Lisosomas, mitocondrias y peroxisomas

7/17/2019 Lisosomas, mitocondrias y peroxisomas

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LISOSOMAS, MITOCONDRIASY PEROXISOMAS


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AO DE LA DIVERSIFICACION PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LAEDUCACION

LISOSOMAS,MITOCONDRIAS Y

PEROXISOMAS

INTEGRANTES: Pea Rivera, Orlando Nicolas Porras Nez, Estrella Christabel Ramos Girn, Henry Cesar

CURSO : Estructura y Funcin Celular y Tisular I

DOCENTE : !ra" #ioleta $or%n Garri&o

TEMA : 'Isosomas, mitocon&rias y (ero)isomas

FACULTAD : $e&icina Humana

ESCUELA : $e&icina Humana

CICLO : *e+un&o

!"#


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INDICEPRESENTACIN...............................................................................................5

CARACTERSTICAS PRINCIPALES DE LOS LISOSOMAS:....................................6

TCNICAS CITOQUMICAS PARA EL RECONOCIMIENTO DE LISOSOMAS..........7

LOS LISOSOMAS SON MUY POLIMORFOS........................................................8

TIPOS DE LISOSOMAS:....................................................................................9

LAS ENZIMAS LISOSOMICAS SE SINTETIZAN EN EL R E Y SE SELECCIONAN YSEREAN EN EL APARATO DE OLI: EL RECEPTOR DE MANOSA 6!FOSFATO.......................................................................................................""

LA FUNCIN ENERAL DE LOS LISOSOMAS ES LA DIESTIN INTRACELULAR

....................................................................................................................."#L$ %&'()$*+' -& */0/$1 2 -& 3$4&%+$/ &4%$ *&/0/$% (% /+1(1(3$1 &1+3(%4$'4& &' 30*(1 %(*&1(1 -& -&1$%%(//(............................................."#

LAS ENZIMAS LISOSMICAS PUEDEN SER LIERADAS Y ACTUAR SORE ELMATERIAL EXTRA CELULAR..........................................................................."

L$1 &'1+3$1 /+1(1(3+*$1 +'4&%)+&'&' &' /$ /+&%$*+' -& /$ (%3('$ 4+%(+-&$2 &' /$ *%+'(;$

LOS LISOSOMAS SON IMPORTANTES EN LAS CLULAS ERMINALES Y EN LAFERTILIZACIN.............................................................................................">

LOS LISOSOMAS PARTICIPAN EN MUC?AS ENFERMEDADES Y SNDROMES ENEL ?OMRE.................................................................................................. ">

LAS ENFERMEDADES POR ACUMULACIN @TESAURISMOSIS SE DEEN AMUTACIONES QUE AFECTAN A LAS ENZIMAS LISOSMICAS........................."5

LAS CLULAS BEETALES TIENEN LISOSOMAS QUE INTERBIENEN EN LAERMINACIN DE LAS SEMILLAS.................................................................."5

PINOCITOSIS................................................................................................."7

FAOCITOSIS................................................................................................#

ETAPAS DE LA FAOCITOSIS......................................................................##

EXOCITOSIS..................................................................................................#5

BESICULAS CON CUIERTA. ENDOSOMAS....................................................#6

F0'*+('&1 -& /$1 )&1*0/$1 *(' *0+&%4$. E'-(*+4(1+1 3&-+$-$ (%%&*&4(%&1.................................................................................................#6

I'*(%(%$*+' -& )+4&/( &' &/ ()(*+4( -&


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B&1*0/$1 *(' *0+&%4$ 2 4%$'1+4( +'4%$*&/0/$%............................................#9

E/ &'-(1(3$ 2 &/ 4%'1+4( -& /+"

DESCRIPCION ENERAL Y ESTRUCTURA DE LAS MITOCONDRIAS.................>#

L$1 3+4(*('-%+$1 (1&&' -(1 3&3%$'$1 2 -(1 *(3$%4+3+&'4(1...........>>

M&3%$'$ &4&%'$.................................................................................>>

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M&3%$'$ +'4&%'$..................................................................................>5

M$4%+H 3+4(*('-%+$/................................................................................>6

FUNCIONES DE LAS MITOCONDRIAS............................................................>7

L$ ;0'*+' %+'*+$/ -& /$1 3+4(*('-%+$1 &1 9

L$ ;(1;(%+/$*+(' -&/ ADP &1 3&-+$-$ (% /$ ATP 1+'4&4$1$.........................5"

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E' /$1 3+4(*('-%+$1 -& /$

L$1 3+4(*('-%+$1 (1&&' (4%$1 ;0'*+('&1....................................................5>

REPRODUCCION DE LAS MITOCONDRIAS.....................................................55

L$1 3+4(*('-%+$1 1& %&%(-0*&' $%$ %&&3/$H$% $ /$1 G0& -&1$$%&*&' 210 'K3&%( 1& -0/+*$ $'4&1 -& *$-$ -+)+1+' *&/0/$%................................55

A/


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PRESENTACI$N*i bien la uni&a& uncional &e la -i&a es la c.lula, e)isten &entro &e ella or+anelos /ue

realizan unciones -itales, unciones /ue re/uieren &e una alta es(ecializacin, y /ue

sin a/uellos, la -i&a &e la c.lula seria muy limita&a"

'os lisosomas son or+anelos muy im(ortantes en la isiolo+%a celular

!aremos un recorri&o (or la membrana celular &escubrien&o la im(ortancia /ue tiene,

(ues bien sabemos /ue +racias a esta membrana (ue&e lle-arse a cabo un

intercambio &e mol.culas y as% obtener los re/uerimientos necesarios ca&a una &e

nuestras c.lulas, as% como tambi.n e)(ulsar sus &esechos0 Ca&a uno &e sus

mecanismos son es(ec%icos &e acuer&o al ti(o &e mol.culas /ue entre o sal+a &e

esta membrana"

1&em2s &el ncleo y la re(ro&uccin, es una uncin -ital &e la c.lula (ro&ucir ener+%a

(ara /ue (o&amos realizar nuestras acti-i&a&es coti&ianas, el or+anelo encar+a&o &e

esto es la mitocon&ria, /ue transorma &e manera enomenal los alimentos /ue

in+erimos &%a a &%a, en ener+%a til (ara nuestro metabolismo y acti-i&a&es, e ah% (ues

la im(ortancia un&amental &e la mitocon&ria, sin la cual, la e-olucin y la -i&a animal

y -e+etal habr%an si&o (r2cticamente im(osibles"

3tro &e los or+anelos &e suma im(ortancia es el (ero)isoma, encar+a&o &e eliminarlas sustancias to)icas &e la c.lula, los llama&os ra&icales libres /ue nos causar%an

serios (er4uicios, con-irti.n&olos a sustancias a(ro-echables"

El si+uiente traba4o es tambi.n una mo&esta in-esti+acin acerca &e estos &os

com(onentes im(ortantes &e la c.lula eucaritica5 la $itocon&ria y el Pero)isoma"


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'isosomas 'os lisosomas son or+anoi&es membranosos /ue contienen hi&rolasas

2ci&as, to&as las c.lulas eucariticas contienen lisosomas, /ue son un +ru(o &eor+anoi&es intracito(lasm2ticos cuya uncin(rinci(al es la &i+estin &e material intracelular o(ro-eniente &el el interior" 'os lisosomas se&istin+uen &e otros or+anoi&es (or su morolo+%a y(or las unciones /ue &esem(ean5

67 !i+ieren alimentos y otros materialesincor(ora &os (or en&ocitosis"

87 !i+ieren (artes &e las celular (or el

(roceso &e autoa+ia"97 !i+ieren material e)tracelular (or me&io&e enzimas /ue liberan en el me&iocircun&ante"

#eremos a continuacin /ue los lisosomascontienen numerosos encimas hi&roliticas /ueinter-ienen en los mecanismos &e la &i+estin celular"

Cuan&o al+una &e estas enzimas esta altera&a +en.ticamente se (ro&ucenim(ortantes mo&iicaciones &e las unciones &e la c.lula y (or eso &estacamos el

(a(el &e los lisosomas en (atolo+%a y me&icina"

En la c.lula e)isten otro com(ortamiento, el en&osomico, /ue se caracteriza (or suconteni&o aci&o y (or su uncin en la se(aracin intracelular selecti-a &e rece(tores yli+an&os"

