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O DE L PROMOCION DE L INDUSTRI RESPONS BLEY DEL COMPROMISO CLIM TICO
DOCENTE ENCARGADA: BLGA. HUAYTA ARAPA NILDA
Santos Huerta, Mijael
Serfico Cervantes, Sara
Soto Castro, AldoSuarez Mori, Jordie
Tineo Caldern, Jimena
Tolentino Inocente, Mijay
Tucto Justo, Leslie
Vargas Baldeon, SamantaVera Tolentino, Mitsi
Wagener Weide, Denise
BIOLOGIA CELULAR Y MOlECULAR
INTEGRANTES
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PRESENTACIN
En el siguiente trabajo vamos a tratar de 3 temas muy importantes que
cumplen funciones vitales en nuestro organismo ya que debemos
conocer dichos conceptos.
El endosoma es un orgnulo de las clulas animales delimitado por una
sola membrana, que transporta material que se acaba de incorporar por
endocitosis. Cuando a la misma se le introduce enzimas hidrolitcas son
transformados en lisosomas.
Los lisosomas son vesculas citoplasmticas monomembranosas
(limitadas por una membrana), cuyo contenido tiene un PH cidocomprendido entre 4,5 y 5,5. Contienen hidrolasas cidas. Sus
marcadores principales son las protenas Lamp-1 y Lamp2 (protena de
membrana asociada al lisosoma, lysosome-associated membrana
protein), que estn ubicadas en la membrana lisosmica. Su membrana
no posee M6P-R (receptores de manosa 6-fosfato).
Los perox isomas son pequeas partculas intracelulares que llevan a
cabo importantes reacciones bioqumicas, la mayora de ellas
relacionadas con el metabolismo de los lpidos (grasas). Estas reacciones
son "promocionadas" por enzimas, que son protenas especializadas que
00000catalizan o facilitan las reacciones bioqumicas, aumentando su
velocidad. Sin enzimas,dichas reacciones seran tan lentas que
resultaran totalmente ineficaces.
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DEDICATORIA
Este trabajo va destinado a
todos los seres que guiaron
nuestros caminos de la mejor
manera en que ellos pudieron
haberlo hecho como tambin
hacia nuestros educadores
que imparten sus
experiencias laborales para
formar mdicos futuristas
que cambiarn la his
INTRODUCCIN
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El endosoma es un orgnulo de las clulas animales delimitado por una
sola membrana, que transporta material que se acaba de incorporar por
endocitosis. Cuando a la misma se le introduce enzimas hidrolitcas sontransformados en lisosomas.
Existen dos tipos de endosomas dependiendo de su ubicacin. Cuando
se produce la endocitosis, el material ingerido es englobado en una
depresin endoctica este englobamiento es llamado vescula endoctica y
se fusionara luego con el endosoma temprano que tiene un PH
ligeramente cido y est ubicado en la periferie de la clula.
Una vez en la clula el material endocitado puede seguir dos caminos:
Ser reciclado por medio de endosomas de reciclaje e ir de nuevo al
mismo dominio de membrana u otro. Luego seguir la ruta hacia el
endosoma tardo para ser degradado
De seguir la segunda ruta, el endosoma temprano, los endosomas de
migracin se unirn a los endosomas tardos que tienen una ubicacinms central cerca del aparato de Golgi adems de tener un PH un poco
mscido que el endosoma temprano
Esto ltimo le permitir facilitar la funcin de las enzimas hidrolitcas que
recibe del aparato de Golgi formando as finalmente los lisosomas,
organelos especializados en degradacin
Con relacin a los glioxisomas son una variedad particular de los
peroxisomas que se encuentran nicamente en los plantas. Contiene
enzimas que catalizan la conversin de cidos grasos en azucares a
travs de una serie de pasos que se conocen como el ciclo del Glioxilato.
ENDOSOMAS
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Los endosomas son estructuras limitadas por una membrana que constituyen
un compartimiento heterogneo que interviene en la redistribucin, el
transporte y la transformacin de molculas provenientes de la endocitosis
(controladas por receptores) o el CGN (red Cis del aparato de Golgi).
Actualmente no se considera que los endosomas sean orgnulos celulares sino
compartimentos dentro del citoplasma.
Los endosomas forman un compartimiento que agrupa los siguientes
elementos:
Endosomas tempranos o endosomas de redistribucin
Vesculas endosmicas de transporte (ECV) o transportadoresmultivesiculares (MVC)
Endosomas tardos
ENDOSOMAS TEMPRANOS
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Biognesis y funciones de los endosomas tempranos
Los endosomas tempranos provienen de la fusin de vacuolas provenientes de
la endocitosis. Se forman continuamente por coalescencia de vesculas de
endocitosis procedentes de la membrana plasmtica, y constituyen el soporte
de la maduracin de los constituyentes importados. Bajo la accin de la enzima
Atrasa de eliminacin de revestimiento dependientes de la Clatrina (protena
chaperona Hsp 70) y en presencia de ATP las vesculas de endocitosis se
deshacen rpidamente de las molculas de Clatrina y de Adaptina, y se
transforman por fusin en endosomas tempranos.
La maduracin implica el secuestro de residuos, el reciclaje de receptores de la
superficie y la involucin de la membrana para formar los cuerpos
multivesiculares.
LOS ENDOSOMAS TEMPRANOS SE DIVIDEN EN:
Endosomas de redistribucin (perifricos)
Endosomas de reciclaje(perifricos o perinucleares)
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ENDOSOMAS DE REDISTRIBUCIN:
Los Endosomas de redistribucin, cuyo pH es de 6,2, estn situados en laperiferia de la clula. Tienen una estructura tubulovesicular. Las regiones
vesiculares tienen un dimetro de entre 0.3 y 0.4 um y surgen de tubos
estrechos de entre 50 y 60 nm. El contenido de estos endosomas se acidifica
gracias a las bombas de Hidrgenos (H-ATPasa). Esta acidificacin provoca la
disociacin ligando receptor de la mayor parte de los ligandos proteicos,
incluyendo las LDL.
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FUNCIN:
Los endosomas de redistribucin separan las molculas que deben ser
recicladas por los endosomas de reciclaje. Las molculas no recicladas
alcanzan a los endosomas tardos a travs de los cuerpos multivesiculares
(MVB).
CIERTAS PROTEINAS SON CARACTERSTICAS DE ESTAS
FORMACIONES
Protenas SNARE
Las protenas SNARE y Rab son las responsables de regular y
mediar la interaccin de endosomas y fagosomas. Los miembros
de la familia SNARE son los principales catalizadores de la fusin
de membranas. Sus mecanismos se consideran evolutivamente
conservados desde levaduras hasta humanos.
Mltiples SNARE regulan los eventos de fusin requeridos para la
maduracin de los fagosomas compartimentos cidos e
hidrolticos. Se conocen, hasta el momento, 38 protenas de esta
familia en mamferos, cada una asociada con un organelo o
vescula particular. La mayora de las SNARE son protenas
integrales de membrana que tienen forma de hlice . Poseen un
motivo SNARE, que media la interaccin SNARE-SNARE, el cual
est conformado por siete repeticiones de 60 a 70 aminocidos.
Estas protenas funcionan como grupos complementarios: la
SNARE de una membrana donante une a una SNARE sobre una
membrana blanco, dndole especificidad a la fusin.
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En cada vescula existe una protena llamada v-SNARE (debido a su origen
vesicular), mientras que en, las membranas blanco, se designan t-SNARE
(target). Ciertas molculas v-SNARE se unen con determinados t-SNARE
mediante la interaccin de las hlices de cada protena que se envuelven entre
s formando unos complejos conocidos como trans-SNARE, los cuales
inmovilizan, acercan y median la unin de las membranas involucradas .
Esta clasificacin basada en la localizacin y funcin de las SNARE no siempre
se conserva, por lo que se emplea otra terminologa basada en la estructura de
estas protenas. Dependiendo de la presencia de un residuo de arginina (R) o
glutamina (Q) en su motivo SNARE, se han dividido estas protenas en R-
SNARE (usualmente, en vesculas) y Q-SNARE (usualmente, en las
membranas blanco). Las R-SNARE se encuentran conformadas por una sola
cadena polipeptdica, mientras las Q-SNARE (subdivididas en Qa; Qb; Qc y
Qb, c) funcionan como un complejo multiproteico conformado generalmente por
tres polipptidos.
Los complejos trans-SNARE estn integrados por la interaccin entre cuatro
hlices, una de R-SNARE y tres de Q-SNARE, y en presencia de Ca2+ son
suficientes para la fusin de los fosfolpidos de membranas opuestas.
La superficie de las vesculas tiene una carga neta negativa debido al grupo
fosfato presente en la cabeza de los fosfolpidos, que previene la unin de las
membranas opuestas. Sin embargo, cuando se forma un trans-SNARE se
propicia un acercamiento de las membranas, lo que permite que el Ca2+ se
una con dos grupos fosfatos, cada uno perteneciente a un fosfolpido de las
membranas opuestas, estableciendo un enlace inico entre ellas y permitiendo
la interaccin de los lpidos de membrana que conduce a la fusin de las
membranas adyacentes.
Una vez se completa la fusin, las SNARE unidas a la membrana blanco
reciben el nombre de Cis-SNARE. Posteriormente, estas protenas se separan
en sus componentes R-SNARE y Q-SNARE mediante el reconocimiento del
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complejo cis-SNARE por -SNAP y por la accin de la ATPasa NSF (N-
ethylmaleimide sensitive factor) que interacta con -SNAP.
Disociacin de parejas SNARE por la accin de NSF despus
de completar un ciclo de fusin de membrana.
Despus de que las v-snare y t-snare hayan participado en la fusin de
vesculas sobre la membrana diana, NSF se une al complejo SNARE va
protenas adaptadoras e hidroliza ATP para separar las SNARE.
Ciertas protenas son caractersticas de estas
formaciones:
Protenas Rab
Las Rab son protenas que regulan la fusin y el transporte intracelular de
membranas y vesculas en las clulas eucariticas. Participan tanto de la va
endoctica como de la exoctica. Se cree que estas protenas facilitan y regulan
la cintica del anclaje y apareamiento de v-SNARE y t-SNARE. Tambin,
activan otras protenas efectoras que acercan las vesculas a su membrana
blanca; intervienen en la fusin, acelerando y dirigiendo este proceso.
