LISOSOMAS PEROXISOMAS

Presentación del tema: "LISOSOMAS PEROXISOMAS"— Transcripción de la presentación:

1 LISOSOMAS PEROXISOMAS Dr. Gustavo Medina Chavarría

2 LISOSOMAS  D el griego, LISIS = disolución; SOMA = cuerpo).  Identificadas en 1949 por De Duvre.  Organelas presentes en todas las células eucariotas  Polimórficas, aunque con tendencia a la esfericidad, su diámetro varía entre 0,2 a 0,5 μm Características Generales

3 LISOSOMAS  Procedentes del Aparato de Golgi.  Contienen enzimas digestivas.  Más abundantes en células fagocitarias, como los macrófagos y algunos leucocitos.

4 LISOSOMAS  Son vesículas delimitadas por una membrana unitaria similar a la membrana plasmática.  La membrana es resistente a enzimas que contiene.  pH 5 dentro la vesícula (actúan en medio ácido – bomba protónica en su membrana-). Estructura

5  Sus membranas poseen receptores que le permiten reconocer las vesículas con las que se fusionan -proteínas LAMP- (proteínas asociadas a la membrana lisosómica) y proteínas de transporte que facilitan el paso de productos finales de la degradación de sustancias hacia el citosol. 5

6  El lisosoma se autoprotege de las proteasas lisosómicas y de la acidez porque su hemimembrana interior está intensamente glucosilada (oligosacáridos resistentes) 6

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8  Las enzimas son dirigidas a los lisosomas por una señal específica.  Cada enzima lisosomal contiene una señal Manosa 6-fosfato que permite seleccionarlas de la otras proteínas en la red trans Golgi y llevarlas a los lisosomas por transporte vesicular. 8

9  La enzima cis-Golgi NAcGlc fosfotransferasa primero añade un grupo NAc Glc-fosfato al sexto carbono de un residuo de manosa en la cadena oligosacárida.  La NAcGlc es luego removido dejando un fosfato en la manosa. 9

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11 11  Todo el proceso de digestión se realiza dentro del lisosoma.  Protege al resto de la célula del efecto destructivo de las enzimas.  Su estabilidad es muy importante para el funcionamiento normal de la célula.

12 LISOSOMAS FUNCIONES DIGESTIÓN DE ALIMENTOS Y OTROS MATERIALES INCORPORADOS POR ENDOCITOSIS DIGESTIÓN DE PARTES CELULARES POR PROCESO DE AUTOFAGIA DIGESTIÓN DE MATERIAL EXTRACELULAR POR INTERMEDIO DE ENZIMAS LIBERADAS EN EL MEDIO CIRCUNDANTE

13  Renovación de células y del material extracelular.  Intervienen en la crinofagia.  Son importantes en las células germinales y en fertilización.  En la síntesis de hormonas. 13

14 Los lisosomas pueden digerir organelos internos de la célula como mitocondrias, membranas etc. en lo que se denominan vacuolas autofágicas, autolisosomas o citolisosomas. Esta destrucción de organelos está controlada, pero los lisosomas podrían destruir la célula entera si se rompen sus membranas, como ocurre tras la muerte (degeneración postmortem ). 14

15 15 Los residuos de la digestión, o bien son eliminados, o se acumulan en el lisosoma y permanecen allí por el resto de la vida de la célula formando los denominados cuerpos residuales o telolisosomas. Ej. los granos de lipofuscina que se observan en células con larga vida, como las del hígado, miocardio o neuronas.

16 - Digestión de materiales que provienen del ambiente extracelular. Algunos parásitos intracelulares y microbios patogénicos han adaptado la vÍa heterofágica para su propia ventaja: “Escapar” - Secreción de toxinas que deterioran la membrana lisosomal (Shigella flexneri, Listeria monocytogenes, Ricketsia, ricketssi). 16

17 - “Evadir”: inhibición de fusión fagosoma-lisosoma (Salmonella typhimurium, Mycobacterium tuberculosis. Inhibición de acidificación de fagolisosoma (especies de Mycobacterium). 17

18 18 FUNCIONES La cloroquina, que es un antipalúdico, incrementa el pH interno del lisosoma inactivando sus enzimas. El dextrano y polivinilo (sustitutos del plasma) y el sílice (exposición ambiental) se acumulan al no existir enzimas para su degradación. La vitamina A es labilizante (rompe la membrana), mientras que la cortisona e hidrocortisona son estabilizantes.

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20  Lisosomas primarios : Son aquellos que contienen sólo enzimas y que aún no han participado en procesos digestivos. Suelen ser muy pequeños, de 0,2- 0,5 µm y corresponden a vesículas que contienen hidrolasas ácidas emanadas de la cara trans del complejo de Golgi. 20 TIPOS DE LISOSOMAS

21  Lisosomas Secundarios: Los lisosomas primarios cuando se fusionan con el compartimento endosómico tardío se incluyen en la expresión de lisosomas secundarios y su contenido es heterogéneo.  En la fagocitosis de bacterias u otros microorganismos por los leucocitos polimorfonucleares y macrófagos. Las vacuolas de endocitosis o fagosomas se unen a los lisosomas procedentes del compartimento endolisosomal, formándose los fagolisosomas. 21 TIPOS DE LISOSOMAS

22 DIGESTIÓN 1 REL 2 RER 3 Vesícula de RER 4 A de Golgi - Dictiosoma 5 Lisosoma 1º 6 Lisosoma 2º- vacuola digestiva -autofagosoma 7 cuerpo residual 8 cuerpo residual 9 Lisosoma 2º- vacuola digestiva fagolisosoma 10 vacuola fagocítica 11 Fagocitosis 12 Alimento 13 Lisosoma 1º 14 Vesículas secreción Golgi 15 Sáculo