El lisosoma y el en&o(lasma est2n relaciona&aos &e mo&o &irecyo con el (roceso &een&ocitosis, /ue com(ren&e la a+ositosis y la (inocitosis, /ue lue+o analizaremo" 'aen&ositosis es un mecanismo selecti-o me&ia&o (or rece(tores , como losrelaciona&os con (rocesos &e tr2nsito y transerencia &e membranas" En estos casos&esem(ean un (a(el un&amental las -es%culas con cubierta, re-esti&as (or clatrina y(or otras (rote%nas"


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CARACTER%STICAS PRINCIPALES DE LOS LISOSOMAS:

El conce(to &e lisosoma se ori+in a (artir &e incor(oracin &e t.cnicas &eraccionamiento celular me&iante las cuales (u&ieron aislarse &i-ersos com(onentes

subcelulares" En 6:;:, !e !u-e aisl una clase &e (art%culas /ue ten%an (ro(ie&a&es&e centriu+acin interme&ias entre las mitocon&rias y los microsomas, y en las cualesse encontr un alto conteni&o &e osatasa 2ci&a y otras enzimas hi&rol%ticas" En laactuali&a& se reconocen unas el interior &e los lisosomas tiene un (H cercano a


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satura&os, y &a un com(uesto &e color ne+ro /ue (ue&e &istin+uirse tanto almicrosco(io (tico como al microsco(io electrnico &ebi&o a su alta &ensi&a&" Enotras ocasiones, es (osible, me&iante esta t.cnica, &emostrar la (resencia o ausencia&e un or+2nulo celular" 'as c.lulas ob4eto &e estu&io se (onen en contacto consustratos es(ec%icos /ue reaccionar2n con los com(onentes /u%micos &e un or+2nulo

&a&o, as% &an&o coloracin al $?3" Estas t.cnicas brin&an una inormacin &e lacom(osicin /u%mica celular, as% como &e sus elementos estructurales y sulocalizacin"

En un (rinci(io, el conce(to &e lisosoma se un& sobre bases bio/u%micas, (ero(ronto se lo (u&o i&entiicar con el microsco(io electrnico y con -arias t.cnicascito/u%micas"

El (roce&imiento cito/u%mico m2s utiliza&o (ara colorear a los lisosomas es el &eGomori (ara osatasa 2ci&a"

'os lisosomas (ue&en tambi.n &etectarse (or me&io &e reacciones (ara

+lucuroni&asa, arilsulatasa, Nacetil +lucosamini&asa y


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(osibili&a& &e /ue se (ro&uzcan enmenos &e usin y &e isin entre estasestructuras"

!e acuer&o con la inter(retacin corriente, el (olimorismo &e 6os lisosomas (ro-iene&e la asociacin, &e los lisosomas (rimarios con &ierentes materiales a+ocita&os (or

la c.lula" 'a i+ura A9= resume estos conce(tos"

TIPOS DE LISOSOMAS:

*e &istin+uen los lisosomas (rimarios y tres ti(os &e lisosomas secun&arios, *e hanreconoci&o cuatro ti(os &e lisosomas, los cuales uno es lisosoma (rimario0 los otros(ue&en &esi+narse en con4unto como lisosomas secun&arios"

") Lisoso*a +ri*ario:

Re(resenta un (e/ueo cuer(o cuyo conteni&o enzim2tico es sintetiza&o (or losribosomas y acumula&o en elret%culo en&o(lasm2tico" !es&eall% las enzimas (enetran en lare+in &el Gol+i, &on&e seobser-a la (rimeB reaccin &e laosatasa 2ci&a >i+" A967" Ellisosoma (rimario conten&r%aslo (arte &e las enzimas ynicamente tras la usin con elen&osoma tar&%o, secom(letar%a la &otacin5hi&rolasas 2ci&as" El (roceso &eormacin &e lisosomas(rimarios (ue&e se+uirse enculti-os &e monocitos, /ue en (resencia &e (rote%nas s.ricas transorman enmacra+os" En un (er%o&o bre-e hay una consi&erable s%ntesis &e enzimashi&rol%ticas susce(tible &e ser blo/uea&a (or la (uromicina, un inhibi&or &e las%ntesis (roteica" En c.lulas acti-a&as, usan&o leucina9H y ra&ioauto+ra%a, seobser- el si+uiente or&en en la transerencia &e (rote%nas0 ret%culo en&o(lasm2tico

Com(le4o &e Gol+i 'isosomas"

) e-ero.a/oso*a o vac0ola di/es-iva:

1(arecen &es(u.s &e la a+ositossis o (inositosis &e material e)trao" Este cuer(ocontiene el material in+eri&o &entro &e una membrana y e-i&encia una reaccin &eosatasa (ositi-a, /ue (ue&e &eberse a la usin con un lisosoma (rimario"


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El material en+loba&o es (ro+resi-amente &i+eri&o (or las enzimas hi&roliticas /ue sehan incor(ora&o en el lisosoma" En con&iciones i&eales, la &i+estin &a comoresulta&o (ro&uctos &e (e/ueo (eso molecular /ue (ue&en atra-esar la membranalisosomica y ser incor(oraos a la celula (ara su nue-a utilizacin en &istintos ciclosmetablicos"

1) C0er+os resid0ales:

Resultan &e una &i+estin incom(leta" En al+unas c.lulas, como en la ameba y&i-ersos (rotozoos, son elimina&os (or me&io &e la &eecacin En cambio, en otrasc.lulas (ermanecen &urante lar+o tiem(o y (ue&en ocu(ar una buena (arte &elcito(lasma" Por e4em(lo, las inclusiones &e (i+mentos &e ti(o li(ouscina /ue seencuentran en neuronas, car&iocitos y otras c.lulas &e or+anismos -ie4os son elresulta&o &e este ti(o &e (roceso)

2) 3ac0ola a0-o.4/ica o ci-olisoso*a 5a0-o.a/oso*a6:

Es un caso es(ecial en el cual el lisosoma contiene (artes celulares en -%as &e&i+estin >i+" A"9=7 "'os lisosomas re+ularmente en+loban (art%culas &e citosol y suconteni&o es &e+ra&a&o (or un mecanismo &enomina&o microautoa+ia"

'a autoa+ia es una (ro(ie&a& +eneral &e la c.lula eucariotica" $uchos &e loscom(onentes celulares, como las mitocon&rias, se renue-an (or interme&io &e loslisosomas" 'os or+anoi&es cito(lasm2ticos se ro&ean &e una membrana &e RE liso ylue+o se &escar+an en estas -acuolas las enzimas lisosmicas /ue &estruyen su

conteni&o"

Ciertas (rote%nas cito(lasm2ticas tienen seales es(eciales >&enomina&as secuenciasDFER7 /ue hacen /ue sean ca(ta&as (or los lisosomas (ara su &i+estin" *esu(one /ue los or+anoi&es &estina&os a ser &estrui&os son marca&os &e esta manera"

!urante Ia inanicin, el he(atocito muestra numerosas -acuolas auto2+icas en al+una&e las cuales (ue&en encontrarse restos mitocon&riales" !e este mo&o la c.lula (ue&elo+rar la &e+ra&acin &e al+unos &e sus (ro(ios com(onentes sin /ue ocurra &ao

irre(arable"

En los (rocesos &e secrecin re+ula&a &e ciertas c.lulas en&ocrinas >-.ase antes7, sila +l2n&ula corres(on&iente no es estimula&a, la secrecin no se (ro&uce aun/ue las%ntesis hormonal contine"

En estos casos se (ro&ucir%a una sobrecar+a in&eseable &e +r2nulos hormonales, lo/ue no suce&e (or/ue los son &estrui&os selecti-amente (or los lisosomas en un(roceso &enomina&o crinoa+ia en la &isminucin &e tamao celular /ue se -e

normalmente en al+unos te4i&os en eta(as isiol+icas &e in-olucin, (or e4em(lo, en


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los miocitos &el litero lue+o &el (arto .ste es el mecanismo corriente &e reabsorcin&e masa celular"