Se sabe que los complejos multiproteicos que incluyen a las Rab, las SNARE y
a otras protenas de anclaje, permiten la interaccin inicial entre dos vesculas
con la posterior fusin de las membranas de cada una.
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Son GTPasas monomricas con ms de 30 miembros conocidos y cada una
con una distribucin caracterstica en las membranas celulares y en la
superficie citoslica de las membranas de los orgnulos.
Localizacin subcelular de algunas protenas Rab
PROTEINA ORGNULO
Rab 1 RE y complejo Golgi
Rab 2 Red del cis Golgi
Rab 3 A Vesculas sinpticas. Grnulos secrecin
Rab 4 Endosomas tempranos
Rab 5 A Membrana plasmtica y vesculas revestidas de clatrina
Rab 5 C Endosomas tempranos
Rab 6 Cisternas medial y trans del Golgi
Rab 7 Endosomas tardos
Rab 9 Vesculas de secrecin basolaterales, Endosomas tardos.
Red trans del Golgi
Papel propuesto para las protenas Rab en la facilitacin de la
especificidad de unin entre las vesculas de transporte y la
membrana diana:
Una GEFde la membrana dadora reconoce a una protena Rab especfica y la
induce a intercambiar su GDP por GTP. La unin a GTP altera la conformacin
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de la Rab, exponiendo su grupo lipdico unido covalentemente, el cual ancla la
protena a la membrana.
La Rab-GTP permanece unida a la superficie de la vescula despus de que
esta se separe de la membrana dadora y despus se une a efectores Rab de lamembrana diana. La protena Rab y los efectores contribuyen al anclaje de la
vescula y por lo tanto al apareamiento v-snare con t-snare. Despus de la
fusin de la vescula con la membrana diana, la protena Rab hidroliza su GTP,
liberndose al citosol como Rab-GDP desde donde puede ser reutilizada en
una nueva ronda de transporte. Rab-GDP en el citosol est unida a un inhibidor
de la disociacin de GDP (GDI) que impide que Rab pueda librar GDP hasta
que ha interaccionado con las protenas apropiadas de la membrana dadora.
La asociacin de las Rab a las diferentes membranas est acompaada por el
intercambio de un nucletido de guanina. Las protenas Rab funcionan
haciendo ciclos entre un estado inactivo, unidas al GDP, y otro activo unidas al
GTP. El proceso de intercambio del nucletido de guanina permite que las Rab
estabilicen su interaccin con la membrana blanco.
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Tanto Rab como Ras y Rho, otras GTPasas pequeas, son poco eficientes
para intercambiar o hidrolizar sus nucletidos. Dos clases de protenas regulan
a las Rab positiva y negativamente: los GEF (Guanine Nucleotide Exchange
Factors), que participan en la activacin mediando el intercambio de GDP por
GTP y las protenas GAP (GTPasa Activating Protein), que inactivan las Rab al
hidrolizar el GTP. Las GAP no muestran especificidad absoluta por sus
sustratos, como
La GAPC en A que interacta con las Rab 6, 4 y 2.
Las GAP tienen otras funciones como protenas efectoras de las Rab
interactuando con otros componentes celulares como los miembros de la
familia Rho. Como se mencion anteriormente, mientras las formas inactivas
de Rab se unen a REP o a GDI, las formas activas se unen a protenas
efectoras corriente abajo. Los efectores de Rab son protenas que responden
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especficamente a las Rab activas y median, al menos, un efecto corriente
abajo.
Estas protenas efectoras tienen secuencias y estructuras muy variables, como
son las SNARE que facilitan eventos de fusin, protenas que previenen la
hidrlisis rpida del GTP y protenas motoras que se asocian con el
citoesqueleto (actina y tubulina) involucradas en el
movimiento de vesculas.
Esta ltima funcin toma cada vez mayor protagonismo, ya
que al parecer las Rab regulan el reclutamiento de protenas
motoras. Por ejemplo, la Rab6 interacta con las cinesinas
que se mueven a lo largo de microtbulos, dando soporte al
desarrollo de la mitosis y la meiosis; la Rab27regula el
reclutamiento del motor de miosina Va basado en actina, el
cual se encarga del transporte de melanosomas.
Una sola Rab puede tener ms de una protena efectora. Se
han descrito 22 protenas diferentes que pueden unir a Rab5-
GTP y, de ellas, slo cuatro se han identificado como factores
especficos de Rab5 (rabaptina5, EEA1, rabenosina y PI3K)
.Cada Rab sealiza por medio de una variedad de protenas
efectoras que actan juntas para traducir la seal de una
protena Rab a diversos blancos del transporte de
membranas, lo que indica que cada Rab puede regular
mltiples eventos moleculares en una sola regin de la
membrana. Sin embargo, an se desconoce mucho de las
protenas efectoras de Rab en los mamferos y de los
mecanismos que stas desencadenan.
La unin y la fusin de las membranas son dos procesos diferentes. El anclaje
o uninsolo requiere que las dos membranas se acerquen lo suficiente para
permitir que las protenas que sobresalen de la bicapa lipdico interaccionen
entre si y se adhieran. Cuando estn tan prximas los lpidos pueden fluir deuna membrana a la otra. As, el apareamiento estrecho de las SNARE sita las
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bicapas lipdicas en una gran proximidad que expulsa las molculas de agua de
la interface. Los lpidos de las dos capas confluyen formando un tallo de
conexin. Los lpidos de las otras dos monocapas entran en contacto formando
una nueva bicapa que ampla la zona de fusin (hemifusin). La rotura de la
nueva bicapa completa la reaccin de fusin.
Los SNARE desempean un papel fundamental en la fusin. Los complejos
SNARE actan como un torno utilizando la energa que se libera cuando las
hlices que interaccionan se enrollan aproximando las 2 membranas mientras
simultneamente expulsan el agua de la interface.
Tfr (Receptor de la transferrina):es un marcador de endosomas
tempranos.
EEA1 (antgeno 1 de endosomas tempranos): protena antignicalarga en espiral, reside en la membrana del endosoma temprano acta
como efector para la Rab 5 y es necesaria para el transporte vesicular
de las protenas en los endosomas tempranos.
Mecanismo Molecular de Redistribucin de Receptores
La redistribucin de los receptores internalizados se producen gracias a una
segregacin espacial de los MVB, proceso controlado por la actividad tirosina
cinasa.
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Papel de la Morfologa de los Endosomas del PH
Parece que la morfologa y bajo pH de estos orgnulos constituyen un
mecanismo simple y elegante de redistribucin basado en su geometra y el
flujo masivo de los componentes moleculares.
En ausencia de otras informaciones de redistribucin, los receptores anclados
a la membrana seguirn el flujo de membrana, probablemente por medio de la
vesiculacin, y de los tbulos, que tienen un dimetro muy estrecho.
Cuando las clulas son encubadas con LDL fluorescentes, la cantidad de LDL
por endosoma se incrementa entre 30 y 40 veces cada diez minutos. En
cambio, la acumulacin de transferrina solamente se multiplica por 3 en los
endosomas de redistribucin, y se alcanza un lumbral de equilibrio en 2 o 3
minutos. La transferrina abandonas los endosomas de redistribucin despus
de 1.5 3 minutos. Estos resultados indican que LDL, que son molculas
grandes, se acumulan en las vesculas de los endosomas de redistribucin,
mientras que las molculas pequeas (la transferrina) alcanza los tbulos.
INTERVENCIN FUNDAMENTAL DEL ENDOSOMA TEMPRANO
EN LA ENDOCITOSIS Y MADURACION DE FAGOSOMA
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Actualmente, se hace referencia a otra forma de endocitosis independiente de
la clatrina, la cual se desencadena en respuesta a diferentes molculas de
superficie (receptores o protenas virales) y lpidos de la membrana plasmtica,
mediante el reclutamiento de caveolina. Los lisosomas convergen tanto por la
va secretoria como por la endoctica. Los lisosomas son estructuras cidas
(pH5,5) y con un alto contenido de proteasas y lipasas activas. Las
macromolculas endocitadas son entregadas secuencialmente a endosomas
tempranos, endosomas tardos y lisosomas, mediante la fusin con
componentes provenientes del aparato de Golgi; en estos ltimos
compartimientos se ensambla la bomba de hidrogeniones ATPasa, que media
la acidificacin y facilita la activacin de enzimas dentro de los lisosomas.
Algunas de las molculas que sufren endocitosis son devueltas a la membrana
plasmtica por medio de endosomas de reciclaje.
Las vesculas intracelulares se forman de regiones de las membranas
(membrana donante) revestidas con diferentes protenas (que forman una
cubierta), las cuales concentran las molculas que conforman la vescula y
permiten su separacin del compartimiento donador. La cubierta puede estar
formada por protenas que participan diferencialmente en la formacin y
transporte de las vesculas: actina, clatrina, COP-I (coatedprotein I) y COP-II.
Por ejemplo, hallazgos recientes indican que la actina participa en la
generacin y en el transporte de los endosomas (D. Castao, datos sin
publicarse) y fagosomas; la clatrina participa del transporte hacia y desde el
aparato de Golgi y la membrana plasmtica; mientras que las COP participan
del transporte hacia y desde el retculo endoplsmico y el aparato de Golgi.
La especificidad de la fusin entre endosomas y fagosomas se encuentra
controlada, principalmente, por dos clases de protenas: las SNARE (N-
thylmaleimidesensitive factor accessoryprotein, SNAP, receptors) y las Rab
(Ras gene fromratbrain). Las SNARE son las responsables del anclaje y la
fusin de las vesculas con su membrana blanco, mientras que las Rab regulan
las diferentes etapas de maduracin y transporte vesicular. Algunas
generalidades de la maduracin fagosmica y el papel de estas protenas en eltrnsito y la fusin vesicular se describen con mayor claridad a continuacin
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MADURACIN DE FAGOSOMA
Durante la fagocitosis, el receptor involucrado puede activar diferentes vas desealizacin, re-arreglos de la actina del citoesqueleto y la formacin de un
compartimiento membranoso denominado fagosoma. La membrana de los
fagosomas recin formados es similar a la plasmtica y su contenido, a los
fluidos del espacio extracelular. Para degradar las partculas ingeridas, estos
fagosomas deben madurar hacia compartimientos cidos e hidrolticos.