23 LISOSOMAS FAGOLISOSOMASVacuolas digestivas o heterolisosomas TIPOS AUTOFAGOLISOSOMAS CUERPOS MULTIVESICULARES Lisosoma 1º + vacuola fagocitosis Lisosoma 1º + vacuola autofagocitosis Eliminar orgánulos dañados Lisosoma 1º + muchas vacuolas TELOLISOSOMAS Lisosoma 2º + restos Cuerpos residuales

24 Jimenez Vargas J. Maconulla S, M “Fisicoquímica Fisiológica”, Editorial McGraw Hill Interamericana 6ta Edición. 2000. pp.92-95, 297-299

25 Degradación de materiales ingeridos, secreciones y desechos celulares

26 LISOSOMAS Lisosomas especiales ACROSOMA Es un lisosoma primario en el que se almacenan enzimas capaces de digerir las membranas foliculares del óvulo, para permitir el paso del espermatozoide y la fecundación.

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29 Morfológicamente son parecidos a los lisosomas: esféricos limitados por una membrana. Con un diámetro variable entre 0.2 y 1.5 μm de diámetro, y con un contenido enzimático.

30 Su numero varía de 70 a 100 por célula; aunque en hepatocitos y células renales son más abundantes. Se les dio su nombre por que participan en la formación y degradación de H 2 O 2 30

31 Tienen un período de vida muy corto, aproximadamente 5 días y luego son destruidos probablemente por mecanismos de autofagocitosis.

32 Su composición es similar a la del retículo endoplasmático. Presentan una matriz formada por enzimas oxidativas (alrededor de 40 tipos), muchas de ellas peroxidasas y entre las que nunca suelen faltar la Catalasa

33 Su membrana posee transportadores de electrones como: - Citocromo b5 - Enzimas NADH- - Citocromo b5 reductasa - Citocromo P450 reductasa.

34 34 PEROXISOMAS ESFÉRICOS (0,2 – 1,5  m) ENZIMAS OXIDASAS (CATALASA – H 2 O 2 ) CRISTAL INTERIOR Oxidar aa y Ác. grasosDestoxificaciónRuta de glioxilatoFotorrespiración Hígado Riñón Células vegetales contiene de contiene son sólo en para en para sólo en Transformación ác. grasos en glúcidos para

35  Se cree que se originarían como una gemación de REr desprovista de ribosomas. En la membrana del peroxisoma hay unas proteínas que son comunes a la membrana del REr y a la del peroxisoma. 35

36  También se cree que sean capaces de reproducirse, previo crecimiento seguido de fisión. En tal caso los componentes de la membrana serían importados del citoplasma a través de proteínas translocadoras. 36

37 En su matriz contiene enzimas OXIDASAS: peroxidasa, catalasa, uratooxidasa y aminoacido-oxidasa, es decir, enzimas totalmente diferentes de las que se encuentran en los lisosomas. Relacionadas con diversas vías metabólicas oxidativas

38 38 Todas las proteínas peroxisomales se sintetizan en polirribosomas libres, entran en el citosol y contienen peptido señal de entrada peroxisomal (SEP, o PTS del inglés Peroxisomal Targeting Signals) que los dirigen hacia el organelo.

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40 40 FUNCIONES Actividad enzimática Catabolismo de las purinas β-oxidación de los ácidos grasos Detoxificación

41 Contienen enzimas que utilizan O 2 molecular para eliminar átomos de H + de sustratos específicos, a través de una reacción oxidativa que produce H 2 O 2 R + O2 R + H2O2 El H 2 O 2 resultado de la reacción es un producto altamente tóxico para la célula. Es eliminado por la enzima, catalasa, según la reacción: 2 H2O2 2 H2O + O2

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44 Catalasa y peroxidasa son las que usan los peroxisomas en el hígado para degradar las moléculas de alcohol en sustancias que puedan ser eliminadas del organismo –acetaldehído- ( DETOXIFICACIÓN). Aproximadamente ¼ parte del alcohol que entra en el hígado se procesa en los peroxisomas.

45 Llevan a cabo reacciones oxidativas de degradación de ácidos grasos y aminoácidos (β-OXIDACIÓN) La oxidación de los ácidos grasos en los peroxisomas es de importancia particular ya que por esta vía se obtiene la mayor fuente de energía metabólica. En las células animales los ácidos grasos son oxidados tanto en los peroxisomas como en las mitocondrias

46 Reacciones que tienen lugar en el peroxisoma Reacciones catabólicas 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

47 Reacciones que tienen lugar en el peroxisoma 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.

48  En experimentación animal se han observado que ciertos fármacos (ácido acetisalicílico, etc.) inducen proliferación peroxisómica.  Al haberse comprobado que algunos fármacos de uso común como analgésicos e hipolipemiantes se comportan como proliferadores peroxisómicos, se ha considerado que esta expansión del espacio peroxisómico puede ir asociada a la activación de las vías metabólicas que asientan en este organelo.

49  Recientemente se han caracterizado un grupo de enfermedades de origen genético derivadas del déficit en el número y actividad bioquímica de los peroxisomas.

50 Ciertas deficiencias involucran a peroxisomas ineficaces, tales como la enfermedad de Zellweger. Es una enfermedad extremadamente rara que pertenece al grupo de las enfermedades peroxisomales y se caracteriza por asociar alteraciones neurológicas graves con dimorfismo (forma defectuosa de un aparato u órgano) craneofacial debido a una ausencia de peroxisomas por una anomalía de su biogénesis en las células renales, hepáticas y fibroblastos

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