RETICULO ENDOPLASMICO

PEROXISOMAS

Los peroxisomas son vesículas simples limitadas por membranas, con un diámetro de 0.1 a 1.0 um, que pueden contener un centro denso y cristalino de enzimas oxidativas. La membrana del peroxisoma tiene 7 nm de espesor y su composición es similar a la del retículo endoplasmático. Se localizan cerca del RE.

Las proteínas implicadas en la biogénesis del peroxisoma y en el transporte de las proteínas peroxisomales se llaman peroxinas, codificadas por los genes PEX.

FUNCIONES DE LOS PEROXISOMAS

Desencadenar reacciones oxidativas:   Esto no proporciona energía en forma de ATP, pero permite producir calor, teniendo gran importancia fisiológica.

Intervienen en procesos de detoxificacion:   En las células hepáticas y renales los peroxisomas detoxifican moléculas que ingresar en circulación.

Fotorrespiración:   Este es el proceso de oxidación de productos residuales de la fijación de dióxido de carbono, llevado a cabo por los peroxisomas.

Las proteínas destinadas al peroxisoma tienen señales peroxisomicas (PTS, Peroxisomal targeting signal). Ya sea una PTS para una proteína de la matriz peroxisomica o una mPTS para una proteina peroxisomica de membrana.

Los peroxisomas también existen en las plantas. Las plantas de semillero también contienen un tipo especializado de peroxisoma llamado glaxiosoma. Dichos organismos dependen de ácidos grasos y materiales almacenados para obtener energía a fin de formar una nueva planta.

PEROXISOMAS Y FOTORRESPIRACIÓN

• La fotorrespiración comienza cuando la RuBP reacciona con O2 para formar 3-PGA y un compuesto de dos carbonos, el fosfoglicato.
• Después de su formación, el fosfoglicato se convierte en glicolato en glaxilato que luego puede transformarse en glicina para trasladarse a una mitocondria.
• En la mitocondria dos moléculas de glicina, se convierte en una molécula de serina, con la liberación concomitante de una molécula de CO2.

La serina que se produce en la mitocondria puede enviarse de regreso al peroxisoma. Y se transforma en glicerato, que puede transformarse al cloroplasto y usarse en la síntesis de carbohidratos mediante la formación de 3-PGA.

Dos grupos de plantas llamadas plantas C4 Y CAM. Superaron los efectos negativos de la foto respiración al desarrollar mecanismos metabólicos que incrementan la proporción CO2/O2 al que las moléculas de la enzima rubisco se exponen.

Posee transportadores de electrones, como el citocromo b5, y las enzimas reductasa de b5-NADH y reductasa de citocromo P450-NADH.

Contenido dentro de los peroxisomas

• Enzimas Oxidativas: Aceleran las reacciones de oxidación, y las reductoras las reacciones de reducción en las que se libera oxígeno.
• D- aa oxidasas flavínicas :  Participan en la desaminación oxidativa.
• Catalasas: Transforma el peróxido de hidrogeno en agua y oxígeno.
• Oxidasa flavinica: Cataliza una reacción de oxidación/reducción empleando oxigeno molecular (O2) como aceptor de electrones.

Tipos de peroxisomas:

Glucosomas→ Funciones adicionales como glucolisis y reutilización de purinas, no hay síntesis neta de ATP.

Glioxisomas→ Ciclo del glioxilto que permite la producción neta de Carbono y no la pérdida de C02.

Actividad enzimática

Los peroxisomas se denominan así porque sus enzimas utilizan el oxígeno molecular para eliminar átomos de hidrógeno de sustratos específicos, que produce H2O2.

El H2O2, producto muy tóxico que es eliminado por enzima del peroxisoma, llamada catalasa. A diferencia de las oxidaciones respiratorias mitocondriales, las que se desarrollan en los peroxisomas no están acopladas a la fosforilación del ADP en ATP.

La catalasa está siempre presente, constituye el 40% de la proteína total de los peroxisomas del hígado.

CATABOLISMO DE LAS PURINAS

Los ácidos nucleicos viejos son degradados en sus constituyentes por nucleasas específicas: primero en nucleótidos y, después, en bases púricas y pirimidínicas. Estas bases son reutilizadas para la síntesis de nuevos ácidos nucleicos o degradadas.

METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS EN LAS CÉLULAS ANIMALES

Los peroxisomas de las células animales intervienen en el metabolismo de los lípidos realizando procesos que también tienen lugar en otros orgánulos.