Aunque no es completamente claro cmo ocurre dicha maduracin, se han
descrito muchas similitudes con la va endoctica. Este proceso se da por unaserie de fusiones y fisiones complejas de los fagosomas con elementos
vesiculares de la red endosmica, como: endosomas tempranos, endosomas
de reciclaje, endosomas tardos y, finalmente, con lisosomas.
Etapas principales caracterizadas por la expresin local de marcadores
especficos : los fagosomas tempranos, se forman tras la fusin de un
fagosoma con un endosoma temprano y se caracterizan por un bajo contenido
de proteasas y un pH ~6,0; expresan molculas como la GTPasa Rab5, la
protena efectora de Rab5, el antgeno endosmico temprano 1 (EEA-1), el
receptor de transferrina que une y transporta el hierro a estos compartimentos y
la molcula asociada al citoesqueletocoronina I (TACO), entre otras.
Desde estos fagosomas tempranos se da una recirculacin de protenas a la
membrana plasmtica que se hace por medio de endosomas de reciclaje, que
son molecular y bioqumicamente diferentes a los endosomas tempranos, son
menos cidos (pH 6,5) y se caracterizan por la presencia de Rab11. Los
fagosomas tardos resultan de la fusin de un fagosoma temprano con un
endosoma tardo, alcanzan un pH de 5,5 y son ricos en hidrolasas; mientras los
fagolisosomas resultan de la fusin final de estas estructuras membranosas
con lisosomas y alcanzan un pH menor de 5,5. Los fagosomas tardos y los
fagolisosomas, tienen gran cantidad de enzimas hidrolticas, pptidos
antimicrobianos (defensinas y derivados de la ubicuitina) y la capacidad de
generar compuestos txicos de oxidacin; expresan marcadores como las
protenas de membrana asociadas a lisosomas uno (LAMP-1 o CD107a), dos
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(LAMP-2 o CD107b)y tres (LAMP-3 o
CD63), diferentes isoformas activas
de las catepsinas y una bomba de
protones ATPasa, entre otros.
La Rab5 y la Rab7 controlan las
interacciones secuenciales de
endosomas tempranos y tardos con
los fagosomas. La Rab5 se expresa,
principalmente, en endosomas
tempranos y la Rab7, en
compartimientos endocticos tardos.
El PI(3) P, junto con la Rab5, son los
puntos de anclaje para la unin del
EEA-1, el cual es un regulador de la fusin de los fagosomas tempranos con
los endosomas tardos y lisosomas .
El paso de endosoma temprano a tardo, adems de estar mediado por la
expresin de EEA-1, requiere de un proceso denominado conversin de Rab,
en el cual se intercambia Rab5 por Rab7. Aunque las seales que
desencadenan este cambio no se conocen con claridad, se sabe que requiere
de la acumulacin de EEA-1 en la membrana del fagosoma para la adquisicin
de Rab7.
ENDOSOMAS DE RECICLAJE:
Los receptores que han penetrado en la clula con las vacuolas de endocitosis
son redistribuidos en los endosomas tempranos y reciclados en direccin a la
membrana plasmtica.La mayora de los receptores de la superficie celular son
recuperados por los endosomas de reciclaje.
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Los endosomas de reciclaje se originan como una red de tbulos
intercomunicados; estos tbulos estrechos tienen un dimetro de 50 nm. Estos
tbulos corresponden a una parte de los endosomas tempranos, ya que
contienen transferrina y otros receptores de reciclaje.
RECUBRIMIENTO DE LAS VESCULAS
El uso de cubiertas distintas posibilitara el flete de cargas diferentes desde un
mismo punto de origen y desde diferentes departamentos
Se conocen hasta el momento dos tipos de vesculas revestidas:
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o Las vesculas con revestimiento de clatrina:Este revestimiento se
ensambla a partir de subunidades constituidas por seis cadenas
proteicas enlazadas, los, trisqueliones, que forman alrededor de lavescula un enrejado donde alternan hexgonos y pentgonos con el
aspecto de una cpula geodsica. Llevan cubierta de clatrina las
vesculas que brotan del aparto de Golgi hacia los lisosomas, las
vesculas de secrecin regulada y las formadas por endocitosis.
o Las vesculas con revestimiento de coatmeros:Este revestimiento
se forma a partir de las COP (protenas del coatmero) estn presentesen las vesculas que viajan del RE al aparato de Golgi, las destinadas a
la secrecin continua y en todas las vesculas recicladoras.
DIFERENCIAS ENTRE ENDOSOMAS DE REDISTRIBUCION Y
RECICLAJE
Varias observaciones demuestran que los endosomas de redistribucin y de
reciclaje son dos orgnulos diferentes:
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DIFERENCIAS ENTRE ENDOSOMAS DE REDISTRIBUCIN Y RECICLAJE
La localizacin de los endosomas de redistribucin (periferie) y de
reciclaje (periferie o perinuclear).
Los tbulos endosmicos de reciclaje contienen transferrina,
nunca LDL u otros ligandos liberados en los lisosomas tras la
endocitosis.
No existen conexiones visibles entre los endosomas de
redistribucin (marcados por LDL y por la transferrina) y los
endosomas de reciclaje, marcados solamente por la transferrina.
La rab4 es ms abundante en los endosomas de redistribucin.
PAPEL DE LOS MICROTUBULOS EN LA ORGANIZACIN CON
ESPACIAL DE LOS ENDOSOMAS TEMPRANOS:
El desplazamiento de las vesculas de endocitosis depende de los
microtbulos. La asociacin de estas vesculas con los microtbulos dependen
de la presencia de una protena citoplasmtica de unin, CLIP -170, que une la
membrana de las vesculas con los microtbulos. La despolimerizacin de los
microtbulos provoca el desplazamiento de las vesculas.
ENDOSOMAS Y TRANSCITOSIS:
es una ruta vesicular que sigue ciertas molculas .Empieza con vesculas de
endocitosis que se fusionan con los endosomas, los cuales produces vesculas
que se fusionan de nuevo con una regin alejada de membrana plasmtica. No
es una va de reciclado sino de transporte. En los enterocitos, las protenas
que provienen de la CGN son excretadas a los espacios intercelulares, donde
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son endocitadas y pasan a los endosomas tempranos los cuales las reenvan
hacia el polo apical.
2. VESCULAS ENDOSMICAS DE TRANSPORTE
Las vesculas ECV/MVC transportan molculas entre los endosomas
tempranos y los endosomas tardos.
BIOGNESIS:
Los endosomas tempranos dan lugar por vesiculacin a los ECV/MVC, que
tiene de 200 a 400 nm de dimetro. Estos transportadores de forma esfrica se
distribuyen por todo el citoplasma. Su contenido un PH de 6.5 e incluye
mltiples vesculas, por lo que reciben el nombre de cuerpos multivesiculares.
Su membrana perifrica contiene Anexina I, y en el transcurso de su formacin
se recubren de B-COP.
DESPLAZAMIENTOS:
La aptitud de las molculas para ser transferidas desde los endosomas tempranos a
los en endosomas tardos dependen de los microtbulos. Estos adems de
desempear un papel esencial en el transcistosis de membrana entre los endosomas
tempranos y tardos, estn implicados en la organizacin espacial de estos dos
sistemas de membranas.
In vitro, los ECV/MVC, se fusionan con los endosomas tardos gracias a un
mecanismo en el cual intervienen:
Microtbulos: Necesarios para el transporte
Protenas asociadas a los microtbulos, en particular la protena citoplasmtica
de unin 170 (clip170) una fosfoprotena citoplasmtica capaz de unir las vesculastransportadoras a los microtbulos.
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Dineina: Citoplasmtica que a la igual que la clip 170 , interviene como motor
asociado a los microtbulos, as, los ECV/MVC transmiten su contenido a los
endosomas tardos
Anexina I: que es una protena independiente de calcio asociada tanto a la
membrana plasmtica como la membrana de los MVC O de los endosomas tardos.
La fosforilacin de la anexina I independiente de calcio el MUV aislado la convierte
en una forma dependiente de calcio que intervienen en la funcin de membranas.
3. ENDOSOMAS TARDIOS
LOCALIZACION:
Estos cuerpos no se originan de los endosomas de redistribucin (endosomas
tempranos) y se ubican alrededor del ncleo (perinuclear).
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ESTRUCTURA:
Estos orgnulos presentan una estructura reticulovesicular muy compleja y presentauna membrana interna con un pH de 5,5 (cido), y su pH depende de una H-ATPasa
(bomba de protones) reducida idnticas a los de los lisosomas.
Esta bomba de protones le proporciona las vesculas de clatrina adaptina que
transportan hidrolasas y provienen de las vesiculacin de la TGN (red golgiana trans).
La membrana limitada de los endosomas tardos contiene:
Rab9: (extracto ras de cerebro bovino; ras significa sarcoma de rata)
es una protena que pertenece a la sper familia ras de GTPasa
pequea, interviene en la liberacin de energa necesaria para el
transporte de la membrana.
Anexina I:en la interaccin intermembrana.
LGP 120:esta glicoprotena se encuentra en la membrana de los
lisosomas.
LBPA:(cido lisobisfosfatidico) este marcador se localiza en la cara
luminal de los endosomas tardos y lisosomas e intervienen en la
redistribucin de las protenas en los endosomas tardos.
FUNCIONES:
Al final del proceso de fusin con los ECV/MVC, los endosomas tardos
contienen grandes cantidades de membranas intraluminales. Se enriquecen
en hidrolasas lisosmicas y en membranas lisosmicas por fusin con las
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vesculas de transporte de hidrolasas, que insertan as receptores de M6P
R (manosa 6 -fosfato) en la membrana de los endosomas tardos. Las
hidrolasas lisosmicas contienen un radical M6P que es reconocido por el
M6P-R, que es un receptor de hidrolasas acidas que ha sido localizado en la
TGN, el Aparto de Golgi, la membrana plasmtica y los endosomas.
Los endosomas tardos son los que contienen la mayor parte de este
receptor. Los M6P-R se encuentran en las membranas intraluminales, y son
reciclados hacia la TGN antes de que los endosomas tardos se fusionen
con los lisosomas.