LAS EN7IMAS LISOSOMICAS SE SINTETI7AN EN EL R E ( SESELECCIONAN ( SEGREGAN EN EL APARATO DE GOLGI: EL

RECEPTOR DE MANOSA 89FOSFATO

*e consi&era /ue los lisosomas (rimarios son (ro&uctos &e la acti-i&a& celularseme4antes en sus (rimeras eta(as &e ormacin a los +r2nulos &e secrecin (roteica"#ale &ecir /ue son sintetiza&os (or ribosomas, entran en el RE y lle+an a la re+in &elGol+i (ara su ma&uracin, concentracin y em(a/uetamiento inal" Por me&io &e estemecanismo una c.lula (ue&e (ro&ucir &ierentes ti(os &e lisosomas y muchos otros(ro&uctos &e secrecin, (ero el &estino &e los lisosomas es &ierente &el &e los+r2nulos &e secrecin" En el com(le4o &e Gol+i se (ro&uce no solamente la seleccin&e las (rote%nas &estina&as a los lisosomas, sino /ue se (ro-ee a las membranas enlas /ue ser2n em(a/ueta&as &e las marcas (roteicas necesarias (ara /ue no si+an elcamino secretorio"

*e (lantea a/u% el (roblema &e cmo el a(arato &e Gol+i &iri+e selecti-amente haciael lisosoma las enzimas (re lisosmicas &e entre las miles &e (rote%nas /ue abarrotansus cisternas"

El mecanismo &e se(aracin resi&e en la (resencia &e resi&uos terminales &e $anosaP en los oli+osac2ri&os &e las enzimas lisosmicas, /ue interactan lue+o conrece(tores es(eciales en las membranas &el com(le4o &e Gol+i"

na (rote%na &estina&a a los lisosomas es secreta&a en la luz &el RER, &on&e es+lucosila&a" 'ue+o se (ro&uce la transerencia al ret%culo cisGol+ui, &on&e al (arecer

tiene lu+ar la osorilacin &e la manosa (ara ormar $anP, reaccin cataliza&a (orlas enzimas Nacetil+lucasamina,6osotranseraza y Nacetil+lucosamiloso&iesterasa"

'as (rote%nas lisosmicas osorila&as en manosa se unen a un rece(tor (roteicouni&o a las membranas &el Gol+i >el rece(tor &e $an P7, son lue+o trans(orta&as(or el mecanismo habitual &e -es%culas trans(orta&oras a tra-.s &e loscom(artimientos me&ial y cis >en los /ue no suren mayores cambios7 hasta lle+ar a lare+in &el ret%culo transGol+i" Tras haber arriba&o a su &estino inal el resi&uo $an P es se(ara&o (or hi&rlisis"

Recientemente se estu&i la localizacin &el rece(tor &e $an P con m.to&osInmunohisto/u%micos" *e obser- /ue estos rece(tores se concentraban en el la&o cis


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&el com(le4o &e Gol+i, as% como en -es%culas con cubierta, en&osomas y lisosomas"To&as estas estructuras (ue&en consi&erarse estaciones en la ruta /ue si+uen lasenzimas lisosmicas"

Este mecanismo &e trans(orte me&iante el rece(tor &e $an P (ermite e)(licar los

casos &e las llama&as enerme&a&es I, en las cuales las enzimas lisosmicas sonsecreta&as al e)terior celular en canti&a&es masi-as"

En estos casos e)iste &eiciencia en la bios%ntesis &el resi&uo $an P, &el mo&o /ueno hay interaccin con el rece(tor y su trans(orte es anormal, ya /ue las (rote%naslisosmicas son inter(reta&as (or el a(arato &e Gol+i como &estina&as a la secrecin"

1lteraciones seme4antes se (ro&ucen en c.lulas culti-a&as /ue son &eicientes en elrece(tor &e $an P y tambi.n en c.lulas trata&as con tunicamicina, &ro+a /ue im(i&ela +lucosi&acin &e las enzimas lisosmicas" 'a a&ministracin &e ciertas aminascomo la cloro/uina, tambi.n (ro-oca la secrecin &e +ran&es canti&a&es &e enzimas

lisosmicas"

LA FUNCI$N GENERAL DE LOS LISOSOMAS ES LADIGESTI$N INTRACELULAR

Hemos &icho /ue la uncin (rinci(al &e los lisosomas es la &estruccin enzim2ticaintra celular &e sustancias" 'os materiales in+eri&os, as% como los /ue (ro-ienen &e laautoa+ia, son someti&os a la accin &e las &i-ersas hi&rolasas lisosmicas" 'a

mayor%a &e estas enzimas tienen un (H (timo 2ci&o y, en eecto, el interior &ellisosoma es 2ci&o >(H alre&e&or &e


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$uchos &e los (rocesos &el &esarrollo com(ren&en la &escamacin y remo&elacin &ete4i&os con (.r&i&a &e c.lulas enteras y &e material e)tra celular" En la metamorosis&e los anibios se (ro&uce una consi&erable muerte celular a(o(tosis con &estruccin(osterior &e las c.lulas /ue es lle-a&o a cabo (or me&io &e los lisosomas" 1s%, la(.r&i&a &e la cola &e los renacua4os es causa&a (or a(o(tosis se+ui&a &e la accin &e

cate(sina >enzimas (roteol%ticas7 conteni&as en los lisosomas"

En r+anos /ue suren re+resin como los con&uctos &e Jol en el con&ucto hembra ylos &e $Kller en el macho, hay una acentua&a acti-i&a& &e las enzimas lisosmicastras la muerte celular" En otros te4i&os la re+resin si+ue a un (erio&o &e acti-i&a&, (ore4em(lo, el tero humano en el momento &el (arto (esa 8D+ y lue+o en (ocos &%as, sere&uce al (eso normal &e L=+" !urante esta ase &e re+resin hay una +ran iniltracin&e c.lulas a+o citicas cuyos lisosomas &i+ieren los restos &e la mucosa, el materiale)tracelular y (arte &el en&ometrio" 'a autoa+ia se (ro&uce en +ra&o notable en la+l2n&ula mamaria &es(u.s &e la lactancia"

LAS EN7IMAS LISOS$MICAS PUEDEN SERLI?ERADAS ( ACTUAR SO?RE EL MATERIAL E@TRA

CELULAR

$encionamos antes /ue el conteni&o &e los lisosomas (rimarios (ue&e ser libera&ohacia el me&io e)tra celular (or un (roceso &e e)ocitosis seme4ante a la secrecin" 1s%los osteoclastos son ca(aces &e remo-er el hueso me&iante la liberacin &e enzimas

lisosmicas /ue &e+ra&an la matriz or+2nica" Este (roceso es acti-a&o (or la(arathormona" Tambi.n la -itamina 1, en hueso culti-a&o acti-a a las enzimaslisosmicas" Por into)icacin con -itamina 1 se (ro&ucen racturas es(ont2neas enanimales" 'as enzimas lisosmicas tambi.n son libera&as (or anticuer(os anticelulares en (resencia &e com(lemento"

Este mecanismo se (ro&uce en la artritis reumatoi&ea, una enerme&a& en la cual loscart%la+os &e las articulaciones son erosiona&os (or lisosomas"

'a liberacin &e enzimas lisosmicas aumenta con la citocalasina M y se re&uce con lacloro/uina"

Las ensi*as lisoso*icas in-ervienen en la lieracinde la >or*ona -iroidea < en la crino.a/ia en *0c>as

c;l0las /land0lares'as hormonas tiroi&eas >tiro)ina y triyo&otironina7 se liberan a (artir &e una mol.cula&e (rote%na la tiro+lobulina /ue se acumula en el coloi&e &e los ol%culos" En 6:;6,!e Robertis obser- /ue esta liberacin se &eb%a a la acti-acin &e una enzima(roteol%tica" *e sabe ahora /ue en ese mecanismo enzim2tico inter-ienen (rocesos &e

a+ocitosis &el coloi&e se+ui&os &e &i+estin &e los a+olisosomas (or las (roteasaslisosmicas" !os &e los (ro&uctos &e la &i+estin enzim2tica &el coloi&e son la T9 y la


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T;, /ue &iun&en uera &el lisosoma y &e la c.lula (ara (asar a la circulacin" aanalizamos anteriormente /ue la &enominacin &e crioa+ia se ha a(lica&o almecanismo (or el cual se (ue&en remo-er +r2nulos &e secrecin (ro&uci&os ene)ceso &e las necesi&a&es isiol+icas" Este es un caso es(ecial &e autoa+ia /ue ueobser-a&o (or (rimera -ez en la hi(isis, (ero /ue (osiblemente acte en muchas

