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7.4C: Lisosomas, peroxisomas, vacuolas y vesículas - Biología

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Objetivos de aprendizaje

  1. Describa la estructura e indique la función de lo siguiente:
    1. lisosomas
    2. peroxisomas
    3. proteasomas
    4. vacuolas

Las células eucariotas contienen una variedad de orgánulos internos unidos a la membrana que no forman parte del sistema de endomembranas. Estos incluyen mitocondrias, cloroplastos, lisosomas, peroxisomas, vacuolas y vesículas. Ahora veremos lisosomas, peroxisomas, vacuolas y vesículas.

Lisosomas

Los lisosomas, sintetizados por el retículo endoplásmico y el complejo de Golgi, son esferas encerradas en membranas que suelen tener unos 500 nanómetros de diámetro que contienen potentes enzimas digestivas. Funcionan para digerir los materiales que ingresan por endocitosis. Las enzimas se denominan hidrolasas ácidas porque funcionan mejor a un pH ligeramente ácido, mantenido mediante el bombeo de protones al lisosoma. Durante la endocitosis, la membrana citoplásmica se invagina y se pellizca colocando el material ingerido en una vesícula o vacuola llamada endosoma. Los lisosomas primarios se fusionan con el endosoma formando un lisosoma secundario donde se digieren los materiales que contiene.

Figura ( PageIndex {4} ) C.1: Estructura del lisosoma. de lumoreno (vía Wikipedia)

Peroxisoma

Los peroxisomas son orgánulos unidos a la membrana que contienen una variedad de enzimas que catalizan una variedad de reacciones metabólicas.

Figura ( PageIndex {3} ). 2.5: Peroxisoma. Los peroxisomas son orgánulos unidos a la membrana que contienen una gran cantidad de enzimas para desintoxicar las sustancias nocivas y el metabolismo de los lípidos.

Proteasoma

Los proteasomas son complejos cilíndricos que utilizan ATP para digerir proteínas en péptidos. (def) y desempeñan un papel fundamental para permitir que el cuerpo elimine las células infectadas y las células cancerosas durante la inmunidad adaptativa.

Vacuolas y vesículas

Las vacuolas son grandes sacos membranosos; las vesículas son más pequeñas. Las vacuolas (ver Figura ( PageIndex {32} ) A) se utilizan a menudo para almacenar materiales utilizados para la producción de energía, como almidón, grasa o glucógeno. Las células vegetales a menudo contienen grandes vacuolas llenas de agua. Las vacuolas y vesículas también transportan materiales dentro de la célula y se forman alrededor de partículas que ingresan por endocitosis. (def).

Resumen

  1. Los lisosomas, sintetizados por el retículo endoplásmico y el complejo de Golgi, son esferas encerradas en membranas que suelen tener unos 500 nanómetros de diámetro que contienen poderosas enzimas digestivas que funcionan para digerir los materiales que ingresan por endocitosis.
  2. Los peroxisomas son orgánulos unidos a la membrana que contienen una variedad de enzimas que catalizan una variedad de reacciones metabólicas.
  3. Los proteasomas son complejos cilíndricos que utilizan ATP para digerir proteínas en péptidos y desempeñan un papel fundamental para permitir que el cuerpo elimine las células infectadas y las células cancerosas durante la inmunidad adaptativa.
  4. Las vacuolas son grandes sacos membranosos; las vesículas son más pequeñas. Las vacuolas se utilizan a menudo para almacenar materiales utilizados para la producción de energía, como almidón, grasa o glucógeno. Las vacuolas y vesículas también transportan materiales dentro de la célula y se forman alrededor de partículas que ingresan por endocitosis.

Preguntas

Estudie el material de esta sección y luego escriba las respuestas a estas preguntas. No se limite a hacer clic en las respuestas y escribirlas. Esto no pondrá a prueba su comprensión de este tutorial.