Los endosomas tardos no son lisosomas tpicos si no que son endosomas
especializados en los cuales las enzimas lisosomticas son liberados de los
M6P-R; sirve como comportamiento intermedios en los cuales los ECV/MVB
descargan su contenido.
RUTA DE LAS HIDROLASAS ACIDAS
1. Estas enzimas se sintetizan en el retculo endoplasmtico y trasladadas
hasta el aparato de Golgi
2. Donde se le aade un grupo fosfato a un residuo de manosa.
3. En el TGN est manosa-6-fosfato es reconocida por receptores
especficos.
4. Receptor-hidrolasa son englobadas en vesculas y transportadas hasta
los cuerpos multivesiculares y endosomas tardo.
5. En estos orgnulos hay una acidez mayor que hace que la hidrolasa se
desligue de su ligando.
6. El receptor es devuelto al TGN en vesculas de reciclado.
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PROCESO DE LA ENDOCITOSISEs un trmino genrico que engloba la pinocitosis y la fagocitosis, es decir, el
conjunto de mecanismos responsables de la introduccin en la clula de
sustancias o microorganismos de origen extracelular. La formacin de
invaginaciones de la membrana plasmtica conduce, gracias a movimientos
de escasa amplitud, a la formacin de vacuolas o vesculas que contienen el
material importar.
A)FAGOCITOSIS:
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Es la captacin de partculas slidas como las bacterias, o grandes desechos
celulares en vacuolas de gran tamao denominado fagosomas. Es ms
frecuente en los fagocitos profesionales como los neutrfilos y macrfagos .La
fagocitosis es un proceso activo que consume una gran cantidad de energa, la
cual se obtiene a partir de la hidrlisis de ATP.
En muchos organismos superiores, la fagocitosis es tanto un medio de defensa
ante microorganismos invasores como de eliminacin (e incluso reciclaje) de
tejidos muertos.
Clulas Fagocticas
Monocitos:clulas circulares que se originan en la mdula sea y
constituyen cerca del 5% del total de leucocitos de la sangre, donde
permanecen slo unos tres das. Macrfagos:Clulas de gran tamao con funcin fagoctica. Tambin
pueden actuar como clulas presentadoras de antgenos. Derivan de los
monocitos.
Neutrfilos:son los leucocitos ms abundantes (>70%), se clasifican
como granulocitos debido a sus grnulos citoplasmticos lisosimas y
lactoferrina.
Pasan menos de 48 horas en la circulacin antes de migrar
a los tejidos, debido a la influencia de los estmulos
quimiotcticos.
Ejercen su accin fagoctica y eventualmente mueren.
ETAPAS DE LA FAGOCITOSIS
http://es.wikipedia.org/wiki/Microorganismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_(biolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_(biolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Microorganismo5/26/2018 Trabajo Final de Biologia 3
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Migracin:Paso del torrente circulatorio a los tejidos (C5a,IL1,IFN,TNF-
ICAMs)
Bsqueda del antgeno:Patrullaje
Respuesta quimiotctica:MCP-1 y IL8
Reconocimiento del antgeno: elemento extrao :opsonizado.
Adhesin:Directa por los TLR
Indirecta por Lectinas y adhesinas: Ig y C
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Ingestin: Plegamiento de la membrana en el sitio de contacto.
Ingestin o endocitosis, y formacin simultnea del fagosoma
Degranulacin:Fagolisosoma por incremento de Calcio que permite la
fusin.
Muerte y digestin del Antgeno
Bacterias o restos celulares se unen a la membrana.
La membrana se invagina rodeando al material extracelular
Se forma el fagosoma
Proceso de la Fagocitosis:
B) LA PINOCITOSIS:
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Es la captacin de macromolculas y solutos solubles en pequeas vesculas
que se forman por invaginacin de la membrana plasmtica en direccin al
citoplasma . Las macromolculas quedan englobadas en vesculas cubiertas.
Una vez perdida la cubierta se procede a la degradacin de los materiales
endocitados. Ocurre en todas las clulas.
Se puede observar en clulas especializadas en la funcin nutritiva, por
ejemplo las de lamucosa intestinal. En esta la membrana se repliega creando
una "vescula pinoctica" y es de esta manera como las grasas, que son
insolubles, pasan de la luz del intestino al torrente sanguneo.
Un tipo de clula en la cual se la ha observado frecuentemente es el vulo
humano. Cuando el vulo madura en el ovario de la mujer, se rodea de "clulas
nodrizas". Aparentemente, estas clulas ceden alimentos disueltos al vulo,
que los incorpora por pinocitosis.
EXISTEN CUATRO TIPOS DE PINOCITOSIS
PINOCITOSIS DE VESCULAS LISAS
La membrana plasmtica se invagina en una vescula de 150 nm de dimetro.
La sustancia liquida ingresa en la vescula, que a continuacin se cierra por
estrangulamiento. Son caractersticos de la endocitosis no especifica .Las
vesculas liberan su contenido en los endosomas tempranos.
INDUCIDO POR UN RECEPTOR
Es un tipo de endocitosis, altamente especifico, originan vesculas revestidas
de clatrina gracias a un proceso de invaginacin de una zona de la membrana
plasmtica recubierta en su cara interna por molculas de clatrina que contiene
receptores dependientes de adatina . Estas vesculas son selectivas. Algunos
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mucosahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mucosahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula5/26/2018 Trabajo Final de Biologia 3
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por ejemplo solo transportan colesterol. La dinamina es una GTPasa necesaria
para el cierre de las vesculas de clatrina.
La pinocitosis mediada por receptor sirve para captar macromolculas queestn disueltas en los fluidos extracelulares, para lo cual se requiere que
exista un receptor en la superficie de las clulas para que capte esas
macromolculas.
El proceso por el cual se forman vesculas con cubierta con un receptor es
similar a lo analizado en el aparato de Golgi y lo veremos a continuacin:
La membrana plasmtica se va invaginando para formar una vescula con
cubierta de clatrina y el mecanismo por el cual se incorporan las
macromolculas consiste en su unin al receptor que se encuentra en la
membrana plasmtica. El mecanismo es similar ya que interviene el mismo
sistema de marcado del fosfato y tambin el mismo sistema de reciclado del
receptor una vez que ya fue utilizado, ste mecanismo de endocitosis mediada
por receptor sirve para captar selectivamentemacromolculas disueltas en los
fluidos extracelulares y es altamente eficiente ya que selecciona dentro de
todas las macromolculas las que la clula necesita captar aunque estn
mezcladas con otras.
Se han descrito unos 25 tipos de receptores que actan de esta manera. Con
ellos la clula puede incorporar de forma muy eficiente molculas o partculas
que se encuentran disueltas a bajas concentraciones. Estas molculas se unen
a sus receptores y los complejos receptor-ligando convergen en una zona de la
membrana plasmtica donde se produce la formacin de la vescula queposteriormente viaja hacia el interior de la clula.
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El ejemplo ms llamativo es la captacin de colesterol
Esto se da por parte de las clulas, el cual se transporta en la sangre unido a
protenas formando las lipoprotenas de baja densidad (LDL). Las LDL son
unos complejos que contienen una gran cantidad de molculas de colesterol
rodeadas por una mono capa lipdica y poseen una molcula proteica que
sobresale al exterior. Cuando una clula necesita colesterol sintetiza receptores
para los LDL y los traslada a la membrana plasmtica. Entonces se produce el
reconocimiento entre receptor y LDL, ambos se unen y se agrupan en una zona
de la membrana plasmtica donde se produce una invaginacin. Una vez
formada la vescula, se dirige a orgnulos intracelulares donde las LDL son
digeridas y el colesterol es liberado y metabolizado. Cuando se produce algnimpedimento en la captacin de colesterol, fundamentalmente por fallos en el
reconocimiento por parte de los receptores de LDL o por su ausencia, el
colesterol se acumula en la sangre y puede producir arterioesclerosis e infarto
de miocardio.
Las vesculas formadas por pinocitosis se fusionan con los endosomas
tempranos y luego stos con los tardos , terminando igualmente en los
lisosomas .
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POTOCITOSIS
Es un tipo de endocitosis inducida por la unin de un ligando a receptores de
membrana y conduce a la formacin de caveolas. Las caveolas son
estructuras que se forman durante la potocitosis de microdominios de la
membrana plasmtica ricos en lpidos, en particular el colesterol (DIG).
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MACROPINOCITOSIS
Es una endocitosis de solutos que conduce a la formacin de macropinocitosis
vacuolas no revestidas de clatrina que tienen un dimetro de entre 0,5 y 200
um. Se forma como respuesta a factores de crecimiento.
Es un tipo de pinocitosis en la cual se forman vesculas ms grandes que
incorporan mayor cantidad de soluciones .
Una vez que las molculas pinocitadas llegan a los endosomas tempranos , ahse produce un proceso de separacin de esas molculas y su derivacin a
distintas vas .
1. pasaje a los endosomas tardos
2. vuelta a la membrana plasmtica
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Diversas formas de pinocitosis:
PROCESO DE PINOCITOSIS
INTERNALIZACIN DE LAS INVAGINACIONES RECUBIERTAS
Las vesculas se originan en la superficie interna de la clula recubierta por
clatrina, la vescula revestida de clatrina se invagina y se internaliza al
citoplasma, gracias a las fuerzas desarrolladas por la unin de las molculas de
clatrina y de otras protenas de revestimiento situadas en la cara interna o
citoplasmtica. La invaginacin se cierra y forma una vescula de endocitosis
recubierta por la red hexagonal del complejo adaptina/ clatrina. Una vez que la
vescula est en el citoplasma el revestimiento de clatrina desaparece, los
trisqueliones (formados por molculas de clatrina) quedan libres en el
citoplasma.
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MOLCULAS QUE INTERVIENEN EN LA FORMACIN DE
ENDOSOMAS
MOLCULAS DE CLATRINA:
La Clatrina (180 kd) es un complejo proteico de tres cadenas polipeptdicas
largas y de tres cadenas polipeptdicas cortas que constituyen tres pies
(trisklion). Las molculas de Clatrina tienen la propiedad de agregarse
espontneamente en un medio acuoso. No estn asociadas directamente con
la membrana de la vescula. Primero se ensamblan con heterodmeros de
adaptina; despus se produce el autoensamblaje de los complejos
adaptina/triskelion (polipptidos de ensamblaje), proceso en que no se
consume energa. Esto conduce a la formacin de una especie de cesta con
mallas hexagonales y pentagonales..