+l2n&ulas e)ocrinas y en&ocrinas

ALGUNOS GRBNULOS DE LEUCOCITOS SON DENATURALE7A LISOS$MICA

To&os los leucocitos &e los -ertebra&os contienen +r2nulos &e naturaleza lisosmica"En los &i-ersos leucocitos hay -arios ti(os &e +r2nulos &emostrables con elmicrosco(io electrnico y se(arable (or centriu+acin (arte &e los cuales contienen&i-ersas enzimas lisosmicas" 'os monocitos tienen (ocos lisosomas, (ero al entraren los te4i&os se transorman en macra+os /ue los contienen en abun&ancia"

LOS LISOSOMAS SON IMPORTANTES EN LASC&LULAS GERMINALES ( EN LA FERTILI7ACI$N

El acrosoma &el es(ermatozoi&e, /ue se &esarrolla en el a(arato &e Gol+i y cubre ele)tremo anterior &el ncleo, (ue&e consi&erarse un lisosoma es(ecial contiene(roteasa, hialuroni&asa enzima /ue &i+iere a las cubiertas &e 2ci&o hialurnico yabun&ante osatasa 2ci&a" !urante la ecun&acin &el o-ocito, hialuroni&asa &is(ersalas c.lulas situa&as alre&e&or &el o-ocito >cumulus oO(horus7 y la (roteasa &i+iere lazona (elsi&a en el sitio &on&e (enetrar2 el es(ermatozoi&e" En los hue-os, loslisosomas inter-ienen en la &i+estin &e las sustancias &e reser-a"

LOS LISOSOMAS PARTICIPAN EN MUCASENFERMEDADES ( S%NDROMES EN EL OM?RE

'os lisosomas tienen una im(ortancia (articular en me&icina, ya /ue est2nin-olucra&os en muchas enerme&a&es y s%n&romes" En ciertos esta&os (atol+icos,como en la artritis reumatoi&ea antes &e menciona&a, la silicosis y la asbestosis>aecciones (ro&uci&as (or la inhalacin &e (art%culas &e s%lice o &e amianto7 y en la+ota >en la cual se acumula el 2ci&o rico en las articulaciones7 se (ro&uce laliberacin &e enzimas lisosmicas a (artir &e los macra+os, las /ue ocasionan unainlamacin a+u&a &e los te4i&os" Esta (ue&e lle-ar a la ibrosis >aumento &e la s%ntesis&e col2+eno7" 'a liberacin &e enzimas lisosmicas tambi.n ocurre en los esta&os &eano)ia, aci&osis y shoc, y se las encuentra aumenta&as en la san+re" n caso comnes el &el inarto &e miocar&io"


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Es im(ortante recor&ar /ue la membrana &el lisosoma (ue&e ser labiliza&a (ormuchas sustancias"

To&as las -itaminas li(osolubles >1, !, E, D7 as% como las hormonas se)ualesesteroi&es tien&en a ser m2s l2bil la membrana &el lisosoma" En cambio, la cortisonala hi&rocortisona y las &ro+as antinlamatorias no esteroi&eas tien&en a &arleestabili&a&"

'os lisosomas &e los leucocitos y macra+os inter-ienen en la &eensa &el or+anismocontra las bacterias y los -irus" En casos como el &e la tuberculosis y la le(ra lasbacterias son resistentes (or la (resencia &e com(onentes es(eciales &e la (are&celular y sobre-i-en &entro &e los macra+os" 'o mismo suce&e en ciertas(arasitosis y micosis >(or e4em(lo en la to)o(lasmosis7"

LAS ENFERMEDADES POR ACUMULACI$N 5TESAURISMOSIS6SE DE?EN A MUTACIONES 'UE AFECTAN A LAS EN7IMAS

LISOS$MICAS)

Hay -arias enerme&a&es con+.nitas en las /ue la (rinci(al alteracin com(ren&e laacumulacin intracelular &e sustancias, como +luc+eno y +lucol%(i&os" *e trata &e lasenerme&a&es (or acumulacin, (ro&uci&as (or una acumulacin /ue aecta a una &elas enzimas lisosmicas in-olucra&as en el catabolismo &e una sustancia &etermina&a"Por e4em(lo, en la +luco+enosis ti(o II, el h%+a&o y el msculo a(arecen ocu(a&os (or

+luc+eno &entro &e los or+anoi&es ro&ea&os (or membrana" En este caso alta la Q+locosi&asa, enzima /ue &e+ra&a el +luc+eno a +lucosa"

En al actuali&a& se conocen unas 8= enerme&a&es en las /ue tienen (artici(acin loslisosomas y en la mayor%a hay acumulacin &e +lucol%(i&os y +lucosamino+lucano" Enellas alta una &e las enzimas lisosmicas >+lucosi&asa, sulati&asa, etc"7

$uchas &e las enerme&a&es (or acumulacin &e +lucoesin+ol%(i&o aectan elcerebro, ya /ue estos l%(i&os abun&an en la -aina &e mielina >(or e4em(lo, esto se -een la enerme&a& &e Tay*achs, en la &e NiemannPic, etc"7" En estos (acientes las%ntesis &e los esin+ol%(i&os es normal, (ero lue+o, como no son &e+ra&a&os, seacumulan en los lisosomas

LAS C&LULAS 3EGETALES TIENEN LISOSOMAS 'UEINTER3IENEN EN LA GERMINACI$N DE LAS SEMILLAS

En las c.lulas -e+etales se han i&entiica&o tamBbi.n or+anoi&es /ue contienenenzimas &i+esti-as"


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En los embriones &e la semilla &e ma%z las +ran&es c.lulas (aren/uimatosas-acuola&as contienen &i-ersas enzimas lisosmicas >(roteasa, carbo)i(e(ti&asa,1!Nasa, 1RNasa, amilasa, Q+lucosi&asa, etc"7"

'a en&ocitosis es un (roceso celular, (or el /ue la c.lula intro&uce en su interiormol.culas +ran&es o (art%culas, y lo hace en+lob2n&olas en una in-a+inacin &e lamembrana cito(lasm2tica, orman&o una -es%cula /ue termina (or &es(ren&erse eincor(orarse al cito(lasma"

Cuan&o la en&ocitosis &a lu+ar a la ca(tura &e (art%culas se &enomina a+ocitosis, ycuan&o son solamente (orciones &e l%/ui&o las ca(tura&as, se &enomina (inocitosis"'a (inocitosis atra(a sustancias &e orma in&iscrimina&a, mientras /ue la en&ocitosisme&ia&a (or rece(tores slo incluye al rece(tor y a a/uellas mol.culas /ue se unen a&icho rece(tor, es &ecir, es un ti(o &e en&ocitosis muy selecti-o"

'a en&ocitosis es (or e4em(lo el m.to&o /ue utilizan las neuronas (ara recu(erar un

neurotransmisor libera&o en la

brecha sin2(tica, (ara ser reutiliza&o" *in este (roceso, se (ro&ucir%aun racaso en la transmisin &el im(ulso ner-ioso entre neuronas"

ENDO

CITOSIS


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El (roceso contrario a la en&ocitosis es la e)ocitosis" En&ocitosis y e)ocitosis son &os(rocesos /ue est2n re+ula&os (or la c.lula (ara mantener constante la membrana(lasm2tica, ya /ue (ermiten su re+eneracin (ues los a+osomas /ue contienen lasmol.culas a+ocita&as se orman a (artir &e la membrana (lasm2tica y cuan&o el(roceso &e &i+estin celular lle-a&o a cabo (or los lisosomas inaliza se lle-a a cabo la

e)crecin celular (or e)ocitosis recu(er2n&ose la membrana utiliza&a (ara laormacin &el a+osoma"

'a -es%cula orma&a se llama en&osoma /ue usionar2 con un lisosoma &on&e se(ro&uce la &i+estion intracelular &el conteni&o &e .sta"

'as c.lulas /ue lle-an a cabo la (inocitosis (resentan una re+in en la membrana(lasm2tica /ue est2 recubierta (or una (rote%na>la clatrina7 en su cara citoslica, &eorma /ue cuan&o la mol.cula se &e(osita sobre esa re+in &e membrana se orma unca(arazn re-esti&o /ue la ro&ea, (osteriormente (er&er2 ese re-estimiento (ara

(o&er ser &i+eri&a (or los lisosomas"

