Es una diapositiva esencial en biologia molecular correspondientes a peroxisomas y lisosomas.

1. Lisosomas y
peroxisomas

3. Peroxisomas

5. Los peroxisomas son organoides esféricos, limitados
por una membrana, de diámetro variable 0,2-1,5 micras
, se encuentran en todas las células, excepto en los
eritrocitos, siendo más numerosos en las
y hepáticas. En el interior de algunos peroxisomas
pueden observarse estructuras cristalinas (nucleoide)

6. Los humanos poseen niveles más altos de ácido úrico que la mayoría de
los otros mamíferos, pues estos últimos poseen una enzima llamada
uricasa o urato oxidasa que metaboliza al ácido úrico circulante,
produciendo alantoína que finalmente se elimina por la orina. El gen
que codifica para la uricasa es inactivo en humanos y primates. De
hecho, se piensa que su inactivación ocurrió en la época del mioceno (8
a 20 millones de años atrás), mediante la mutación en la región
promotora de este gen, conduciendo a la pérdida de su actividad.
Diversos estudios han sugerido que esta mutación ha conferido una
ventaja de sobrevivencia a los humanos y primates, pues se postula que
se logra mantener la presión sanguínea en ambientes carentes de sal.
Otra hipótesis es que un aumento del ácido úrico por esta mutación,
permitió incrementar la inteligencia a través de propiedades de
estimulación cerebral que tendría el ácido úrico

13. Tienen una vida media de aproximadamente 4 días y medio,
y se destruyen por autofagía. Aunque morfológicamente son
similares a los lisosomas, están constituidos por proteinas
que se sintetizan en los poliribosomas libres del citosol , se
mantienen desplegadas por las chaperonas hsp 70 y son
conducidas selectivamente a los peroxisomas debido a que
poseen un péptido señal específico que es reconocido por
receptores situados en la membrana del organoide. Aunque
no contienen su propio genoma, son similares a las
mitocondrias en cuanto a que se replican por fisión binaria.

15. En su interior posee numerosas enzimas oxidantes(
alrededor de 40) que intervienen en diferentes reacciones
metabólicas, destacándose su contenido en peroxidasa o
catalasa, enzima que desdobla al agua oxigenada, que es
tóxica para la célula. Esta enzima también degrada al agua
oxigenada producida fuera de los peroxisomas,
especialmente la que se genera en las mitocondrias, en el
retículo endoplasmático y en el citosol. Los peroxisomas
también participan en el metabolismo de los lípidos,
generando energía térmica, en lugar de ATP y en el
catabolismo de las purinas.

17. El oxígeno (O2) es necesario para la vida de la mayoría de los seres vivos,
ya que actúa en la respiración mitocondrial como aceptor final de 4
electrones, dando lugar a 2 moléculas de agua y la formación de ATP1.
Cuando la reducción del O2 es parcial, se generan especies reactivas de
oxígeno (ERO) y radicales libres. De este modo, cuando el O2 capta un
electrón, se produce el radical anión superóxido (O2
.-), que puede dar
lugar a peróxido de hidrógeno (H2O2) y al radical hidroxilo (OH.)3. Otro
radical es el óxido nítrico (NO), que al reaccionar con el O2, forma
especies reactivas de nitrógeno y oxígeno (ERNO) como el anhídrido
nitroso (N2O3) y el peroxinitrito (ONOO-).

18. A bajas concentraciones, el NO actúa como un regulador
esencial de la presión sanguínea, como protector cardiovascular,
como inhibidor de la agregación plaquetaria y también en la
adhesión leucocitaria; sin embargo, resulta perjudicial a niveles
elevados, ya que afecta el funcionamiento celular mediante la
oxidación de proteínas, activa al factor nuclear kappa-B (NF-kB) y
actúa como mediador de inflamación induciendo a la
ciclooxigenasa (COX), además de estar involucrado en la
apoptosis neuronal, entre otras efectos

19. ¿Qué es un antioxidante? Un antioxidante puede ser definido, en el
sentido más amplio de la palabra, como cualquier molécula capaz de
prevenir o retardar la oxidación (pérdida de uno o más electrones) de
otras moléculas, generalmente sustratos biológicos como lípidos,
proteínas o ácidos nucléicos. La oxidación de tales sustratos suele ser
iniciada por dos tipos de especies reactivas: 1) los radicales libres (vide
infra), y 2) aquellas especies que sin ser radicales libres, llamadas pro-
oxidantes, son suficientemente reactivas para inducir la oxidación de
sustratos como los antes mencionados. En su conjunto, los radicales
libres y los pro-oxidantes constituyen lo que generalmente llamamos
ROS (v.i.).