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La clatrina consiste en tres polipptidos asociados que forman una estructura
que se llama TRISQUELION, que se van ensamblando formando canastas de
forma hexagonal y pentagonal que son las que encontramos en las superficies
de las vesculas con cubierta.
Las vesculas con clatrina sufren un proceso de armado y desarmado :
1. Las molculas de clatrina se asocian con la membrana plasmtica ,
2. La clatrina acta como una sopapa que succiona la membrana y la invagina
3. en la zona con cubierta de clatrina se profundiza la invaginacin y qued
formada la vescula con cubierta.
Reciclado de la clatrina
En esa vescula con cubierta luego se desprende la clatrina y queda la
vescula ya sin cubierta que va a seguir las distintas direcciones que
mencionamos y la clatrina es reutilizada para formar otra vez las vesculas
Hay un pool de unidades de clatrina en el citoplasma.
El receptor que tiene la membrana , que por un lado se una con la clatrina y
por otro lado se une con una molcula especfica , no se une en forma directa a
la clatrina, sino que se une por medio de una protena intermediaria que se
llama ADAPTINA .
MOLCULAS DE ADAPTINA
Intervienen como intermediarios entre la membrana plasmtica y el
revestimiento de Clatrina, uniendo este ultimo a la membrana plasmtica por
medio de receptores. Estos receptores son molculas transmembrana con un
dominio citoplasmtico que contiene una secuencia FRXY (fenilalanina,
arginina, X, tirosina, siendo X cualquier aminocido) y es reconocido por las
adaptinas. Esta secuencia es una parte de la seal de la endocitosis.
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MOLCULAS DE DINAMINA
Se trata de una GTPasa de gran tamao que contiene tres secuencias
capaces de unirse al GTP, es responsable de la endocitosis en la que en
condiciones normales la dinamina forma un complejo con el GTP, complejo
que de dispone formando un anillo alrededor del cuello de la vescula y
provocan una constriccin. Las molculas pequeas todava pueden entrar en
la vescula por el cuello. La inhibicin de la hidrlisis del GTP detiene la
endocitosis en esta fase. Si esto no ocurre, la dinamina hidroliza el GTP se
corta el cuello de la vescula y esta se libera al medio intracelular.
En los vertebrados superiores, hay tres genes diferentes que codifican
para la dinamina:
La dinamina I se expresa en neuronas y clulas neuroendocrinas.
La dinamina II se expresa en la mayora de tipos de clulas.
La dinamina III se expresa en testculos, pero tambin est presente en
el corazn, el cerebro y el tejido pulmonar.
Coatmero:
Con respecto a las vesculas con Coatmero actan en el transporte del RE al
golgi, en un tipo de transporte llamado NO SELECTIVO, actan en el
transporte de una cisterna a otra del Golgi y en el transporte de vesculas del
golgi a la MEMBRANA PLASMATICA.
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La cubierta que tienen es una protena muy grande (Coatmero) ,de 7
subunidades que se llaman COP , las cuales estn unidas a la membrana por
un adaptador llamado ARF que parece ser tambin una adaptina similar a las
que se encuentran en las vesculas con cubierta.
Hay diferencias importantes entre la clatrina y el Coatmero ya que el
Coatmero no se auto ensambla y sigue un proceso de reciclado distinto.
CaveolINAs :
Las vesculas con caveolina no son estrictamente vesculas recubiertas ya que
la caveolina se encuentra incluida en la bicapa lipdica. Podran actuar en la
potocitosis, que es la pinocitosis pero con un mecanismo molecular de ligando
receptor distinto Estn relacionadas con la contraccin muscular en el
musculo liso .
Una vescula tiene un origen y un destino . Cada vescula debe transportar la
carga exacta y llegar al destino indicado .
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LISOSOMAS
Los lisosomas son vesculas membranosas que funcionan como los
estmagos de las clulas eucariotas. Contienen aproximadamente
unas cuarenta y cinco enzimas diferentes que permiten la
degradacin intracelular de macromolculas que ingresaron a la
clula o materiales intracelulares como protenas, lpidos, cidos
nucleicos etc. Estas molculas son degradadas por las enzimas y
luego devueltas al citosol para ser utilizados por la clula. Existen en
todas las clulas animales pero no se han podido demostrar en las
clulas vegetales en las cuales la digestin celular es parcialmente
asumida por la vacuola vegetal.
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Los lisosomas fueron descubiertos d por De Duve, que entre 1949 y
1955 utilizando el fraccionamiento celular. Estudi la distribucin de
la actividad fosfatasa cida en homogeneizados de hepatocitos
utilizando la tcnica de la ultra centrifugacin diferencial. De Duve
aisl una fraccin que contena una cantidad muy elevada de
fosfatasa cida que se localizaba en la misma fraccin celular que las
mitocondrias. Procedi a aislar las fracciones dentro de la fraccin
mitocondrial por centrifugacin hasta conseguir aislar la fraccin
correspondiente. Designo a la fraccin el nombre de lisosoma. En un
principio, el trmino lisosoma designaba un concepto de bioqumica.
Hasta que, en 1962, Novikoff y Essner dieron el nombre de
lisosomas a unos corpsculos delimitados por una membrana que
tenan actividad fosfatasa cida.
Caractersticas generales
Los lisosomas son orgnulos de forma redonda o esfrica con un
dimetro que puede variar entre 0,1 y 2 um. Esta rodeado por una
membrana trilaminar que presenta entre 6 a 10 nm de grosor. El PH
del interior del lisosoma es entre 4,5 y 5. Este PH es debido a una
bomba de protones que utiliza energa de la hidrlisis del ATP para
bombear Hidrogeno hacia el interior.
Son polimrficas lo que quiere decir que pueden tener formas y
composiciones distintas segn las molculas que degradan. Una
caracterstica que tienen en comn los lisosomas es que todos
contienen Hidrolasas acidas. Hasta ahora se han podido identificar
aproximadamente unas 40 enzimas diferentes. No todas las enzimas
estn presentes en todos los lisosomas.
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1. Membrana Lisosmica:
Los lisosomas estn rodeados por una membrana cuyo grosor es de
unos 6 a 10 nm. La membrana lisosmica es muy importante ya que
brinda estabilidad y ayuda a mantener las condiciones ideales para el
funcionamiento apropiado de las enzimas.
2.1Composicin qumica de la membrana deloslisosomas:
La composicin qumica de los lisosomas puede variar segn la
clula en la que se encuentre el lisosoma, pero hay propiedades que
tienen en comn, los cuales pueden ser:
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La hemimembrana in terna de la membrana con tiene
aproximadamente treinta tipos de protenas diferentes. La
mayoria de estas estn altamente glucosiladas. Estos azucares
forman una barrera de proteccin contra las enzimas, el PH
cido y las proteasas.
La membrana contiene protenas de transporte ( la gran
mayora son fosfolpidos) que permiten que los productos
finales de la digestin (como aa , azcares y nucletidos) sean
transportados para el citosol donde van a ser utilizados por la
clula o secretados al exterior.
La membrana tambin contiene una bomba de hidrgeno
impulsada por ATP que bombea hidrogeniones cara el interior
del lisosoma, lo que hace que se mantenga el pH cido en su
interior, pH cido necesario para la actuacin de las hidrolasas
cidas.
La membrana de los lisosomas contiene LAMP-1 y LAMP-2 que
son marcadores lisosmicos. Estos permiten a los lisosomas
reconocer las vesculas con las que se van a fusionar.
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2.2Transporte a travs de la membrana
Exportacin de productos de degradacin:
Los productos finales que provienen de la degradacin de sustratos
atraviesan la membrana a travs de porinas (Protenas de transporte)
hacia el citosol donde sern recicladas por la clula.
Entrada selectiva de pptidos:
Los pptidos ubiquitinilados (parcialmente degradados porproteosomas)
son portadores de una secuencia que es reconocida por las protenas
de transporte ATPasas. Estas ATPasas funcionan como
transportadores dependientes de ATP que bombean molculas
especificas del citosol hacindolas atravesar la membrana lisosmica.
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2. Hidrolasas lisosmicas
La heterogeneidad de la morfologa de los lisosomas contrasta con la
estructura relativamente uniforme de los dems orgnulos celulares.
Esta diversidad refleja la amplia gama de diferentes funciones que
cumplen las hidrolasas cidas incluyendo la digestin de los
elementos intracelulares y extracelulares, la muerte celular
programada, la digestin de los microorganismos fagocitados e
incluso la nutricin celular (ya que los lisosomas son el lugar principal
de asimilacin del colesterol a partir de las lipoprotenas sricas
endocitadas).
Las hidrolasas son enzimas catablicas cuya actividad es optima
cuando se encuentra en un PH cido. Estas encimas catalizan la
hidrlisis de enlaces ter, ster, peptdicos, anhdrido acido, C-C, C-
halgeno o P-N. De esta manera las enzimas son capaces de lisar
sustratos de las principales familias de macromolculas: protenas,
glcidos, lpidos y cidos nucleicos.Las hidrolasas se forman en el R.E. donde son sometidas a un
proceso de N-glucosilacin donde se le agrega manosa. Del R.E. son
transportadas va transporte vesicular a la cara Cis del complejo
Golgi. En el complejo Golgi se le une N- acetilglucosamina 1-fosfato
a un residuo de manosa. Una N-acetilglucosamina elimina
posteriormente la N-acetilglucosamina dejando le fosfato unido a la
manosa. resultando en las cadenas glucdicas ricas en manosa-6-fosfato. Estas cadenas de manosa-6-fosfato son la marca que dirige
estas enzimas hacia la ruta de los lisosomas.