  1. Une el siguiente:

    _____ Complejos cilíndricos que utilizan ATP para digerir proteínas en péptidos. (ans)

    _____ Esferas encerradas por membranas que contienen poderosas enzimas digestivas para digerir los materiales que ingresan por endocitosis. (ans)

    _____ Esferas grandes encerradas en una membrana que a menudo se utilizan para almacenar agua o materiales utilizados para la producción de energía, como almidón, grasa o glucógeno. (ans)

    _____ Orgánulos unidos a membranas que contienen una variedad de enzimas que catalizan una variedad de reacciones metabólicas. (ans)

    1. lisosomas
    2. peroxisomas
    3. proteasomas
    4. vacuolas
    5. vesículas

Peroxisomas: otro paquete de enzimas

Hay muchas formas en las que peroxisomas son similares a los lisosomas. Son pequeñas vesículas que se encuentran alrededor de la célula. Tienen una sola membrana que contiene enzimas digestivas para descomponer los materiales tóxicos en la célula. Se diferencian de los lisosomas en el tipo de enzima que contienen. Los peroxisomas se aferran a las enzimas que requieren oxígeno (enzimas oxidativas). Los lisosomas tienen enzimas que funcionan en áreas pobres en oxígeno y con un pH más bajo.

Los peroxisomas absorben los nutrientes que la célula ha adquirido. Son muy conocidos por digerir ácidos grasos. También juegan un papel en la forma en que los organismos digieren. alcohol (etanol). Debido a que hacen ese trabajo, es de esperar que las células del hígado tengan más peroxisomas que la mayoría de las otras células del cuerpo humano. También juegan un papel en la síntesis de colesterol y la digestión de aminoácidos.


Lisosomas y peroxisomas

Los lisosomas son el sistema de eliminación de basura de las células. Degradan los productos de la ingestión, como la bacteria que ha sido absorbida por fagocitosis que se ve en la caricatura anterior. Una vez que la bacteria está encerrada en una vacuola, las vesículas que contienen enzimas lisosomales (a veces llamadas lisosomas primarios) se fusionan con ella. El pH se vuelve más ácido y esto activa las enzimas. La vacuola se convierte así en un lisosoma secundario y degrada la bacteria.

Los lisosomas también degradan orgánulos desgastados como las mitocondrias. En esta caricatura, una sección de retículo endoplásmico rugoso se envuelve alrededor de una mitocondria y forma una vacuola. Luego, las vesículas que transportan enzimas lisosomales se fusionan con la vesícula y la vacuola se convierte en un lisosoma secundario activo.

Una tercera función de los lisosomas es manejar los productos de la endocitosis mediada por receptores, como el receptor, el ligando y la membrana asociada. En este caso, la coalescencia temprana de vesículas que traen el receptor y el ligando produce un endosoma. Luego, la introducción de enzimas lisosomales y el pH más bajo provocan la liberación y degradación del contenido. Esto se puede utilizar para reciclar el receptor y otros componentes de la membrana. Consulte la página web sobre endocitosis mediada por receptores para obtener más información.

Los lisosomas transportan hidrolasas que degradan nucleótidos, proteínas, lípidos, fosfolípidos y también eliminan los grupos carbohidrato, sulfato o fosfato de las moléculas. Las hidrolasas son activas a un pH ácido, lo cual es una suerte porque si se escapan del lisosoma, no es probable que causen daño (a un pH de 7,2) a menos que la célula se haya vuelto ácida. Una ATPasa de iones de hidrógeno se encuentra en la membrana de los lisosomas para acidificar el medio ambiente.


La morfología lisosomal varía con el estado de la célula y su grado de actividad degradante. Los lisosomas tienen trozos de membranas, vacuolas, gránulos y partes de mitocondrias en su interior. Los fagolisosomas pueden tener partes de bacterias o la célula que ha ingerido. Esta micrografía electrónica muestra lisosomas secundarios típicos. Se han detectado mediante marcaje citoquímico para fosfatasa ácida. Este es un buen marcador de lisosomas. Recordemos que también se utiliza como marcador para las cisternas de Trans Golgi.