21. La producción de ERO se da a nivel subcelular en las mitocondrias,
lisosomas, peroxisomas, membrana nuclear y en el citoplasma de
diversas células

22. ¿Cómo se pueden clasificar los antioxidantes? La protección de
los sustratos biológicos promovida por la mayor parte de los
antioxidantes involucra su interacción directa con especies
reactivas. Sin embargo, es posible distinguir también otros
mecanismos a través de los cuales los antioxidantes activamente
contribuyen a prevenir o retardar la oxidación de un sustrato
biológico.

23. Si bien existen diversas formas para clasificar a los antioxidantes, desde una
perspectiva de su origen y presencia en el organismo, es posible distinguir
entre aquellos que son normalmente bio-sintetizados por el organismo, y
aquellos que ingresan a éste a través de la dieta. Entre los primeros se
encuentran:
i) los antioxidantes enzimáticos, como: superóxido dismutasa, catalasa,
glutatión peroxidasa, glutatión S-transferasas, Hemo-oxigenasa I, NAD(P)H-
Quinona oxido-reductasa I, tioredoxina-reductasas, sulfóxido-metionina-
reductasas, y
ii) los antioxidantes no-enzimáticos, como glutatión, ácido úrico, ácido
dihidrolipoico reducido, metalotioneína, ubiquinol (o Co-enzima Q reducida)
y melatonina.

24. Respecto a los antioxidantes que ingresan al organismo sólo a través
de la dieta, estos se clasifican, esencialmente, en:
i) vitaminas-antioxidantes, como el ácido ascórbico (o vitamina C),
alfa-tocoferol (o vitamina E) y beta-caroteno (o pro-vitamina A),
ii) carotenoides (como luteína, zeaxantina y licopeno),
iii) polifenoles, clasificados como flavonoides y no-flavonoides, y

26. La biosíntesis de la penicilina en los hongos del género Penicillium
sucede en el peroxisoma

34. LISOSOMAS
Los lisosomas son orgánulos digestivos descubiertos
sólo después de haber usado procedimientos
histoquímicos para detectar enzimas lisosómicas.
Demostrándose que contienen gran cantidad de
enzimas hidrolíticas en su interior como proteasas,
nucleasas, glucosidasas, lipasas y fosfolipasas, las
mismas son sintetizadas en el RER y se clasifican en el
aparato de Golgi en base a su capacidad de unión a los
receptores M-6-P.

37. Un lisosoma representa un compartimento digestivo principal en
la célula que degrada macromoléculas derivadas de los
mecanismos endocíticos, así como de la célula misma en un
proceso conocido como autofagia. Pueden identificarse en
secciones de tejidos mediante tinción citoquímica para fosfatasa
ácida; rodeados de una sola membrana que posee proteínas
especiales con una capa sustancial de moléculas de azúcar en el
lado luminal; los azúcares los protegen de la cincuentena de
tipos de hidrolasas ácidas alojadas en este organelo.

38. En la actualidad, es de mayor aceptación que los
lisosomas se forman en una serie compleja de
mecanismos que convergen en los endosomas tardíos,
transformándolos en lisosomas. Estos mecanismos son
responsables de la entrega dirigida de las enzimas
lisosómicas neosintetizadas y de las proteínas
estructuradas de la membrana lisosómica a los
endosomas tempranos y tardíos.

39. Los lisosomas se forman cuando el material secuestrado se fusiona
con un endosoma tardío y empieza la degradación enzimática.

40.  Endosomas tempranos. Son vesículas irregulares situadas cerca de la
periferia de la célula, tienen una estructura tubulovesicular, su luz se
subdivide en cisternas que están separadas por la invaginación de su
membrana y se forman a partir de la vía endocítica mediada por receptor
por lo que también se conocen como compartimiento para el
desacoplamiento de receptores y ligandos; su medio interno se conserva
ácido (pH < 6) gracias a bombas protónicas impulsadas por ATP , esta
acidez ayuda al desacoplamiento de receptores y ligandos; los receptores
retornan a la membrana plasmática y los ligandos se trasladan en vesículas
a un endosoma tardío.