No es posible hacer una relacin exacta de las enzimas que se
encuentran en los lisosomas, existen ms de 45. Algunas de las ms
comunes se han listado en la siguiente tabla:
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Enzima Sustrato
Fosfatasas:
Fosfatasa acida
Fosfodiesterasa acida
Monosteres de fosfato
Disteres de fosfato
Nucleasas:
Ribonucleasa acida
Desoxirribonucleasa acida
RNA
DNA
Proteasas:
Catepsina
Colagenasa
Protenas
Colgena
Enzimas que hidrolizan
glucosaminoglucanos:
Sulfatasa de Irudonato
Galactosidasa B
Sulfatasa N de heparn
N acetilglucosamidasa a
Sulfato de dematn
Sulfato de queratn
Sulfato de heparn
Polisacaridasas y
Oligosacaridasas:
Glucosidasa a
Fucosidasa
Manosidasa a
Sialidasa
Glucgeno
Fucosioligosacridos
Manosioligosacridos
Sialioligosacridos
Enzimas que hidrolizan
esfingolipidos:
Ceramidasa
Glucocerebrosidasa
Hexosaminidasa b
Ari lsu lfatasa A
Ceramida
Glucosilceramida
Gangliosido GM2
Galactosilsulfatida
Enzimas que hidrolizan
lpidos:
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Lipasa acida
Fosfolipasa
Triacilgliceroles
Fosfolpidos
2.1. Tres vas de distribucin de las enzimas lisosomicas
Estudios mediante la coloracin de inmunofluorescencia detectaron la
existencia de tres tipos de distribucin de enzimas lisosmicas. Estas
son:
VA ENDOSMICA:
En esta va de distribucin las vesculas que contienen hidrolasas se
fusionan con los endosomas o cuerpos vesiculares par as verter su
contenido en s mismas.
El complejo protena lisosmica-receptor se disocia cuando en la
vescula recubierta de clatrina la bomba de H comienza a actuar y el
pH se hace cido y los receptores pierden afinidad por la manosa-6-
fosfato.
El receptor M6P regresa al Aparato de Golgi para unirse a nuevas
molculas de ligandos y realizar nuevos ciclos de transporte.
Las enzimas lisosmicas quedarn empaquetadas en los lisosomas
primarios (5,6,7) que emergen por gemacin del Aparato de Golgi.
VA LISOSMICA:
El receptor se disocia de la vescula contenedora de hidrolasas y es
llevado de vuelta a los sculos de la cara trans del Aparato de Golgi
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para ser reciclado. Una vez que el receptor esta disociado la vescula
contenedora de hidrolasas se fusiona con el lisosoma.
VIA SECRETORA:
En este proceso los M6P-R son incorporadas a la membrana
plasmtica. El reciclaje del receptor M6P se lleva a cabo mediante
vacuolas de endocitosis que se forman a partir de invaginaciones
revestidas, stas transportan los receptores en su membrana que
luego se observa en la membrana de los endosomas tempranos,
despus en los cuerpos multivesiculares (lanzadera entre endosomas
tempranos y tardos), y por ltimo en los endosomas tardos, en cuyamembrana se produce evaginaciones las cuales forman vesculas que
transportan los receptores hasta la TGN y hacia los lisosomas que
no contienen jams receptores M6P.
3. Tipos de lisosomas:
Existen dos tipos de lisosomas. Los lisosomas primarios son aquellos
que solo contienen las enzimas digestivas. Los lisosomas
secundarios por haberse fundido con una vescula contiene
elementos en digestin.
4.1.Lisosomas Primarios:
Los lisosomas primarios son orgnulos derivados del sistema de
endomembranas. Los lisosomas primarios brotan de la cara Cis del
aparato de Golgi, con un contenido de enzimas hidrolticas
(hidrolasas) sintetizadas en el RER.
Los lisosomas primarios contienen una variedad de enzimas
hidrolticas capaces de degradar casi todas las molculas orgnicas.
Estas hidrolasas se ponen en contacto con sus sustratos cuando los
lisosomas primarios se fusionan con otras vesculas. El producto de
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la fusin es un lisosoma secundario. Por lo tanto, la digestin de
molculas orgnicas se lleva a cabo en los lisosomas secundarios, ya
que stos contienen a la vez los sustratos y las enzimas capaces de
degradarlos.
4.1.1. Sntesis del lisosoma primario:
Las Hidrolasas sintetizadas en el R.E. son transportadas al la cara
Cis del aparato de Golgi donde se la une una cadena de fosforo. Una
vez fosforiladas las enzimas avanzan por transporte tubular o
vesicular por los diferentes sculos del dictiosoma y en la cara trans
se unen a un receptor situados en la membrana de unos de estos
sculos. Estos receptores reconocen la manosa-6-P. De la cara trans
del aparato de Golgi. Las enzimas son concentradas clasificadas,empaquetadas y enviadas en vesculas cubiertas con la protena de
clatrina hacia los lisosomas.
La membrana del aparato de Golgi se invaginan formando vesculas.
Estas vesculas engloban las enzimas recin sintetizadas que estn
marcadas con Manosa-6-P haciendo desaparecer la cubierta de
clatrina. Debido al pH cido del interior del lisosoma, los enzimas se
disocian del receptor. Posteriormente se libera el grupo fosfato que
estaba unido a la manosa y ya tenemos los enzimas maduros. A su
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vez, ve a haber un proceso de reciclaje de los receptores, mediante
vesculas que se separan del lisosoma y se fusionan con los sculos
de la cara trans del complejo Golgi.
4.2.Lisosomas Secundarios
Los lisosomas secundarios contienen materiales en proceso de
digestin, adems de enzimas. Son de mayor tamao que los
lisosomas primarios y su contenido es heterogneo. Las enzimas
lisosomales estn latentes, slo se activan por rotura de su
membrana, as tendran un sustrato sobre el que actuar. Lasmembranas lisosomales son extraordinarias ya que no slo resisten la
accin de las hidrolasas, sino que tambin es impermeable tanto a
las enzimas como a sus sustratos. Los sustratos se introducen en el
lisosoma por fusin del lisosoma primario con otras vesculas. La
membrana lisosmica es permeable a los productos finales de la
digestin de bajo peso molecular. Existen diversas formas de
lisosomas secundarios, segn el origen de la vescula que se fusiona
con el lisosoma primario:
4.2.1Fagolisosomas:
Se originan de la fusin del lisosoma primario con una vescula
procedente de la fagocitosis, denominada fagosoma. Se encuentran,
por ejemplo, en los glbulos blancos, capaces de fagocitar partculas
extraas que luego son digeridas por estas clulas.
Endosomas tardos. Surgen al unirse los lisosomas primarios con
materiales provenientes de los endosomas tempranos. Los
endosomas tempranos contienen macromolculas que ingresan por
los mecanismos de endocitosis inespecfica y endocitosis mediada
por receptor. Esteltimo es utilizado por las clulas para incorporar,
por ejemplo, las lipoprotenas de baja densidad o LDL.
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4.2.2.Autofagolisosomas:
Es el producto de la fusin entre un lisosoma primario y una vacuola
autofgica o autofagosoma. Algunos orgnulos citoplasmticos son
englobados en vacuolas, con membranas que provienen de las
cisternas del retculo endoplasmtico, para luego ser reciclados
cuando estas vacuolas autofgicas se unen con los lisosomas
primarios.
Despus de la absorcin lo que queda del lisosoma es un cuerpo
residual. Los cuerpos residuales contienen desechos no digeribles
que en algunos casos se exocitan y en otros no, acumulndose en el
citosol a medida que la clula envejece. Un ejemplo de estos cuerpos
residuales son los grnulos de lipofuscina que se pueden observar en
clulas de larga vida, como las neuronas.
4. Funciones
os lisosomas participan en la digestin celular (son el estmago de
la clula), y para ello contienen enzimas digestivas en su interior, que
digieren (descomponen) la materia orgnica compleja,
transformndola en molculas ms sencillas
4.1. Heterofagia:
La Heterofagia es un proceso de digestin celular en el cual los lisosomas se
unen con vesculas de material nutritivo englobado por fagocitosis o
endocitosis. La Heterofagia digiere estructuras que provienen del exterior de la
clula. Una vez que estos sustratos hayan sido degradados son expulsados al
citosol para ser reciclados por la clula. Consiste en dos formas:
4.1.1. Endocitosis:
La Heterofagia toma parte en la nutricin celular. Consiste en la
digestin de las sustancias ingeridas por endocitosis de sustancias
que han sido degradadas previamente.
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La mayora de clulas animales se nutren va la membrana y
transporte activo. Sin embargo en algunos casos de animales ( en los
mamferos esto ocurre en los recin nacidos) las protenas no son
degradadas y son introducidas a la clula por endocitosis. stas
vacan su contenido en endosomas formando un endosoma primarios
cuyo PH es de 6.2 y contiene protenas Rab, SNARE y anexina para
la fusin de vesculas. El endosoma primario se fusiona con un
lisosoma primario y forma un lisosoma secundario. Las enzimas
lisosmicas ya tienen acceso a un sustrato. El PH acdico de los
lisosomas ayuda a desnaturalizar las prote nas hacindolas
accesibles a la accin de las hidrolasas lisosomicas.
5.1.2.Fagocitosis:
La fagocitosis solo se lleva a cabo en clulas especializadas.
Consiste en la ingestin de partculas grandes o microorganismos
enteros. La ingestin se lleva a cabo formndose una invaginacin en
la membrana formndose as el fagosoma con la ayuda de
microfilamentos y miosina I. Luego los microfilamentos se
despolimeran formndose as los microtbulos facilitndole al
fagosoma el desplazamiento hacia el centro de la clula. La Vescula
entonces Se fusiona con un lisosoma con la ayuda de las protenas
MARCKS y PKC. Estas se unen a la membrana del lisosoma hasta
aparecer al marcador LAMP 1, el cual indica la transformacin de
fagosoma a fagolisosoma resultando en un organelo que degrada la
partcula ingestada. Posteriormente se produce la absorcin en el
citoplasma. Los productos no degradados quedan en un cuerpo
rodeado de membrana que pueden ser defecados por unin de la
membrana de la vacuola a la plasmtica y libera el contenido al
exterior o bien quedan retenidos en el interior de la clula.
La fagocitosis tambin tiene un papel importante en la desintegracin
de clulas de desecho para crear espacio que puede ser ocupado por
una clula nueva.