'as c.lulas a+ociticas es(ecializa&as (resentan rece(tores &e membrana /ue cuan&ocontactan con ra+mentos celulares in&ucen la ormacin &e (seu&(o&os /ue larecubren orman&o los a+osomas"

Posteriormente los lisosomas se usionan con la (are& &e los a+osomas -ertien&o susenzimas hi&rol%ticas /ue actan a (H 2ci&o>(r)imo a


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'a incor(oracin &e -es%culas (or la c.lula, ue obser-a&a(rimero (or E&Sar&s en la ameba y (or 'eSis en c.lulasculti-a&as" E)iste en reali&a& &os ti(os &e (inocitosis5 a7 lacaracter%stica &e (rotozoarios y &e ciertas c.lulasculti-a&as, conoci&a como macro(inocitosis

/ue in-olucra -es%culas &e m2s &e ="8um,llama&as macro(inosomas0 b7 la /ue(osee la casi totali&a& &e las c.lulas &elos or+anismos su(eriores, &enomina&amicro(inocitosis, /ue obe&ece a un mecanismo&ierente y no (ue&e -isualizarse en elmicrosco(io (tico, ya /ue sus micro(inosomaso -es%c ulas &e (inocitosis mi&en


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in-erso se obser-a /ue lue+o &e macro(inocitar, la ameba in+iere un nmero muyinerior &e cilia&os (ara alimentarse"

'a macro(inocitosis est2 relaciona&a con la cubierta celular /ue re-iste a la membrana(lasm2tica" na (rote%na luorescente (ue&e concentrarse


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Este (roceso /ue re(resenta una es(ecie &e tr2nsito &e corta &istancia y /ue (asa (oralto los com(artimientos intracelulares y (ermite el (asa4e &e l%/ui&o a tra-.s &e lac.lula, se &enomina transcitosis"

'a (inocitosis a&sorti-a, es(eciica a me&ia&a (or rece(tores es un (roceso mucho

m2s +eneraliza&o /ue el anterior y sus mecanismos &e (ro&uccin son bienconoci&os" Com(ren&e la (resencia &e rece(tores transmembranosas (ara &i-ersosli+an&os e)tracelulares" Estos rece(tores se concentran en zonas o (arches &e lamembrana, (or &entro &e los cuales se obser-a un material ilamentoso &ensoasocia&o"

'ue+o &e la unin con el li+an&o, estas 2reas comienzan a in-a+inarse y orma lasllama&as ositas recubiertas, (ara lue+o (roun&izarse y cerrarse como -imosanteriormente y &ar ori+en a las -es%culas con cubierta o recubiertas"

*e ha &emostra&o /ue los rece(tores trasn membranosos (oseen un &ominiointracelular /ue se une a una (rote%na &enomina&a a&a(tina /ue me&ia la a&hesin &elos rece(tores a otra (rote%na intracelular, la clatrina" El con4unto rece(tor a&a(tinaclatrina es el /ue me&ia la a&hesin al li+an&o y +enera las tensiones necesarias (ara&eormar y (le+ar esas zonas &e la membrana &e mo&o &e ori+inar la osita y (orltimo la osita con cubierta" El cierre &el cuello &e las -es%culas y la consi+uientese(aracin &e las membranas (lasm2ticas est2n me&ia&os (or una (rote%na conoci&acomo &inamina, &e la amilia &e (rote%nas motoras microtubulares"

Es (osible aislar y (uriicar las -es%culas con cubierta" Con coloracin ne+ati-amuestran un enre&a&o &e (ent2+onos y he)2+onos /ue constituyen la cubierta" 'ascestas &e clatrina se arma y &esarma muy r2(i&o, a me&i&a /ue lo re/uiere el ciclouncional &e la -es%cula"

tilizan&o un m.to&o &e crioractura /ue (ermite obtener una -ista tri&imensional seha obser-a&o /ue a su comienzo &e su ormacin la 4aula &e clatrina &e la osita concubierta est2 com(uesta (or he)2+onos" 'ue+o, cuan&o la osita em(ieza ain-a+inarse, a(arecen (ent2+onos en la cubierta"

Esta transormacin &e he)2+onos a (ent2+ono (o&r%a ser el mecanismo +enera&or&e uerza (ara la ormacin &e la -es%cula con cubierta" Con el microsco(io electrnico

(ue&e obser-arse in -itro el arma&o &e la cubierta &e clatrina" 'a uni&a& &e arma&o esun tr%mero >&enomina&o tambi.n tris/uelin7 /ue tiene tres (rolon+aciones &e ;;,


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(rote%nas menores y una &e ellas >ca&ena li-iana &e la clatrina7 sir-e (ara unir lostris/ueliones"

1socia&as a las -es%culas se i&entiico una (rote%na, la &inamina cuya uncin ser%a la&e cerrar el cuello &e a/uellas &e mo&o &e liberarlas &e la membrana (lasm2tica"

FAGOCITOSIS

'a a+ocitosis en un (roceso celular en la cual la c.lula e)tien&e sus (rolon+aciones(ara incor(orar material e)tracelular &estina&o (ara ser &estrui&o (or los lisosomas"

'a a+ocitosis se encuentra en +ran nmero &e (rotozoos y en ciertas c.lulas&e metazoos, y en estos ltimos constituye +eneralmente un me&io &e&eensa contra (art%culas e)traas, el

or+anismo como bacterias, (ol-oatmos.ricos y &i-e rsos coloi&es"

'a a+ocitosis &e sustancias e)traasse haya &esarrolla&a solo en &osc.lulas &e los or+anismos su(eriores5los leucocitos neutrilos &e la san+recuan&o (asan a los te4i&os y las c.lulas&e ori+en monoc%tico /ue suelena+ru(arse con la &enominacin +en.rica &e

sistema monoc%ticomacro2+ico mononuclea&o"'as c.lulas /ue (ertenecen a esta ltimacate+or%a son los histiocitos &el te4i&o conecti-o, las c.lulas &e la micr+lia &el sistemaner-ioso, los osteoclastos &el hueso, las c.lulas &e -on u(er &el h%+a&o y muchasotras /ue no son sino -ariantes con &ierentes nombres &el macra+o &eri-a&o &elmonocito, to&as ellas son ca(aces &e in+erir no solo bacterias, (rotozoos y restoscelulares, sino tambi.n (art%culas m2s (e/ueas &e naturaleza coloi&al" En este casoel (roceso recibe el nombre &e ultra a+ocitosis, aun/ue en reali&a& es una orma &e(inocitosis"

3tros ti(os celulares /ue en un tiem(o ueron &escritos como a+oc%ticos, como&i-ersos en&otelios, no (resentan en reali&a& a+ocitosis ya /ue solo ca(ta materiale)tra celular, &el ti(o &e los colorantes -itales o coloi&es electrone+ati-os, (or me&io&e (inocitosis"

En los (rotozoos, la a+ocitosis est2 %ntimamente li+a&a al mo-imiento ameboi&e" 'asamebas in+ieren (art%culas -oluminosas, incluso micror+anismos, ro&e2n&olas &e(seu&(o&os hasta constituir una -acuola, &entro &e la cual se (ro&uce la &i+estin &ealimento"

1l analizar el (roceso &e a+ocitosis se &istin+uen &os enmenos &istintos" El (rimero

es la a&hesin o a&sorcin &e la (art%cula a la su(ericie e)terna &e la membrana(lasm2ticaen el /ue inter-ienen rece(tores es(ec%icos, y el se+un&o su (enetracin


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(ro(iamente &icha en la c.lula, /ue incluye mo-imientos acti-os en los /ue (artici(a elcito es/ueleto &e actina y sus (rote%nas asocia&as"

En los a+ocitos humanos, los &os rece(tores &e membrana /ue me&%an la ase &ea&hesin son &os (rote%nas transmembranosas5 los rece(tores C9 y Fc"

*e ha &escrito un ti(o &e a+ocitosis no me&ia&a (or rece(tores, con la ormacin &elas llama&as -acuolas (arasitotricas"

En al+unas ocasiones ha si&o (osible &isociar las &os ases &e la a+ocitosis" 1s%, aba4a tem(eratura las bacterias (ue&en a&herirse al cito(lasma &e los leucocitos sin serin+eri&as (osteriormente"

tilizan&o citocalasina M, &ro+a /ue &esor+aniza los ilamentos &e actina, se obser-o/ue la a+ocitosis tambi.n se inhibe, (ero no la (inocitosis"