El complejo de Golgi clasifica la enzima lisosomal en la región Trans. Se recibe del retículo endoplásmico rugoso (RER en esta caricatura) en la región cis.

Allí tiene un radical fosfato unido al residuo de manosa. Este fosfato de manosa-6 forma una señal de clasificación que se mueve a través de las cisternas hasta la región trans, donde se une a un receptor específico. Una vez que se une al receptor, comienza a brotar y se forma una "jaula" o "capa" de clatrina alrededor de la yema (para fortalecerla). Se aleja para fusionarse con un lisosoma en desarrollo (como las vacuolas que se ven en la figura anterior). Este lisosoma contiene una bomba de iones de hidrógeno en su superficie. La bomba actúa para acidificar el medio ambiente dentro del lisosoma. Esto elimina el fosfato y disocia la hidrolasa del receptor. Luego, el receptor se recicla de nuevo al complejo de Golgi.

En realidad, los lisosomas pueden detectarse mediante tintes indicadores de pH. Esta fotografía muestra tintes que indican diferentes pH con diferentes colores. Los lisosomas rojos (pH 5,0) son probablemente lisosomas típicos. Los lisosomas azul y verde son probablemente endosomas. Este cambio se puede detectar si se une un ligando a la fluoresceína. La fluoresceína no emitirá fluorescencia a pH inferiores a 6,0. Por lo tanto, se puede seguir la entrada del complejo receptor-ligando y luego ver desaparecer la fluorescencia a medida que se acidifica el endosoma que contiene el complejo.

Por qué los peroxisomas no son como los lisosomas.

Los peroxisomas son orgánulos que contienen enzimas oxidativas, como D-aminoácido oxidasa, ureato oxidasa y catalasa. Pueden parecerse a un lisosoma, sin embargo, no se forman en el complejo de Golgi. Los peroxisomas se distinguen por una estructura cristalina dentro de un saco que también contiene material gris amorfo. Son autorreplicantes, como las mitocondrias. Los componentes se acumulan en un sitio determinado y pueden ensamblarse en un peroxisoma. Pueden parecer gránulos de almacenamiento, sin embargo, no se forman de la misma manera que los gránulos de almacenamiento. También se agrandan y brotan para producir nuevos peroxisomas.

Los peroxisomas funcionan para eliminar del cuerpo sustancias tóxicas como el peróxido de hidrógeno u otros metabolitos. Son un sitio importante de utilización de oxígeno y son numerosos en el hígado, donde se van a acumular subproductos tóxicos.


¿Qué son las vesículas y cómo funcionan?

Las vesículas son pequeños sacos que transportan material dentro o fuera de la célula. Hay varios tipos de vesículas, incluidas las de transporte, las secretoras y los lisosomas.

Este artículo se centrará en las funciones de las vesículas y los diferentes tipos que están presentes dentro del cuerpo.

Share on Pinterest Aunque todas las vesículas (incluidos los lisosomas, que se muestran aquí en rojo) transportan material, cada tipo tiene un papel especializado para un proceso biológico.

Una vesícula es una estructura autónoma que consta de líquido o gas rodeado y encerrado por una membrana externa llamada bicapa lipídica. Está formado por cabezas hidrófilas y colas hidrófobas que se agrupan.

Pensar en una vesícula como una pequeña burbuja que almacena y transporta materiales puede ayudar a las personas a tener una idea de cómo se ven y funcionan dentro de una célula.

Cada tipo de vesícula tiene una función diferente y son necesarias vesículas diferentes para diferentes procesos biológicos.

Las vesículas pueden ayudar a transportar los materiales que un organismo necesita para sobrevivir y reciclar los materiales de desecho. También pueden absorber y destruir sustancias tóxicas y patógenos para prevenir el daño celular y la infección.

Aunque son similares a las vacuolas, que también almacenan materiales, las vesículas tienen sus propias funciones y habilidades únicas. Por ejemplo, pueden fusionarse con las membranas de otras células para llevar a cabo una función específica, como descomponer otra célula.