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4.2. Autofagia
La autofagia es un proceso catablico en el cual el citoplasma,
incluyendo el exceso de organelos o aquellos deteriorados o
aberrantes, son capturados en vesculas de doble membrana
denominados fagosomas y liberados dentro de los lisosomas o
vacuola para su descomposicin y eventual reciclado de las
macromolculas resultantes. Este proceso juega un papel esencial en
la renovacin y el buen desarrollo de la clula. Durante la autofagia
se forman, como se ha dicho, vesculas de doble membrana llamadas
autofagosomas que capturan material citoplasmtico y lo transportan
hasta los compartimentos acdicos (vacuola en el caso de levaduras olisosomas en el caso de clulas de mamfero), donde son degradados
por enzimas hidrolticas. Una vez que los autofagosomas se ha
fusionado con los lisosomas, las vesculas resultantes (ya de
membrana simple) pasan a denominarse autolisosomas.
La autofagia puede ser activada no solo por la presencia de
organelos defectos sino tambin en casos de cmo cambios de
ambiente, por la falta de nutrientes (Por ejemplo una persona que
est haciendo dieta), por unainfeccin viral/bacterial o bajo
situaciones de estrs.
La autofagia tambin tiene importancia por ejemplo durante la
metamorfosis de los renacuajos cuya regresin de la cola depende de
la apoptosis y de las vacuolas autofgicas.
5. Enfermedades lisosmicas
Las enfermedades lisosmicas son enfermedades causadas por la
disfuncin de alguna enzima o por la liberacin incontrolada de
dichas enzimas en el citosol, lo que produce la lisis celular. Tambin
http://es.wikipedia.org/wiki/Catabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ves%C3%ADcula_(biolog%C3%ADa_celular)http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Autofagosoma&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Vacuolahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lisosomashttp://es.wikipedia.org/wiki/Lisosomashttp://es.wikipedia.org/wiki/Vacuolahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Autofagosoma&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Ves%C3%ADcula_(biolog%C3%ADa_celular)http://es.wikipedia.org/wiki/Catabolismo5/26/2018 Trabajo Final de Biologia 3
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existen enfermedades de almacenamiento lisosmico, este tipo de
enfermedades se deben a un error gentico en el cual alguna enzima
del lisosoma tiene actividad reducida o nula y el substrato de dicho
enzima se acumula y deposita dentro del lisosoma que aumentan de
tamao a causa del material sin digerir, lo cual interfiere con los
procesos celulares normales; algunas de estas enfermedades son:
5.1. Gota:
La gota es un tipo de artritis. Es causada por la acumulacin de acido
rico en las articulaciones. En la gota, el cido rico proveniente del
catabolismo de las purinas se produce en exceso, lo que provoca ladeposicin de cristales de urato en las articulaciones causando la
gota. Los cristales son fagocitados por las clulas y se acumulan en
los lisosomas secundarios; estos cristales provocan la rotura de
dichas vacuolas con la consiguiente liberacin de enzimas
lisosmicas en el citosol que causa la digestin de componentes
celulares, la liberacin de sustancias de la clula y la autolisis
celular.
5.1.1. Causas:
La gota es causada por el exceso de cido rico puede ser debido al
aumento de produccin de cido rico o porque los riones no
pueden eliminar el cido rico de forma adecuada. Los frmacos y
ciertos alimentos pueden elevar los niveles de cido rico y causar
ataques de gota, estos incluyen:
Alimentos como mariscos y carnes rojas;
Alcohol en exceso;
Bebidas y alimentos azucarados con alto contenido de fructosa;
algunos medicamentos:
Aspirina
Diureticos
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Immunosupresores
5.1.2. Sntomas
Lagota suele afectar solo una o pocas articulaciones como el dedo
gordo del pie, la rodilla o el tobillo. La gota comienza con un dolor
sbito que se puede describir como pulstil. La articulacin afectada
se calienta y se enrojece. Tambin puede haber fiebre. Estos ataques
pueden durar varios das.
5.1.3. Diagnstico:
Para el diagnostico apropiado se pueden realizar varias pruebas:
Anlisis del lquido sinovial: Se trata de la extraccin de un
poco de lquido sinovial con una aguja para ver si contiene
cristales de cido rico.
Anlisis del cido rico en la sangre Radiografa de la articulacin afectada
Prueba de cido rico en la orina
5.1.4. Tratamiento:
El tratamiento de la gota comienza con una alimentacin sana con
una cantidad reducida de alimentos ricos en purinas. Adems el
medico puede prescribir medicamentos como:
Medicamentos antiinflamatorios no esteroides tipo Ibuprofeno o
diclofenaco.
Los corticosteroides , como la Prednisona
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La Colchicina, que es muy eficaz contra el dolor y la
inflamacin .
Enfermedades lisosmicas por acumulacin:
Hoy en da se conocen ms de 45 enfermedades lisosomicas por
acumulacin. Estas enfermedades ocurren aproximadamente en uno
de cada 5000 nacimientos. Todas las enfermedades lisosomicas por
acumulacin son un defecto gentico en una o ms protenas
activadoras de enzimas resultando en una actividad enzimtica
deficiente. Si las enzimas no funcionan apropiadamente loselementos recibidos no podrn ser degradados en consecuencia se
van acumulando causando la mal funcin de la clula y ulteriormente
su muerte. Algunas de estas enfermedades ms comunes son:
5.2. La Enfermedad de Tay-Sachs(ETS)
Es causada por el defecto de una de las enzimas que catalizan una
etapa en la degradacin lisosmica de ganglisidos. Esto resulta en
la acumulacin de glucolpidos lo cual puede tener causas
devastadoras sobre todo al nivel de las neuronas. Esta enfermedad
suele ser detectada antes del primer ao de edad y es fatal, muchos
nios no pasan los dos aos de vida.
La enfermedad de ETS ha sido clasificada en sus formas infantil,juveni l y adu lta dependiendo de los sntomas y el tiempo en que
apareci. La forma infantil es la ms comn, empieza a desollarse en
el tero materno y los primeros sntomas suelen detectarse entre los
tres a seis meses de edad. La enfermedad suele progresar bastante
rpido. El nio afectado solo suele vivir hasta los 4 o 5 aos.
5.2.1. Sntomas:
Sordera
http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003044.htmhttp://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003044.htm5/26/2018 Trabajo Final de Biologia 3
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Disminucin en el contacto visual, ceguera
Disminucin del tono muscular.
Retraso en el desarrol lo de habilidades mentales y sociales
Demencia Aumento del reflejo de sobresalto
Irritabilidad
Apata o desgano
Prdida de las destrezas motrices
Parlisis o prdida de la funcin muscular
Convulsiones
Crecimiento lento
5.2.2. Tratamiento:
Todava se desconoce la cura para esta enfermedad, solo es posible
tratar a los sntomas para mejorar la calidad de vida del paciente.
http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003040.htmhttp://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003298.htmhttp://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000739.htmhttp://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003190.htmhttp://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003200.htmhttp://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003200.htmhttp://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003190.htmhttp://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000739.htmhttp://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003298.htmhttp://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003040.htm5/26/2018 Trabajo Final de Biologia 3
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PEROXISOMAS
.1 INTRODUCCIN:
Antes del advenimiento del ME, estos organelos eran conocidos con el nombre
de microcorpsculos o microcuerpos, fueron descubiertos en 1954 por Rohodin
en el tbulo contorneado proximal del rin de ratn. En 1967, de Duve llam
peroxisomas a los mismos orgnulos, porque intervienen en la degradacin del
perxido de hidrgeno, aunque esta no es su nica funcin.
Con el ME se han caracterizado como vesculas simples limitadas por unamembrana, con un que ranguea de 0.15 a 1.7 m.
Existen muchas clases de peroxisomas, los cuales se diferencian entre s por la
enzima o por el conjunto de enzimas presentes en su interior. Debe sealarse
que cada tipo celular posee peroxisomas que contienen una enzima o una
variedad particular de enzimas.
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Entre las enzimas ms comunes detectadas en los peroxisomas se encuentran
la catalasa, la D-aminocido oxidasa, la urato oxidasa y las responsables de la
-oxidacin de los cido grasos.
Se asemejan a los lisosomas en que contienen varias enzimas de granvariabilidad funcional; por ejemplo: las que participan en la oxidacin de los
cidos grasos de larga, sntesis de colesterol y cidos biliares en el hgado,
sntesis de plasmalgenos en la neurona, la catalasa que degrada el nocivo
perxido de hidrgeno (H2O2).
Como dato curioso, la luciferasa que genera la luz emitida por las lucirnagas
es almacenada en los peroxisomas. Todas las protenas peroxisomales estn
codificadas en el ADN nuclear y son sintetizadas en el citosol desde donde son
internalizadas a travs de la membrana del peroxisoma mediante receptores
que reconocen la secuencia de sealizacin peroxisomal. Los peroxisomas, al
igual que las mitocondrias, se reproducen por divisin del organelo
2.DEFINICIN:
Los peroxisomas son orgnulos delimitados por una membrana, que a veces
presentan inclusiones cristalinas en su interior debido a la gran cantidad de
enzimas que llegan a contener. Deben su nombre a que las primeras enzimas
que se descubrieron en su interior fueron las peroxidasas. Pero pueden existir
ms de 50 enzimas diferentes localizadas en el interior del orgnulo. Los tipos
de enzimas presentes pueden variar dependiendo del tipo celular y del estado
fisiolgico de la clula. Las rutas metablicas principales que llevan a cabo son
la -oxidacin de los cidos grasos y la eliminacin del perxido de hidrgeno
(H2O2). Son un centro de alta utilizacin de oxgeno y por tanto de procesos
oxidativos. Dos enzimas son tpicas de este orgnulo: la catalasa y el urato
oxidasa.
Las reacciones de oxidacin siguen el patrn siguiente: RH2 + O2 = R +
H2O2. El perxido de hidrgeno es una molcula altamente reactiva y por tanto
muy toxica. La catalasa permite su inactivacin mediante la siguiente reaccin:H2O2+ R-H2= R +2H2O.