'a a+ocitosis es un mecanismo acti-o ene el senti&o &e /ue la c.lula utiliza ener+%a(ara lle-arlo a cabo" !urante la a+ocitosis (or leucocitos se (ro&uce la llama&ae)(losin metablica, con aumento si+niicati-o &el consumo &e o)%+eno, &e laincor(oracin &e +lucosa y &el &es&oblamiento &e +luc+eno, con +eneracin &e aninsu(er)i&o, (er)i&os y &eri-a&os halo+ena&os /ue son +ermici&as" 'a in&uccin &ela a+ocitosis (ro&uce tambi.n un incremento &e la s%ntesis &e 2ci&o osrico yosati&ilinositol"

na -ez en el interior &e la c.lula, el a+osoma es &es(laza&o (or trans(ortemicrotubular hacia la re+in &el Gol+i, &on&e est2n los lisosomas (rimarios" Estos seusionan con a/u.llos, liberan su conteni&o y orman lisosomas secun&arios>heteroa+osoma7"

1 &ierencia &e los (rocesos &e (inocitosis /ue analizaremos a continuacin, en laa+ocitosis e)iste un mecanismo &e mo-imientos acti-os &e la zona cortical &elcito(lasma /ue se (royecto o e)tien&e en %ntima a&hesin con la su(ericie &elmaterial e)tracelular /ue se termina incor(oran&o" 'os a+osomas resultantes suelenser +ran&es, ya /ue contienen cuer(os &e +ran tamao como bacterias, restoscelulares y aun c.lulas nuclea&as enteras, y son -isualiza&os con el microsco(io(tico in-ariablemente su conteni&o est2 &estina&o a ser &i+eri&o (or usin con los

lisosomas"

ETAPAS DE LA FAGOCITOSIS

QUIMIOTXIS

Es la eta(a &e mo-ilizacin y reclutamiento &e leucocitos, (or me&io &e interaccionescelulares, a la zona o te4i&o lesiona&o" El a+ocito se a&hiere le-emente a la su(ericie&el en&otelio (re-iamente acti-a&o (or citocinas, a tra-.s &e uniones moleculares &e


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ba4a aini&a& entre rece(tores en el leucocito y selectinas sobre la su(ericie en&otelial>selectina E y selectina P, (or e4em(lo7"

El lu4o san+u%neo laminarem(u4a a los leucocitos as%

a&heri&os en &ireccin &e lacorriente san+u%nea"

El a+ocito se &es(e+a &e lasinteracciones corrientearribay sus li+ an&os &e membranase unen a nue-as selectinascorrienteaba4o" El resulta&oes un mo-imiento neto a lolar+o &e la su(ericie

en&otelial" 3tras mol.culas/ue (artici(an en estamo-ilizacin son lasmol.culas &e a&hesin-ascular >#C1$67(resentes en el en&otelio, cuyos li+an&os corres(on&ientes est2n &e (reerencia sobrelinocitos T y eosinilos"

En un (unto es(ec%ico &etermina&o (or la (resencia y acti-acin &e /uimiocinas, losa+ocitos mo-iliza&os establecen interacciones intercelulares &e +ran aini&a& con elen&otelio (or me&io &e inte+rinas y otros li+an&os en&oteliales" En es(ecial lasmol.culas en&oteliales 'F1a, CR9 y #'1; se a&hieren a li+an&os es(ec%icos sobrelos a+ocitos, entre ellos #C1$6 e IC1$6" 'a e)(resin &e estos li+an&os sobre lasu(ericie &el a+ocito es re+ula&a (or (rote%nas inlamatorias como el TNF y la I'6"

ADHERENCIA

Es en ese (unto &e mo-ilizacin lenta /ue los a+ocitos, atra%&os (or +ra&ientes &econcentracin &e las /uimiocinas, atra-iezan el e(itelio -ascular hacia el oco &eineccin (at+ena"

3tros rece(tores sobre la membrana &e los leucocitos y otros a+ocitos actan comomecanismos &e a&herencia sobre los microor+anismos, sea a (ro&uctos microbianoses(ec%icos o sobre o(soninas &el sistema inmune &el hos(e&a&or"

Rece(tor &e manosa" Este rece(tor tiene aini&a& (or los com(onentes &e manosa(resentes en las +luco(rote%nas y +lucol%(i&os &e las (are&es celulares microbianos"

*ca-en+er" Estos rece(tores se unen &irectamente a microor+anismos y a moleculas&e '!' mo&iica&as"

C!6;" Es un li+an&o con (reerencia es(ec%ica al li(o(olisac2ri&o (resente en ciertasbacterias y est2 asocia&o a un rece(tor ti(o Toll"


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Transmembrana &e L helices ala" Es un rece(tor recientemente &escubierto, cuyauncin est2 asocia&a a seales &e /uimiocinas y ciertos (.(ti&os microbianos"

Rece(tores (ara los ra+mentos Fc &e los anticuer(os o(sonizantes I+G8 e I+G9"

INESTI!N

'a unin a rece(tores &e a&herencia (romue-e seales &e comunicacin intracelular/ue resultan en la in-a+inacin &e la membrana &el a+ocito ro&ean&o al rece(tor y suli+an&o (ato+.nico" 1l ro&ear (or com(leto al com(le4o rece(tor5mol.cula, lamembrana se une en sus e)tremos y libera al interior &e la c.lula un a+osoma" Esto(ue&e ocurrir en m2s &e un (unto &e la membrana celular"

DIESTI!N

'os a+ocitos cuentan con -aria&os mecanismos microbici&as, los cuales se acti-an alaco(lar el a+osoma con un lisosoma intracelular" 'as enzimas &el lisosoma se liberan&entro &el recien orma&o a+olisosoma actuan&o sobre su conteni&o" 3troscom(onentes t)icos usa&os en la &i+estin &e microor+anismos son losInterme&iarios Reacti-os &el 38 y el )i&o n%trico"

'a En&ocitosis $e&ia&a Por Rece(tor >Emr7

Es otra orma &e en&ocitosis, /ue &iiere &e la a+ocitosis o la (inocitosis en -ariosas(ectos"

El E$R (ermite a las c.lulas tomar macromol.culas es(ec%icas llama&as

li+an&os, tales como (rote%nas /ue li+an la insulina >una hormona7, transerrina


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>una (rote%na /ue se li+a al hierro7 o (orta&ores &e colesterol y li(o(rote%nas &eba4a &ensi&a&"

El E$R re/uiere &e rece(tores &e membrana es(ec%icos, (ara reconocer un

li+an&o (articular y unirse a el"

'os com(le4os li+an&orece(tor mi+ran a lo lar+o &e la su(ericie &e la

membrana a estructuras llama&as hoyos re-esti&os" Uusto &entro &elcito(lasma, estos hoyos est2n bor&ea&os &e una (rote%na, la cual (ue&e(olimerizarse en una estructura en orma &e 4aula" Cuan&o la 4aula se orma, seorma una -es%cula &e membrana"

'as -es%culas se mue-en &entro &el cito(lasma, lle-an&o el li+an&o &el lui&o

e)tracelular &entro &e la c.lula" 'os materiales uni&os al li+an&o, tales comohierro o colesterol, son mo-i&os &entro &e la c.lula, mientras el li+an&o -ac%o

re+resa a la su(ericie, o el li+an&o (ue&e ser &estrui&o"

E@OCITOSIS)

Es un (roceso /ue tiene como ob4eti-o la e)crecin &e sustancias" Encontramos eneste (roceso la e)crecin &e enzimas y (rote%nas o l%(i&os" En el caso &e las enzimas,lue+o &e ser sintetiza&as (or los ribosomas en el ret%culo en&o(lasm2tico ru+oso -an acum(lir unciones &e anabolismo o catabolismo (roteico, &e +lci&os, &e l%(i&os o2ci&os nucleicos"

En el caso /ue cum(lan unciones &e anabolismo (roteico, se trasla&an al reticulo &e+ol+i, y (osteriormente a -acuolas, y (or ltimo se (ro&uce el (roceso &e e)ocitosis"

En el caso /ue cum(lan unciones &e anabolismo &e +lci&os, se trasla&an al citosol, y(orsteriormente se realiza e)ocitosis"

En el caso &e las (roteinas siem(re se -an a trasla&ar al ret%culo &e +ol+i, &on&ema&uran y (osteriormente se (ro&uce la secrecin"

