Funciones de los peroxisomas

De Wikillerato

Los peroxisomas contienen al menos 50 enzimas oxidativas diferentes, que están implicadas en diversas rutas bioquímicas en diferentes tipos de células. Son pues los orgánulos celulares en los que se llevan a cabo diferentes tipos de reacciones oxidativas. Diversos subtratos se degradan mediante estas reacciones oxidativas en los peroxisomas, incluyendo ácido úrico, aminoácios y ácidos grasos. La oxidación de los ácidos grasos es un ejemplo especialmente importante ya que proporcionauna fuente pricipal de energía metabólica. En las células animales los ácidos grasos se oxidan tanto en los peroxisomas como en las mitocondrias, pero en levaduras y en las plantas la oxidación de los ácidos grasos está restringida a los peroxisomas.

.- Oxidación de ácidos grasos

En contraste a la beta-oxidación de ácidos grasos en mitocondia de las células animales, la cual produce CO2, y está acoplada a la producción de ATP (pues la mitocodria tiene la cadena de transporte electrónico y la ATP sintetasa de la que carecen los peroxisomas). La energia de la la peroxidación de lípidos produce acetilos (en forma de acetil-coA), parte de la energía es convertida en calor y no está ligada a la producción de ATP y los grupos acetilo son transpotados al citosol donde son utilizados para síntesis de glúcidos, colesterol y otros metabolitos.

En las células vegetales la oxidación de los ácidos grasos se lleva a cabo exlusivamente en los perosixomas. El papel biológico de la oxidación en estos orgánulos es principalmente el almacenamiento de lípidos principalmente para producir precursores biosintéticos no energía en forma de ATP. Los peroxisomas en las semillas son responsables de convertirlos ácidos grasos almacenados, en glúcidos (carbohidratos,) aspecto que es crítico para convertir energía y materia prima para el desarrollo de la planta. Durante la germinación se liberan los ácidos grasos de los tiglicerifdos almacenados en los glioxisomas,siendos activados con la coenzima CoA y oxidados en los glioxisomas por un proceso en cuatro etapas, similar a la beta oxidación de los ácidos grasos en la mitocondria que degrada el ácidograso-CoA en un ácido graso de dos carbonos menos y um grupo acetil-CoA es producido. El acetil-CoA producido en la oxidación es convertido via el ciclo de Glioxilato en precursores de cuatro carbonos para la gluconeogenesis convertidolo en glucosa, sacarosa y un variedad de metabolitos esenciales.

El ciclo del Glioxilato es una serie de reacciones bioquímicas que constituyen una variante de ciclo de Krebs, (debido a este hecho los peroxisomas que tienen lugar ese ciclo se denominan glioxisomas). Como sucede en el ciclo de ácido cítrico el acetil-coA, se combina con el oxalacetato para producir citrato, que es convertido en isocitrato. Sin embargo, en lugar de de ser degradado a CO2 y alfa-cetoglutarato, el isocitrato pasa a succinatoy glioxilato. El glioxilato reacciona a continuación con otra molécula de acetilcoA para generar malato, que es covertido en oxalacetato y utilizado en la síntesis de glucosa.

Los gliosisomas como en cualquier peroxisoma contiene también catalasa que convierte el producto peróxido de hidrógeno H202 producido durante la oxidación del ácido graso a partir de oxigeno molecular (O2)en H2O y O2.

.- Los peroxisomas de las plantas realizan también otra función importante: la fotorespiración

La fotorespiración que se dá en los peroxisomas de las células vegetales sirve para metabolizar un producto derivado de la fotosíntesis. En la fotosíntesis el CO2 (dióxido de carbono) es convertido a glúcidos (carbohidratos) en una serie de reacciones bioquímicas que ocurre en la fase oscura de la fotosíntesis denominadas ciclo de Calvin. El primer paso en ese ciclo es la adicción de CO2 al azúcar de cinco carbonos ribulosa 1,5 bifosfato, que da lugar a dos moléculas de 3-fosfoglicerato (cada una de tres átomos de carbono). Sin embargo, la enzima responsable de catalizar esa reacción (ribulosa bifofato carboxilasa o RUBISCO) algunas veces cataliza la adicción a la ribulosa 1,5 bifosfato de una molécula de O2 en lugar de CO2, produciendo una molécula de 3-fosfoclicerato y una molécula de fosfoglicolato de dos carbonos). Esta es una reacción secundaria y el fosfoglicolato no es un metabolito útil. En el cloroplasto el fosfoglicolato es convertido en glicolato y después es transferido a los peroxisomas donde se oxida y se convierte en glicina. La glicina se transfiere a las mitocondrias donde dos moléculas de glicina son convertidas en una molécula de serina con la pérdida de CO2 y NH3. La serina es devuelta a continuación a los peroxisomas, donde es convertida en glicerato. Finalmente el glicerato retorna a los cloroplastos, donde se reintroduce en el ciclo de Calvin. Por lo tanto , los peroxisomas desempeñan un papel importante al permitir que la mayor parte del carbono presente en el glicolato sea recuperado y utilizado La fotorespiración no parece que sea beneficiosa para la planta, ya que esencialmente es el proceso opuesto a la fotosíntesis se consume O2 y se libera CO2 sin obtener nada de energía metabólica en forma de ATP. Sin embargo, la incorporación ocasional de O2 en lugar de CO2 parece ser una característica intrínseca inherente a la actividad enzimática de la RUBISCO, por lo que la fotorespiración suele acompañar a la fotosíntesis.

Además deproporcionar un compartimento para las reacciones de oxidación, los peroxisomas intervienen en la biosíntesis de lípidos. En las células el colesterol y el dolicol se sintetizan en los peroxisomas y en el RE.