Las vesículas también ayudan a almacenar y transportar materiales como proteínas, enzimas, hormonas y neurotransmisores. Son una parte pequeña pero esencial de los sistemas y procesos biológicos como:

Las vesículas pueden realizar muchas funciones en los organismos. Hay cinco tipos principales de vesículas y cada una tiene su propia función.

Obtenga más información sobre los tipos de vesículas a continuación.

Vesículas de transporte

Las vesículas de transporte ayudan a mover materiales, como proteínas y otras moléculas, de una parte de una célula a otra.

Cuando una célula produce proteínas, las vesículas transportadoras ayudan a mover estas proteínas al aparato de Golgi para su posterior clasificación y refinamiento. El aparato de Golgi identifica tipos específicos de vesículas de transporte y luego las dirige hacia donde se necesitan.

Algunas proteínas de las vesículas transportadoras podrían ser, por ejemplo, anticuerpos. Entonces, el aparato de Golgi los empaquetaría en vesículas secretoras para ser liberadas fuera de la célula para combatir un patógeno.

Algunos científicos se refieren al aparato de Golgi como la "oficina de correos" de la célula.

Lisosomas

Los lisosomas son vesículas que contienen enzimas digestivas. Solo están presentes en células animales. Funcionan como parte del sistema de reciclaje de la célula y también pueden ayudar a iniciar la muerte celular.

Cuando una célula necesita reciclar moléculas grandes, los lisosomas liberan sus enzimas para descomponer estas moléculas más grandes en otras más pequeñas. Cuando han roto la materia más grande, la célula puede reciclar lo que queda.

Si una célula ha absorbido algo dañino, como un patógeno, puede usar sus lisosomas para ingerir esas bacterias y destruirlas con enzimas.

Los científicos aún no están seguros de por qué los lisosomas pueden sobrevivir, dado que están llenos de enzimas que pueden descomponer células como ellos.

Vesículas secretoras

Las vesículas secretoras juegan un papel importante en el movimiento de moléculas fuera de la célula, a través de un proceso llamado exocitosis. Son cruciales para la función sana de órganos y tejidos. Por ejemplo, las vesículas secretoras en el estómago transportarán enzimas que digieren proteínas para ayudar a descomponer los alimentos.

Las vesículas sinápticas son otro ejemplo de vesícula secretora y están presentes en el extremo de las células nerviosas (neuronas).

Estas vesículas ayudan a transmitir señales de una célula nerviosa a otra liberando o secretando neurotransmisores que activan los receptores en la siguiente célula. Tienen un diámetro diminuto de 30 a 40 nanómetros.

Peroxisomas

Al igual que los lisosomas, los peroxisomas contienen enzimas digestivas. Utilizan enzimas para digerir el exceso de nutrientes en una célula, como los ácidos grasos. Los peroxisomas también descomponen el alcohol.

Los peroxisomas también usan una enzima para romper el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno, que son inofensivos y útiles para la función celular.

Los peroxisomas pueden variar en forma y tamaño, dependiendo de las necesidades de la célula a la que sirven. A veces aumentarán en número y tamaño si, por ejemplo, tienen mucho alcohol para descomponer.

Vesículas extracelulares

Las vesículas extracelulares pueden flotar fuera de las células.

Durante muchos años, los científicos consideraron que las vesículas extracelulares eran insignificantes para la salud y la funcionalidad de las células. Sin embargo, investigaciones recientes han sugerido que estas vesículas tienen un papel vital que desempeñar en la comunicación entre células y tienen importantes consecuencias evolutivas.

Una revisión de la literatura de 2019 en la revista PLOS Biología analiza cómo los virus y las bacterias pueden interactuar con las células sanas a través de vesículas extracelulares.

Sin embargo, se necesita más investigación para comprender por qué y cómo sucede esto.



Comentarios:

  1. Calbex

    Creo que estas equivocado. Puedo defender mi posición. Envíeme un correo electrónico a PM, discutiremos.

  2. Thao

    remarkably, the message very useful

  3. Dibei

    Es notable, este mensaje muy valioso



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