En los l%(i&os, se sintetizan en el ret%culo en&o(lasm2tico liso y lue+o son se+re+a&osen el ret%culo &e +ol+i"

'a e)ocitosis es el (roceso me&iante el cual se secretan &ierentes ti(os &e mol.culasconteni&as en una -es%cula cito(lasm2tica &e una c.lula al es(acio e)tracelular,e)(res2n&ose en to&as las c.lulas eucariotas" 'a e)ocitosis im(lica la usin &e lamembrana -esicular a la membrana (lasm2tica, &e manera calcio &e(en&iente" 'ae)ocitosis se ha es(ecializa&o +ran&emente en c.lulas secretoras y neuronas, esaltamente re+ulable y se &enomina e)ocitosis re+ula&a" Posterior a la e)ocitosis la

-es%cula es recu(era&a (or el mecanismo &e en&ocitosis /ue tambi.n se haes(ecializa&o y es re+ulable en cierto ti(o &e c.lulas"


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'a +emacin &e -es%culas nue-as &e &ierentes com(artimentos &e la c.lula como ela(arato &e Gol+i y el ret%culo en&o(lasm2tico tambi.n es un (roceso constituti-oe)(resa&o en to&as las c.lulas"

Hay /ue &ierenciar la e)ocitosis re+ula&a &e la e)ocitosis constituti-a (or la cual las

c.lulas trans(ortan elementos &e membrana y (rote%nas cont%nuamente a lamembrana (lasm2tica" *in embar+o hay muchos (asos en los cuales estos &osmecanismos se aseme4an

3ESICULAS CON CU?IERTA) ENDOSOMAS

F0nciones de las vesc0las con c0ier-a) Endoci-osis *ediada +orrece+-ores'as c.lulas tienen al menos 6= ti(os &ierentes &e membrana con com(osicin li(%&ica

y (roteica caracter%stica"

*in embar+o, Vcmo es /ue esta membrana se mantiene a (esar &e /ue (or esta(asan constantemente &istintas sustancias /ue (o&r%an mo&iicar su com(osicinW,(ara res(on&er esto, se ha su(uesto la e)istencia &e micro&ominios en los cuales est2limita&a, en cierta me&i&a, la &iusin lateral &e los com(onentes &e la membrana"

*e obser-an -es%culas con cubierta en muchas c.lulas en las /ue (ro&uce unaen&ocitosis selecti-a &e trocitos &e membrana y macromol.culas &e las membranas

(lasm2ticas" Este tr2nsito ocurre tambi.n en &ireccin o(uesta es &ecir, hacia lamembrana y asimismo entre &ierentes com(artimientos &e la membrana intracelular>(or e4em(lo, RE y com(le4o &e Gol+i7"


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'a uncin &e las -es%culas con cubierta(arece estar &irectamente relaciona&acon el tr2nsito intracelular &e membranas"

Cabe &estacar /ue no to&o el tr2nsito

intracelular &e membranas me&ia&o (or-es%culas recubiertas &e(en&e &e-es%culas con clatrina" E)iste un tr2nsitoconstituti-o entre el RE y el Gol+i, entrelas cisternas &e Gol+i y entre el ret%culotransGol+i, me&ia&o (or -es%culasrecubiertas (or coatmeros" Estas(rote%nas com(ren&en -ariassubuni&a&es llama&as C3P*, y (ara suensamble y la ormacin &e -es%culasre/uieren0 a &ierencia &e la clatrina, el uso &e 1TP"

1l contrario &e la en&ocitosis ines(ec%ica en la cual el trans(orte es m2s bienin&iscrimina&o, el sistema &e -es%culas con cubierta es selecti-o" 'as cestas &eclatrina en-uel-en re+iones es(eciales &e la membrana y las mantienen como unauni&a& o micro&ominio en tanto son transeri&as a otras re+iones &e la c.lula" En lamembrana (lasm2tica las ositas con cubierta actan como una es(ecie &e&iscrimina&or molecular /ue selecciona al+unas re+iones &e la membrana (ara seren&ocita&as, (ero e)cluye otras" En a&icion, 4unto con la (rote%na, el com(onenteli(%&ico &e la membrana tambi.n es in-a+ina&o (ara ormar la -es%cula con cubierta"

En el momento actual se atribuyen a las -es%culas con cubierta numerosas unciones(articulares0 to&as ellas est2n reeri&as al tr2nsito &e membranas y &e materialesuni&os a rece(tores es(eciales" He a/u% al+unos e4em(los5

Incor+oracin de vi-elo en el ovoci-o de /allina)'a -itelo+enina es la (rinci(al (rote%na &el -itelo &el hue-o, trans(orta&a &es&e el(lasma san+u%neo al o-ocito (or me&io &e -es%culas con cubierta" En un hue-o &e+allina se calcula /ue hay 6=6;rece(tores /ue cubren +ran (arte &e la membrana y/ue (or &%a se (ue&en incor(orar 6 +ramo &e (rote%na" 'as (rote%nas &el -itelo seacumulan hasta /ue se (ro&uce el &esarrollo embrionario, cuan&o son a+ocita&as(or el saco -itelino" En ese momento los (ro&uctos catablicos son utiliza&os (or

el embrin"

Trans.erencia de in*0no/lo0linas 5I/G6 *a-ernas del .e-o)En los animales su(eriores, el trans(orte &el I+G a tra-.s &e la (lacenta (ro-ee alreci.n naci&o un con4unto &e anticuer(os /ue le (ermiten (rote+erse, cuan&o elsistema inmune no se ha &esarrolla&o (or com(leto" Esta (roteccin secom(lementa con la en&ocitosis &e anticuer(os &e la leche materna en el intestino&el nio"

Incor+oracin de *acro*ol;c0las < s0s-ancias 0nidas a +ro-enas5+oree*+lo: coles-erol, >ierro < vi-a*ina ?"6)

Esta uncin im(lica en&ocitosis me&iante rece(tores &e hormonas (roteicas yactores e(i&.rmicos &e crecimiento como insulina, +ona&otroinas, actor


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e(i&.rmico, transerrina>(rote%na trans(orat&ora &e hierro7" El mismo mecanismoacta tambi.n en la (enetracion &e to)inas>como la to)ina &it.rica7 y &e al+unos-irus"

Reciclado de *e*ranas a +ar-ir de /r4n0los secre-orios < vesc0las

sin4+-icas)En to&os estos e4em(los y en otros hay rece(tores es(eciales en las ositas concubierta &e la membrana" Estos rece(tores reconocen y i4an las mol.culas &on&elue+o son incor(ora&as -es%culas con cubierta (or este mecanismo en&oc%tico"

Para consi&erar m2s &etalles, la uncin &e la -es%cula con cubierta la utilizaremos encaso &e la incor(oracin &e li(o(rote%nas &eba4a &ensi&a& >'!'7 trans(orta&as &ecolesterol en ibroblastos humanos" 'a '!' es una (art%cula +ran&e /ue se ori+ina enel h%+a&o y circula en el (lasma san+u%neo"

En un ibroblasto culti-a&o hay cerca &e 6==== rece(tores /ue se reconocen me&ianteel uso &e '!' uni&a a erritina" *i este com(le4o se a+re+a a ;XC, se (ro&uce lai4acin al rece(tor (ero no se inicia la en&ocitosis"'as (art%culas &e '!'erritinaocu(an el 8Y &e la su(ericie celular y se hallan en ositas con cubierta" *i lue+o secalienta la c.lula a 9LX C, en (ocos minutos el com(le4o &esa(arece &e la su(ericie yse lo encuentra en -es%culas con cubierta &e clatrina y m2s tar&een en&osomas ylisosomas" En los 'isosomas las '!' se &e+ra&an y el colesterol /ue&a libre (ara


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incor(orarse a a las membranas"

Cabe mencionar /ue el rece(tor &e '!' ha si&o (uriica&o y secuencia&o" El estu&io&e la s%ntesis &e ese rece(tor se acilit (or el hallaz+o &e &eectos +en.ticos /uecausan la enerme&a& llama&a hi(ercolesterolemia amiliar, en la cual se (ro&uce unaaterosclorosis amiliar" Estas mutaciones blo/uean el mo-imiento &e los rece(tores&es&e el RE al a(arato &e Glo+i y &es&e la membrana (lasm2tica a las -es%culas concubierta" Como resulta&o, nohay &e+ra&acin &e'!' en los lisosomas"

