UNIDAD N 2: Temas 9 y 10: ENDOSOMAS Y LIUOSOMASBlgo. Ms. Pablo Chuna Mogolln

Profesor Auxilar T.C. Area BiologaDepartamento Acadmico de Ciencias - UPAO

ENDOSOMA

Los endosomas (gr. Endon= dentro, y soma= cuerpo) son organelos localizados funcionalmente entre el AG y la membrana plasmtica.Son vesculas o cisternas relativamente pequeas.La membrana pose una bomba protnica que cuando se activa transporta H+ del citosol, cuyo pH desciende a 6.El endosoma es el lugar de la clula donde convergen tanto los materiales que van a ser digeridos ingresados por endocitosis- como las enzimas hidrolticas encargadas de hacerlo. Se cree que la combinacin de estos elementos convierte al endosoma en lisosoma.

ENDOCITOSIS

La endocitosis son procesos de transporte vesicular en los cuales las macromolculas y las partculas entran en la clula.

La pinocitosis (gr. pinein= beber) comprende el ingreso de lquidos junto con las macromolculas y los solutos disueltos en ellos. Estos quedan atrapados mediante invaginaciones de la membrana plasmtica, lo cual da lugar a fositas y finalmente a vesculas (dimetro inferior a 150nm) que se liberan en el citosol.Prcticamente todas las clulas del organismo realizan pinocitosisLa pinocitosis inespecfica (endocitosis clatrina independiente) es cuando las sustancias ingresan automticamente, lo cual ocurre en todos los tipos celulares.Las vesculas pinocticas lisas son especialmente abundantes en el endotelio de los vasos sanguneos y en las clulas musculares lisas.

En la pinocitosis regulada (endocitosis clatrina dependiente) las sustancias interactan con receptores especficos localizados en la membrana plasmtica y ello desencadena la formacin de las vesculas pinocticas.Los receptores para molculas especficas llamadas receptores de carga se acumulan en regiones bien definidas de la membrana celular. Esta regiones al final se convierten en fositas cubiertas.La dinamina media la lberacin de la vesculas con cubierta de clatrina en formacin desde la membrana plasmtica

DESTINO DEL RECEPTOR Y DEL LIGANDO EN LA ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR.a. El complejo receptor-ligando incorporado se disocia, el receptor es reciclado hacia la superficie celular y el ligando es enviado hacia los hacia los endosomas tardos para finalmente ser degradados en los lisosomas.Tanto en el receptor como el ligando incorporados se reciclan. No se produce disociacin del complejo ligando-receptor y el complejo entero es reciclado hacia la superficie.El complejo ligando-receptor incorporado se disocia en el endosoma temprano.El complejo ligando-receptor incorporado atraviesa la clula.

En la fagocitosis (gr. phagein=comer) o endocitosis clatrina independiente y actina-dependiente, la membrana emite prolongaciones envolventes que rodea el material hasta dejarlo englobado en el interior del citoplasma, lo cual forma una vescula (dimetro superior a 250 nm) ms grande que la pinoctica, llamada fagosoma.Tiene lugar en unos pocos tipos celulares, particularmente en los macrfagos y en los leucocitos neutrfilosEn la fagocitosis Es un medio de defensa, capaz de eliminar parsitos pequeos, bacterias, clulas daadas o muertas, restos de clulas y todo tipo de partculas extraas al organismo.

La fagocitosis es un proceso mediado por receptores en el cual los receptores de la superficie celular reconocen los dominios no fijadores de antgeno (fragmentos Fc) de los anticuerpos que revisten la superficie de un microorganismo invasor o una clula invasora.Los materiales no biolgicos inhalados, como partculas de carbn, polvos inorgnicos y fibras de asbesto, lo mismo que detritos biolgicos productos de la inflamacin y la cicatrizacin de heridas no requieren de los receptores Fc.

Existen dos clase de endosomas: primarios y secundariosLos primarios (tempranos o iniciales) se localizan cerca de la membrana plasmtica, sirve como estacin de relevo para la canalizacin del material endocitado y adems, devuelve a la membrana plasmatica las porciones de membrana y los receptores trados por las vesculas pinocticasTienen una estructura tubulovesicular y la luz esta subdividida en compar-timentos (cisternas) separadas por invaginacin de la membrana.Tiene un pH de 6,2 a 6,5.