10 y un 25% de los ácidos grasos se degradan en peroxisomas y el resto, en mitocondrias. Este proceso de degradación se denomina oxidación β y conduce a la formación de acetil-CoA. En los peroxisomas esta oxidación la realiza una oxidasa flavínica. En las células animales, el colesterol, el dolicol y los ácidos biliares (sólo hígado) se pueden sintetizar en los peroxisomas, además de en el retículo endoplasmático liso. Los peroxisomas sintetizan también plasmalógenos.

Los plasmalógenos son unos fosfolípidos presentes en algunas membranas muy abundantes en la vaina de mielina.

CONVERSIÓN DE LAS GRASAS EN HIDRATOS DE CARBONO:

CICLO DEL GLIOXILATO

Tiene lugar en algunos órganos vegetales, en los que puede ser importante.

Las moléculas de acetil-CoA , usadas para producir ácido succínico, en el proceso conocido como ciclo del glioxilato. El nombre de glioxisomas dado a los peroxisomas de estas semillas que contienen las enzimas de este ciclo y son sintetizadas en el momento de la germinación o poco antes. El ácido succínico producido en este ciclo abandona los glioxisomas y penetra en las mitocondrias, en cuya matriz es oxidado en el ciclo de Krebs a ácido oxalacético, que abandona las mitocondrias y se convierte en glucosa en el hialoplasma.

METABOLISMO DEL ÁCIDO GLICÓLICO

El ácido glicólico es un subproducto de la fotosíntesis de los cloroplastos, producido por la fijación de O2 en la enzima RUBISCO.

El ácido glicólico entra en los peroxisomas y es oxidado a ácido glioxílico, el cual se convierte en glicina, que pasa de los peroxisomas a las mitocondrias donde se transforma en serina y CO2.

OTRAS FUNCIONES

Reacciones oxidativas de los peroxisomas importantes en el hígado y el riñón, para la bioinactivación de gran cantidad de moléculas tóxicas que entran en la circulación, como por ejemplo el etanol.

Casi la mitad del etanol ingerido por el organismo es oxidado a acetaldehído en los peroxisomas del hígado. En el riñón, los peroxisomas también degradan la triyodotironina a ácido triyodotiropirúvico.

ENFERMEDADES DE PEROXISOMAS

Sindrome de zellweger: Es una rara anomalía hereditaria reconocible por diversas alteraciones neurológicas, visuales y hepáticas que causan la muerte en la lactancia temprana. Las celulas hépaticas y las renales de estos pacientes carecian de peroxisomas pero se encuentran en forma fantasma como membranosos vacíos las enzimas de los peroxisomas no se importaban hacía ellos y permaneciían en el citosol donde son incapaces de realizar sus funciones normales. Los niños con esta enfermedad casi nunca presentan alteraciones hasta la infancia como insuficiencia suprarrenal y difusión neurólogica.

Refsum infantil: Es una enfermedad degenerativa que pertenece al tipo de leucodistrofia peroxisomal. Es un trastorno neurodegenerativo de peroxisomas. Se asemeja a Zellweger. La esperanza de vida puede llegar a los 20 años. Esta es una enfermedad extremadamente rara que afecta a 1 de cada 20 millones de personas.

Síntomas: Retinitis pigmentosa, ceguera, perdida de la audición,retaso mental, retraso de crecimiento.

Adrenoleucodistrofia: La adrenoleucodistrofia ligada al cromosoma X que puede comoenzar en la infancia, en la adolescencia o en la edad adulta. Se caracteriza por una desmielinizacion progresiva del sistema nervioso central y periférico asociada a una insuficiencia renal y a una acumulación de acidos grasos de cadena muy larga en el organismo ( AGTLC; acidos grasos con un numero de carbonos superior a 22 carbonos). Su frecuencia es de 1 de cada 17ooo nacimientos.

Síntomas: espasmos musculares, convulsiones, paralisis,perdida de la audición, estrabismo.

Condrodisplasia puctata rizomielica: Deficiencia en la enzima de dihidroxi-acetona-fosfato acil sintetiza (DHAOT). Mutaciones en el gen PHYN (o PAXH, localizado en 10pter-p11.2) que codifica para la enzima del peroxisoma fitanoil-CoA hidroxilasa. Presentan mutaciones en el gen PEX7 (6q21-q22.2), el cual codifica para el receptor peroxisomal de tipo 2, que juega un papel importante en el transporte de proteínas en el peroxisoma. No hay ningún tratamiento específico para el déficit enzimático.

Síntomas: fémur y húmero corto, alteraciones vertebrales, cataratas, lesiones cutáneas y déficit intelectual grave.