VIII. Lisosomas y Peroxisomas

VIII.1 Características principales de los lisosomas.

Los lisosomas son vesículas membranosas que contienen enzimas hidrolíticas utilizadas para la digestión intracelular controlada de todas las clases de polímeros biológicos, llamados también, principios inmediatos (Proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y lípidos).

Contienen alrededor de 40 tipos de enzimas hidrolíticas, entre las cuales se encuentran:

     Proteasas

     Nucleasas

     Glucosidasas

     Lipasas

     Fosfolipasas

     Fosfatasas

     Sulfatasas

Todas ellas son hidrolasas ácidas, cuya actividad óptima se expresa a expensas de un pH cercano a 5, que es el pH que se mantiene al interior del lisosoma, para esto el lisosoma esta doblemente protegido contra el ataque de sus propias hidrolasas ácidas.

Al igual que otros orgánulos intracelulares, el lisosoma no solo contiene una solo una dotación de enzimas, sino también una membrana envolvente; esta membrana contiene, por ejemplo, proteínas de transporte que permiten la excreción o reutilización de los productos finales de la digestión, tales como los aminoácidos, azucares y nucleótidos.

Contiene también una bomba de protones que utiliza la energía de hidrolisis de ATP para bombear H+ al interior del lisosoma, manteniendo así el pH ácido del lumen del mismo

 Formación de lisosomas:

                                                                                                                                                                                   Los lisosomas se forman  concretamente mediante la fusión de vesículas de transporte originadas desde la red trans del Golgi con los endosomas, que contienen moléculas ingeridas por endocitosis a partir de la membrana plasmática.

El material del exterior de la célula es ingerido en vesículas endocíticas revestidas de clatrina, que se originan por gemación de la membrana plasmática y los endosomas primarios van madurando a endosomas tardíos, que son los precursores de los lisosomas.

Endocitosis y formación del lisosoma.

     Las moléculas a digerir son captadas del exterior de la célula mediante vesículas endocíticas, que se funden con los endosomas tempranos.

     Los componentes de la membrana que fueron captados en los endosomas tempranos son reciclados hacia el exterior de la célula cuando estos maduran a endosomas tardíos.

     Las vesículas de transporte que llevan las hidrolasas ácidas desde el aparato de Golgi, y que son direccionadas por el receptor de manosa-6-fostato, y después de liberar su cubierta de clatrina, se fusionan con los endosomas tardíos, que maduran a lisosomas cuando adquieren una carga completa de enzimas lisosomicas.

     Las hidrolasas ácidas se disocian del receptor de manosa-6-fostato cuando las vesículas de transporte se fusionan con los endosomas tardíos y los receptores son reciclados al aparato de Golgi.

 

VIII.2. Funciones de los lisosomas. 

Fagocitosis y autofagia.

Además de degradar las moléculas englobadas por endocitosis los lisosomas digieren el material derivado de otras dos rutas: La fagocitosis y la autofagia.

En la fagocitosis, células especializadas como los macrófagos, ingieren y degradan partículas grandes, incluyendo bacterias, restos de células t células envejecidas que deben ser eliminadas del organismo.

Estas partículas grandes son ingeridas en vacuolas fagociticas, los fagosomas, que posteriormente se fusionan con los lisosomas, formando los FAGOLISOSOMAS, dando así lugar a la digestión de su contenido

Los lisosomas son responsables, también, de la AUTOFAGIA, la renovación gradual de los propios componentes de la célula.

El primer paso de la autofagia es que un orgánulo (Mitocondria en la imagen) sea englobado por una membrana derivada del RE, la vesicula resultante se fusiona con un lisosoma y da lugar a un AUTOFAGOSOMA, y su contenido es digerido.

 VIII.3. Morfología de los Peroxisomas.

Los Peroxisomas son orgánulos pequeños, rodeados por una membrana que contiene enzimas implicadas en diversas reacciones metabólicas, incluyendo varios aspectos del metabolismo energético, son morfológicamente similares a los lisosomas y a semejanza de las mitocondrias t los cloroplastos están constituidos por proteínas que se sintetizan los ribosomas libres en el citosol y después son importadas a los Peroxisomas como cadenas polipeptídicas completas.

 Funciones de los Peroxisomas.

Los Peroxisomas contienen al menos 50 enzimas diferentes, que están implicadas en diversas rutas bioquímicas en diferentes tipos de células.

Originalmente los Peroxisomas se definieron como orgánulos que llevan a cabo reacciones oxidativas produciendo peróxido de hidrógeno y, debido a que el peróxido de hidrogeno es nocivo para la célula, los Peroxisomas también contienen la enzima catalasa, que descompone el peróxido de hidrógeno convirtiéndolo en agua o utilizándolo para oxidar otro compuesto orgánico.

La oxidación de los ácidos grasos es un ejemplo muy importante ya que proporciona una fuente fundamental de energía metabólica, además, los Peroxisomas también intervienen en la biosíntesis de lípidos.


Referencias:

Biología Molecular de la Célula 3ra edición

B. Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, J.D. Watson. Ediciones Omega, S.A Plató, 26- 08006 Barcelona P- 652

La célula

Geoffrey M. Cooper, Robert E. Hausman. Marbán, Boston University, P-389
La célula
Geoffrey M. Cooper, Robert E. Hausman. Marbán, Boston University, P- 426