Los secundarios (tardios o finales) se localizan cerca del complejo de Golgi y del ncleo.Tienen una estructura ms compleja con frecuencia membranas internas con aspecto de catfilas de cebollaSu pH es mas cido, con un promedio de 5.5En general las sustancias que se transportan hacia los endosomas tardos al final son degradas en los lisosomas en un proceso por defecto que no necesita ninguna seal adicional Por esta razn los endosomas tardos tambin se denominan prelisosomas.

TRANSCITOSIS

La transcitosis es un proceso mediante el cual los materiales ingresados por endocitosis por una cara de la clula atraviesan el citoplasma y salen por exocitosis por la cara opuesta. El cruce a travs de todo el citoplasma lo realizan dentro de la vescula formada durante la endocitosis; aunque algunas veces enplean un endosoma como estacin de relevo. POTOCITOSIS

La potocitosis es el mecanismo que interna solutos y sus transportadores mediante caveolas y permite que los primeros ingresen masiva-mente en la clula. Las caveolas (gr. caveolae= cuevas pequeas) son invaginaciones muy pequeas, que se forman a partir de las balsas lipdicas de la membrana plasmtica Las caveolas son abundantes en las clulas endoteliales, musculares y adipocitos.

KISS AND RUN

LISOSOMASLos Lisosomas (gr. lisis= disolucin, soma= cuerpo) son organelos que digieren a los materiales incorporados por endocitosis; y adems mediante un proceso de autofagia tambin digieren elementos de la propia clula.Se cree que los lisosomas se forman a partir de endosomas que recibieron dos clases de vesculas transportadoras, una con material endocitado y otra con enzimas hidrolticas.Los lisosomas son organelos limitados por una membrana que presentan una gran diversidad de formas y tamaos (0.25 to 0.5 m) El polimorfismo, se debe a la diversidad del material endocitado y porque cada clase de lisosoma posee una combinacin singular de enzimas hidrolticas. Las enzimas lisosmicas se activan a ph 5,0. Esta acidificacin se logra gracias a una bomba de H+ presente en la membrana lisosomal.

La mayor parte de las protenas estructurales de la membrana lisosomal se clasifican en protenas de membrana asociadas con lisosomas (lamp), glucoprtenas de membrana lisosmica lgp) y protenas integrales de membrana lisosmica (limp).Las lamp, glp y limp estn muy glucosiladas en la superficie luminal. Tambin contiene protenas transpor-tadoras que transportan los productos que transportan los productos finales de la digestin (aminocidos, sacridos, nucletidos, etc.) hacia el citoplasma.Existen alrededor de 50 enzimas hidrolticas que degradan glcidos (glucosidasas), lpidos (lipasas y fosfolipasas) protenas (proteasas), cidos nucleicos (nucleasas), steres del sulfato (aril-sulfatasas), o fosfatos de molculas orgnicas (fosfatasas).

Los lisosomas estn en equilibrio dinmico con los endosomas tardos a travs de mecanismos que involucran transporte vesicular, y fusin directa. Los endosomas tardos contienen el 20% del pool de hidrolasa total y son el principal sitio de protelisis. En contraste, los lisosomas contienen la mayor parte del pool de hidrolasa lisosomal pero solo el 20% de la protelisis total se realiza en ellos. Esto ha llevado a postular que los lisosomas principalmente seran organelos de almacenamiento de estas hidrolasas

En la fagocitosis, una vez que el material se fija sobre al superficie externa de la clula, la membrana plasmtica emite prolongaciones envolventes que los rodean hasta dejarlo englobado en el interior del citoplasma, llamada fagosoma, el cual se fusiona con un endosoma secundario que recibe enzimas hidrolticas del complejo de Golgi y se convierten en fagolisosomas. El proceso culmina con la degradacin de material por parte de las enzimas.FAGOLISOSOMAS

Los autofagosomas (autolisosomas o citolisosomas) permiten eliminar organelos envejecidos por un mecanismo denominado autofagia.La macroautofagia es un proceso inespecfico en el que una parte del citoplasma o un organelo entero es rodeado por una porcin de membrana del REL. para envolver al organelo y formar el autofagosoma. El autofagosoma sigue el mismo camino que el fagosoma, es decir, se fusiona con un endosoma secundario que recibe enzimas hidrolticas del complejo de Golgi y se convierten en fagolisosomas. El proceso culmina con la degradacin de material por parte de las enzimas.AUTOFAGOSOMAS

La microautofagia es un proceso inespecfico en el cual las protenas citoplasmticas son degradadas en un procedimiento lento y continuo en condiciones fisiolgicamente normales.El transporte directo mediado por chaperonas hacia los lisosomas es el nico proceso selectivo de degradacin proteica y y requiere la colaboracin de una protena chaperona.