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En las plantas y en los hongos la -oxidacin se lleva a cabo exclusivamente
en los peroxisomas, mientras que en las clulas animales tambin se realiza en
las mitocondrias. En las plantas, los peroxisomas tambin oxidan productos
residuales de la fijacin de CO2. A este proceso se le denomina
fotorrespiracon porque usa oxgeno y libera CO2. En las semillas, sin
embargo, su funcin es la de almacenar sustancias de reserva y durante la
germinacin transformarn los cidos grasos en azcares. A estos
peroxisomas se les llama glioxisomas, que tambin aparecen en las clulas de
los hongos filamentosos.
Es interesante resear que cuando comienza la fotosntesis, tras la aparicin
de las primeras hojas, los glioxisomas se transforman en peroxisomas de lashojas. En los tripanosomas, parsitos causantes de la malaria, existen unos
peroxisomas especializados en llevar a cabo glucolisis y se denominas
glucosomas. En conjunto, a los diferentes tipos o especializaciones de los
peroxisomas se les llama microcuerpos.
La biognesis o formacin de nuevos peroxisomas en una clula ha sido
histricamente controvertida. Imgenes tempranas de microscopa electrnica
indicaban su formacin a partir del retculo endoplasmtico. Esto era difcil
reconciliarlo con la sntesis citoslica de sus protenas, lo que llev a la idea de
que eran orgnulos autnomos como las mitocondrias y los cloroplastos. Pero
ciertos experimentos demostraron que algunas clulas que carecan
completamente de peroxisomas pueden volver a regenerarlos. Algunas
imgenes de microscopa electrnica muestran un proceso continuado de
estructuras que se van formando desde el retculo endoplasmtico como son
lamelas, retculo preperoxisomal y peroxisoma maduro (lamelas y retculoperoxisomal son compartimentos intermedios entre el retculo y el peroxisoma),
lo cual demuestra que los peroxisomas se pueden formas a partir del retculo
endoplasmatico. Sin embargo, una vez que el peroxisoma est aislado
incorpora las protenas a partir de aquellas sintetizadas en los ribosomas
citoslicos. Estas protenas tienen una secuencia seal que es reconocida por
receptores localizados en la membrana del peroxisoma. Las enzimas que van
dirigidas al interior del orgnulo son translocadas a travs de la membrana.Todas las protenas incorporadas a los peroxisomas muestran los mismos
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pptidos seal: PTS1 o PTS2 (peroxisome target sequence). Los peroxisomas,
a pesar de que pueden formarse desde el retculo, tienen la capacidad de
dividirse mediante su crecimiento y estrangulamiento. Esto ocurre
fundamentalmente durante la divisin celular. El proceso es llevado a cabo por
el citoesqueleto y por protenas motoras, ayudados por puntos de anclaje a
ciertos lugares de la clula.
3 MORFOLOGA DE LOS PEROXISOMAS:
3.1 ESTRUCTURA Y COMPOSICIN:
Los peroxisomas son orgnulos ovoides, separados unos de otros. Estn
limitados por una membrana, la membrana peroxismica, y contienen una
matriz homognea, un nucleooide y una placa marginal.
tadas por una membrana
sencilla que usualmente contienen una fina matriz granular
y s enzimas oxidativas.
El aislamiento es difcil porque:
Su membrana es muy frgil y hay que hacer un homogeneizado suave.
Su densidad es parecida a la de los lisosomas.
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Estn en baja proporcin y hace falta mucho material biolgico.
Se usan dos tcnicas:
a) Modificar la densidad de los lisosomas:Al inyectar una sustancia que se capture por endocitosis y pase a los
lisosomas secundarios.
b) Aumentar el nmero de peroxisomas:
Al tratar al animal con sustancias que bajen la tasa de triglicridos y
colesterol en sangre. Estos lpidos pasan a las clulas y son
metabolizados en los peroxisomas.
La membrana tiene de 6 a 8 nm y a veces se contina con el REL. Contiene:
30% de lpidos y 70% de protenas. En la membrana hay transportadores de
electrones: Cyt b5 y su reductasa.
TIPOS DE PEROXISOMAS:
1. PEROXISOMA: 0.5-1.7 micras de dimetro. Contiene un:
a) Elemento constante: membrana y matriz.
b) Elemento inconstante: En los primates, no existe el nucleoide, y la placa
marginal es discontinua
Nucleoide: actividad de urato oxidasa (uricasa).
Placa marginal en la periferia.
2. MICROPEROXISOMAS:0.15-0.25 micras de dimetro.
Membrana como la del REL y est en continuidad con ella.
Contiene tbulos y fibrillas y no contiene nucleoide y placa marginal.
Estn en alta proporcin en las clulas que sintetizan esteroides.
EQUIPO ENZIMTICO:
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Enzimas oxidativas: utilizan el oxgeno molecular para oxidar a los
sustratos. Liberan perxido de hidrgeno como metabolitos secundario,
que es degradado por la catalasa.
Catalasa: es la enzima ms abundante (40% del total). Transforma el
perxido de hidrgeno en agua y oxgeno.
Peroxidasa: Descompone el perxido de hidrgeno y oxida a un
sustrato.
Enzimas que degradan los cidos grasos en un proceso anlogo a la
beta oxidacin, hasta AcCoA. Los electrones captados son cedidos al
Cyt b5.
D-aa-oxidasas flavnicas (desaminacin oxidativa).
Enzimas que degradan el cido rico
SUSTRATO ENZIMA PRODUCTO
cido rico Uricasa Alantoina
Alantona Alantoinasa cido alantoico
cido alantoico Alantoicasa Urea + cido glioxlico
Urea Ureasa Agua + amonio
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3.2 MEMBRANA PEROXISMICA:
La membrana peroxismica limita la periferia del peroxisoma. Presenta ungrosor de entre 6 y 8 nm, y es solo morfolgicamente semejante a la del REL.
Sus protenas de membrana y enzimas se ensamblan en ribosomas libres
(polirribosomas libres).
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micrografa electrnica de una clula heptica coloreada
inmunocitoqumicamente para localizar la catalasa en los peroxisomas (P). Se
observan varias mitocondrias.
3.3 MATRIZ:
Es moderadamente densa a los electrones, y a veces contiene unos filamentos
ramificados de entre 4 y 4.5 nm de dimetro.
3.4 NUCLEOIDE:
El nucleoide es una formacin de estructura cristaloide que contiene uricasa y
ocupa el centro de los peroxisomas d muchas especias animales y vegetales;
no se encuentra en los primates y por ende tampoco en los humanos, pues en
ellos el cido rico que se produce en el catabolismo de las purinas es
eliminado en vez de ser degradado.
El nucleoide es, a menudo, el resultado de la unin de tbulos primarios la cual
forma su unidad estructural. Dicha unidad se asocia a otros tbulos primarios
formndose as estructuras poli o mulltitubulares.
As en los nucleoides de los peroxisomas de hgado de rata los tbulos
primarios tiene una luz central entre 3 y 4.5nm de dimetro y una pared de4nm
de grosor. Estos tbulos primarios se agrupan en fascculos y constituyen un
tbulo secundario cuya pared est formado por 10 tbulos primarios, la luz de
este tbulo secundario tiene un dimetro de entre 9.5 y 11.5nm.
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Nucleoide
3.5 PLACA MARGINAL:
La placa marginal es plana lineal, con un grosor de 8.5nm (es ms gruesa que
la membrana del peroxisoma) y se caracteriza por su homogeneidad y por sudensidad al ME. Esta placa est separada de la membrana del peroxisoma por
un espacio estrecho y de baja densidad al ME; se encuentra en los
peroxisomas de las clulas del hgado y del rin de numerosos primates y
otros animales.
3.6 DISPOSICIN EN UNA RED DE CANALCULOS:
Se observan unos canalculos muy finos que asocian a los peroxisomas entre
s. Esta red es totalmente independiente del RE. Los canalculos y los
peroxisomas tiene las mimas funciones.
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NOTA: En la especie humana los peroxisomas tiene una matriz homognea,
no poseen uricasa (ausencia del nucleoide) y raramente presenta placa
marginal. Loa peroxisomas constituyen una red de canalculos independientes
del RE.
4 ORGANIZACIN MOLECULAR DE LOS PEROXISOMAS:
La frgil membrana de los peroxisomas est formada por un 30% de lpidos y
un 70% de protenas. Es particularmente fluida gracias a su pobreza en
colesterol. Contienen transportadores de electrones como citocromo P -450,
citocromo b5, enzimas que intervienen en el metabolismo de los lpidos,
oxireductasas y peroxinas.
4.1 PEROXINAS DE LA MEMBRANA (PEX, PMP, IMP):
Las peroxinas engloban protenas no glucosiladas. El PEX designa un conjunto
de protenas: las de la membrana peroxismica, las importadas a la matrizperoxismica, las portadoras de protenas dirigidas a los peroxisomas, las de
anclaje, las controladoras de la proliferacin peroxismica y las de
translocacin de las molculas destinadas a los peroxisomas. Por tanto, no
todas las peroxinas se encuentran en los peroxisomas.
TIPOS DE PEX:
a) PEX2p:Es una protena intrnseca de 35kD, aislada a partir de lasclulas ovricas de hmster y luego clonada y secuenciada;
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presenta un alto grado de homologa con PAF-1(factor de
ensamblaje peroxismico) de origen humano. Es sintetizada por
los ribosomas libres, transportada y despus insertada en la
membrana peroxismica.
b) PEX3p:E s una protena de membrana que no tiene equivalente
conocido en especie humana. Estas protenas se ancan en la
membrana peroxismica por el extremo aminoterminal, mientras
que el resto de la molcula queda expuesta en el citosol.
c) PEX4p:Es una de las enzimas que conjuga la ubiquilina.
d) PEX9p:Es una protena de membrana.
e) PEX10p y PEX12p: Son protenas que se unen al zn
f) PEX11:Es un receptor nuclear de proliferadores peroxismicos
g) PEX13p:Es una protena que contiene un dominio de interaccin
protena/ protena de tipo SH3 y que solo interviene en el anclaje
del PEX5p.
h) PEX14:Es una protena de anclaje de PEX5p y PEX7p.
4.2 FUNCIONES DE LAS ENZIMAS DE MEMBRANA:
a) TRANSLOCACIN:
Las peroxinas implicadas en el mecanismo de translocacin, PEX1 y PEX6,
pertenecen a la superfamilia de los transportadores ABC. Son ATPasas.