se pueden visualizar tan fácilmente.

Los peroxisomas son especialmente ricos en la enzima. catalasa, que descompone el peróxido de hidrógeno y lo convierte en agua o lo usa en la oxidación de un compuesto orgánico (que contiene carbono). H₂O₂ en sí mismo está presente en cantidades significativas solo porque se genera por la descomposición de varios compuestos diferentes que ingieren los peroxisomas.

Los peroxisomas, como las mitocondrias, participan con entusiasmo en la oxidación de los ácidos grasos y probablemente comenzaron como bacterias primitivas aeróbicas o que usan oxígeno de vida libre. (La mayoría de las bacterias de vida libre hoy en día pueden depender únicamente de la glucólisis anaeróbica).

Aunque los peroxisomas también participan en la biosíntesis y fabrican varias moléculas de lípidos diferentes, incluidos los componentes de la bilis y el colesterol, su función principal en la biología celular es catabólica. Algunos peroxisomas en el hígado. desintoxicar el alcohol etílico en las bebidas eliminando electrones del alcohol y colocándolos en otro lugar, que es la definición de oxidación.

Algunas enzimas en los peroxisomas. descomponer los ácidos grasos de cadena larga que resultan del metabolismo de los triglicéridos en la dieta y de otras fuentes. Esta es una función vital porque la acumulación de estos ácidos grasos puede ser tóxica para el tejido neural. Las enzimas necesarias para estas reacciones deben tomarse del citoplasma después de ser sintetizado como cadenas polipeptídicas por ribosomas en el retículo endoplásmico.

Especies oxidativas reactivas, o ROS, son sustancias químicas que se forman inevitablemente en el uso de energía para los procesos celulares necesarios, al igual que los gases de escape de los automóviles son un producto ineludible de los automóviles que queman gas.

Como su nombre lo indica, son agentes oxidantes, por lo que pueden contribuir a varios tipos de daño celular si no se mantienen en concentraciones relativamente bajas. Sin embargo, estas reacciones oxidativas son vitales para la vida misma; Los ROS pueden ser dañinos, pero ignorar las moléculas que sirven como sus precursores no es una opción.

Por lo tanto, un área de interés de la investigación es examinar cómo los peroxisomas logran un equilibrio entre la producción de ROS necesarios y la eliminación de estos. sustancias y las enzimas que las producen, antes de que se eleven a niveles que pueden hacer más daño que bien al peroxisoma y a la célula como un entero.

Todas las células animales incluyen peroxisomas, pero juegan un papel especialmente importante en células nerviosas, incluidos los del cerebro. Esto se debe a que los peroxisomas sirven como sitio de síntesis de plasmalógenos. Estos son un tipo especial de molécula de fosfolípidos que se incorporan a las membranas plasmáticas de las células en ciertos tejidos, incluido el corazón y las neuronas del sistema nervioso central.

Los plasmalógenos son un componente clave de la sustancia. mielina, que es esencial para la conducción normal de los impulsos nerviosos. El daño a la mielina puede provocar enfermedades como esclerosis múltiple (EM) y esclerosis lateral amiotrófica (ELA). Los científicos tienen como objetivo conocer la conexión exacta entre los trastornos que involucran la función de los peroxisomas y la progresión de ciertos trastornos nerviosos.

El hígado y el riñón son los principales centros de desintoxicación; como tales, estos órganos presentan una alta densidad de reacciones químicas y una alta acumulación concomitante de productos de desecho potencialmente nocivos. En el hígado, los peroxisomas producen ácidos biliares, y la bilis en sí es fundamental para la absorción adecuada de grasas y sustancias que se disuelven fácilmente en grasas, como vitamina B12.

En el riñón, una proteína particular que se encuentra comúnmente en los peroxisomas. ayuda a prevenir la formación de cálculos renales, o cálculos renales. Esta es una condición extremadamente dolorosa relacionada con los depósitos de calcio.

En las células vegetales, los peroxisomas están involucrados en el proceso de fotorrespiración. Esta serie de reacciones sirve para librar a la planta del fosfoglicerato, un producto incidental de la fotosíntesis que no es requerido por la planta y se convierte en una molestia a niveles importantes.

El fosfoglicerato se convierte en glicerato dentro de los peroxisomas y luego se devuelve a los cloroplastos, donde puede participar en las reacciones útiles del ciclo de Calvin.

Los peroxisomas también juegan un papel en germinación de semillas en plantas. Lo hacen convirtiendo los lípidos y ácidos grasos en las proximidades del organismo naciente en azúcares, que son una fuente mucho más útil de trifosfato de adenosina, o ATP (molécula que proporciona energía), para los productos de semillas de rápido crecimiento y maduración.