41. Endosomas tardíos. Son vesículas que tienen una función clave
en distintas vías lisosómicas y a veces se les denomina
compartimiento intermedio. Poseen una estructura más
compleja y con frecuencia exhiben membranas internas con
aspecto de cebolla. Contienen un medio más ácido que los
endosomas tempranos con un pH < 5.5, están situados en partes
profundas de la célula, reciben ligandos vía transporte
microtubular a través de los cuerpos multivesiculares desde
endosomas tempranos.

43. Los endosomas tardíos contienen tanto proenzimas lisosómicas
(hidrolasas ácidas inactivas) así como proteínas de membrana
lisosómicas; éstas se forman en el RER como proenzimas, son
transportadas al aparato de Golgi para su procesamiento, y se
entregan en vesículas separadas a estos endosomas debido a la
presencia de manosa- 6-fosfato (M-6-P). Tanto los endosomas
tempranos como tardíos son organelos cuyas membranas
poseen receptores de M-6-P. de esta manera es que reciben las
enzimas lisosómicas destinadas a ellos.

44. Cuando los endosomas tardíos han recibido un juego
completo de enzimas lisosómicas, empiezan a degradar
sus ligandos, y a partir de este momento pasan a
denominarse lisosomas. Una vez formados los mismos
se clasificarán en función del material reconocible que
contienen; el término lisosoma hace referencia a todos
ellos en general.

46. Las partículas extracelulares grandes, como
bacterias, detritos celulares y otros materiales
extraños son engullidos en el proceso de
fagocitosis. Un fagosoma recibe posteriormente
enzimas hidrolíticas para convertirse en un
endosoma tardío, el que madura hasta
convertirse en un lisosoma que recibe el nombre
de fagolisosoma.

48. Las partículas extracelulares pequeñas, como proteínas
extracelulares, proteínas de la membrana plasmática y
complejos ligando–receptor se incorporan por
pinocitosis y endocitosis mediada por receptores. Estas
partículas siguen la vía endocítica a través de los
compartimentos endosómicos temprano y tardío y,
finalmente, se degradan en lisosomas

50. Las partículas intracelulares, como organitos envejecidos a dañados u otros son
aislados de la matriz citoplasmática por las membranas del retículo
endoplásmico, transportadas hacia los lisosomas y degradadas, obteniéndose un
autofagolisosoma.

51. Se han identificado muchas anomalías genéticas en personas
con mutaciones en un gen codificador de proteínas lisosómicas,
que conducen a un fallo en la degradación del material y por
tanto a trastornos patológicos en el organismo. Estas
enfermedades se denominan enfermedades por
almacenamiento lisosómico (LSD) y se caracterizan por
lisosomas disfuncionales. En la mayoría de los casos, la proteína
defectuosa es una enzima hidrolítica o su cofactor; con menos
frecuencia, el defecto se halla en las proteínas de la membrana
lisosómica o en proteínas que intervienen en la clasificación,
envío y transporte de las proteínas lisosómicas.

52.  Además, reconociendo que había una comprensión
limitada de la historia natural, de la progresión de las
enfermedades y de los resultados clínicos en el
mundo real de los LSD raros, una asociación
colaborativa fue pionera hace 30 años para corregir
estas lagunas. Los registros de las enfermedades
raras (RDR, por sus siglas en inglés) gaucher, Fabry,
mucopolisacaridosis tipo I y pompe representan la
base de datos de observación más grande para estos
LSD.

53. Glucogenosis
 Las glucogenosis (GSD) en su conjunto son revisadas en otra actualización
de esta unidad temática. Las dos que cursan con un depósito de
glucógeno en los lisosomas son la GSD tipo II o enfermedad de Pompe y
la GSD IIb o enfermedad de Danon.
 La enfermedad de Pompe está causada por el déficit de la enzima α-
glucosidasa (maltasa ácida) de lisosoma con un patrón hereditario
autosómico recesivo. Hay un continuo en los fenotipos clínicos, desde la
forma clásica o infantil (hipotonía y debilidad