En las neuronas, los hepatocitos y clulas musculares cardiacas, los autofagosomas no terminan de digerir algunos componentes de los organelos y permanecen all por el resto de la vida de la clula formando los denominados cuerpos residuales o telolisosomas. Ej. los granos de lipofuscina.TELOLISOSOMAS

Seal target de las enzima lisosomales Las ezimas son dirigidas a los lisosomas por una seal especfica.Cada enzima lisosomal contiene una seal Manosa 6-fosfato que permite seleccionarlas de la otras protenas en la red trans Golgi y llevadas a los lisosomas por transporte vesicular.La enzima cis-Golgi NAcGlc fosfotransferasa primero aade un grupo NAc Glc-fosfato al sexto carbono de un residuo de manosa en la cadena oligosacrida.La NAcGlc es luego removido dejando un fosfato en la manosa.

Digestin de materiales que provienen del ambiente extracelular.Renovacin de clulas y del material extracelular.Son importantes en las clulas germinales y en fertilizacin.En la sntesis de hormonas. FUNCIONES

ENFERMEDADES POR DEPSITO LISOSOMALEstas enfermedades son causadas por la deficiencia de una o ms enzimas responsables de la degradacin de lpidos u otras molculas en el cuerpo.

Los pacientes que padecen de una enfermedad lisosomal normalmente presentan defectos en el desarrollo, en el sistema nervioso central, hgado, pulmones y otros rganos internos. Ocurre la muerte a una edad temprana.

Cada enzima lisosomal es parte de una compleja ruta que reduce las macromolculas en componentes ms pequeos, que la clula vuelve a utilizar o que eventualmente se eliminan del cuerpo. La ausencia de una enzima ocasiona un bloqueo en la ruta catablica, lo que lleva a la acumulacin progresiva de productos metablicos intermedios.Los desrdenes genticos como las Enfermedades por depsito lisosomal son progresivos, mortales e incurables. El nico tratamiento especfico, seguro y eficaz disponible hoy en da lo constituyen las terapias de reemplazo enzimtico.Las protenas recombinantes, aplicadas por va intravenosa cada una o dos semanas, reemplazan las enzimas faltantes o deficientes en los pacientes

ENFERMEDADES LISOSOMALES

ENFERMEDADPRODUCTO INTERMEDIO ACUMULADODEFECTO ENZIMTICOEnfermedad de Tay-SachsGanglisido GM2Hexosaminidasa AEnfermedad de GaucherGlucocerebrsido-glucosidasaEnfermedad de Niemann-PickEsfingomielinaEsfingomielinasaEnfermedad de KrabbeGalactocerebrsido-galactosidasaEnfermedad de FabryTrihesxido de ceramida-galactosidasaGangliosidosis GM1Gangliosido GM1galactosidasaEnfermedad de FarberCermidoceramidasaSndrome de Hurler (MPS I)Dermatn y Heparn sulfato-iduronidasaSndrome de Hunter (MPS II)Dermatn y Heparn sulfatoIduronato-2-sulfatasaEnfermedad de Pompe GlucgenoGlucosidasa

Enfermedad de Tay SachsMuere antes de los 4 aos de edad usualmenteDegeneration SNCDeterioro mental/motorAlgunas neuronas aparecen repletas del ganglisido GM2 El defecto se debe a la ausencia de la enzima hexosami-nidasa A, que cataliza la hidrlisis parcial del glucolpido. Por consiguiente, ste se acumula en las neuronas, lo que lleva a graves alteraciones neurolgicas.Enfermedad de Niemann-PickHepatosplenomegaliaAnemiaDeterioro neuralMuere a los 3 aos de edadEn esta enfermedad hay una acumulacin de esfingo-mielina en varios tipos celulares a consecuencia de la falta de esfingomielinasa, que es la enzima que hidroliza al esfingofosfolpido en ceramida y fosforilcolina. Enfermedad de GaucherEsta enfermedad se caracteriza por la acumulacin de glucocerebrsidos en clulas reticulo-endoteliales de bazo, ganglios linfticos, mdula sea e higado, debido a la ausencia de la glucosidasa que cataliza la hidrlisis del glucolpido en ceramida y glucosa. Clulas de Gaucher

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