3tra manera &e &etectar las &e(resiones y -es%culas con cubierta es me&iante el uso

&e anticuer(os anticlatrina" En ibroblastos culti-a&os se obser- /ue esta (rote%naest2 concentra&a en la re+in (erinuclear" 1(arece tambi.n en orma &e (untos sobrela su(ericie celular, en re+iones /ue (ue&en ser i&entiica&as como ositas concubierta y /ue com(ren&en cierta (orcin &e la membrana (lasm2tica" El (roceso &eormacin &e la -es%cula con cubierta es muy r2(i&o0 se ha estima&o /ue en menos &euna hora (ue&e en&ocitar el e/ui-alente &e to&a la membrana (lasm2tica" Esto im(licaun r2(i&o recicla4e &e las mol.culas &eclatrina y &el rece(tor nue-amente hacia lamembrana (lasm2tica" 'a internalizacin&e las -es%culas con cubierta ya orma&asim(lica tambi.n la uncin &e microilamentos &e actina /ue se hallan uni&os a estesistema en&ocittico"

3esc0las con c0ier-a < -ransi-o in-racel0lara &i4imos /ue, a(arte &e la en&ocitosis selecti-a, las -es%culas con cubiertainter-ienen en otros mecanismos &e trans(orte entre las membranas intracelulares"no &e los m2s interesantes es el (ro(orciona&o (or el trans(orte &e las (rote%nas &ecubierta &el -irus &e la estomatitis -esiculosa>#*#7 &es&e el RE hasta la membrana(lasm2tica" Esta (rote%na, &enomina&a (rote%na G>una +luco(rote%na +lucolisa&a en 8sitios7, es (ro&uci&a en el RE y trans(orta&a al 1(arato &e Gol+i y lue+o a lamembrana (lasm2tica" 'a uncin &e las -es%culas con cubierta es la &e seleccionar ytrans(ortar la (rote%na G hasta su &estino inal" En la su(ericie celular las re+iones/ue contienen la (rote%na G se inte+ran con el -irion >/ue contiene 1RN y otras(rote%nas7 (ara ormar el -irus ma&uro, /ue emer+e (or +emacin &e la su(ericie &e


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la c.lula" 'a c.lula inecta&a con el #*# contiene (rote%na G y clatrina en canti&a&escasi este/uiometricas"

En con&iciones e)(erimentales, el estu&io &el tr2nsito &e la (rote%na G &es&e el sitio&e s%ntesis en el RE hasta el &estino inal en la membrana (lasm2tica se -e acilita&o

(or el hecho &e /ue la (rote%na es +lucosila&a (rimero en el e(rote%na G6 y lue+oterminalmente en el com(le4o &e Gol+i Z(rote%na G8">'a &ierencia entre G6 y G8estriba en /ue la (rimera es sensible a una en&o+lucosi&asa y la se+un&a es resitentea la enzima"7

1cerca &e la cin.tica &e la s%ntesis &e la (rote%na G5 si se inectan c.lulas con el #*# yse a%slan , se -e con cubierta en &ierentes inter-alos, se obser-an 8 ciclos567 unocorres(on&iente a G6 > en los (rimeros6< minutos7, /ue re(resenta(roblablemente a las -es%culas con

cubierta /ue -an &es&e el RE hacia elGol+i087un se+un&o ciclo> /uecomienza m2star&e7, su(uestamenteasocia&o con las -es%culas concubierta /ue trans(ortan (rote%na G8&es&e el Gol+i hacia la membrana(lasm2tica" To&os los (asos /uecom(ren&e a car+o &e las -es%culascon cubierta &e(en&en &e ener+%a y(ue&en ser &eteni&os (or inhibi&ores &e la res(iracin celular" En relacin con eltransito intracelular, la c.lula (olariza&a e(itelial (lantea (roblemas es(eciales" En estecaso las (rote%nas &e membrana (ue&en se+re+arse e incor(orarse tanto en la re+inluminal como en la base lateral &e la su(ericie celular" En estas c.lulas hay unionesestrechas /ue son im(ortantes (ara establecer &ierencias re+ionales en lasmembranas" Estas &ierencias han (o&i&o &emostrarse me&iante el uso &e 8 -irus /uebrotan &e la celula con (olari&a&es &ierentes" Por e4em(lo, mientras el -irus &e laestomatitis -esicular y la +luco(rote%na G salen (or las re+in basolateral, el -irus &e la+ri(e es trans(orta&o &irectamente a la su(ericie luminal" Estos resulta&os su+ieren/ue las +luco(rote%nas (ue&en salir &el Com(le4o &e Gol+i y &iri+irse (or me&io &e-es%culas trans(orta&oras a re+iones es(ec%icas &e la membrana celular"

Como conclusin +eneral (o&emos &ecir /ue me&iante el uso &e -es%culas concubierta la c.lula resuel-e el (roblema &e la seleccin y el trans(orte &e &ierentes


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(rote%nas y l%(i&os" En consecuencia, es -2li&o consi&erar /ue estas -es%culas son losinterme&iarios cla-es en la mayor (arte &e las unciones &e seleccin y trans(orte /uese &esarrollan &entro &e las c.lulas eucariticas"

El endoso*a < el -r4nsi-o de li/andos rece+-ores

En los ltimos aos, numerosas e-i&encias a(oyan la e)istencia &e otro or+anoi&e, elen&osoma o rece(tosoma, relaciona&o con el tr2nsito &e li+an&os y rece(tores" 'aen&ocitois me&iante -es%culas cubiertas con clatrina es se+ui&a (or -es%culas y tbulos&e 8== a ;== nm /ue carecen &e cubierta y se mue-en en orma saltatoria" Estosen&osomas lle+an a la re+in &e Gol+i, &on&e se usionan con elementos tubulares &elret%culo trans Gol+i"

na caracter%stica im(ortante &el en&osoma es /ue su interior se aci&iica con ra(i&eza un PH entre < y


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he(atocitos" *e ha obser-a&o /ue la &e+ra&acin &e 1*GP es muy r2(i&a >minutos7 yla -i&a me&ia &el rece(tor es &e ;= horas" Esta &iscre(ancia (u&o e)(licarse me&ianteestu&ios&ese+uimiento &el li+an&o y &el rece(tor, marca&os con &ierentesmarca&ores inmunohisto/u%micos, realiza&os con el microsco(io electrnico" *eobser- /ue la 1*GP se une a las ositas con cubierta &e clatrina /ue contiene el

rece(tor" 'ue+o es ca(ta&a (or en&ocitosis en las -es%culas con cubierta0 esto esse+ui&o (or estructuras tbulo -esiculares /ue (ier&en la cubierta" 1 &ichosor+anoi&es se les &enomino CR' es &ecir, com(artimiento (ara el &esaco(lamiento&e rece(tores y li+an&os" En estos, la (arte -esicular contiene el li+an&o y se usionacon lisosomas;9


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c.lula, &e mo&o /ue su ener+%a (ue&a ser utiliza&a (ara la realizacin &e &ierentesunciones" 1l remo-erse la ener+%a &el 1TP, se reconstituye el 1!P, /ue -uel-e ain+resar ala mitocon&ria (ara recibir una nue-a car+a &e ener+%a"

'as mol.culas &e 1TP, al i+ual /ue las mitocon&rias, se encuentran en los sitios &e

consumo"

La ener/a es -o*ada de los ali*en-os:En las (lantas, (artien&o &el C38 y H83, la ener+%a lum%nica solar &a lu+ar a una serie&e reacciones /ue a&em2s &e +enerar 38, con-ierten la ener+%a lum%nica en ener+%a/u%mica, /ue /ue&a &e(osita&a en las uniones co-alentes &e las mol.culas -e+etales"'a ener+%a &e los alimentos -e+etales es toma&a (or los herb%-oros, /ue constituyenla uente &e ener+%a &e los carn%-oros" El hombre, herb%-oro o carn%-oro, recurre a

ambas clases &e alimentos"

'as sustancias alimenticias se clasiican en carbohi&ratos, +rasas, (rote%nas,minerales y H83, &ebi.n&ose &e incluir el 38" 'os alimentos in+resan al or+anismo(or el a(arato &i+esti-o, menos el 38 /ue in+resa (or el a(arato res(iratorio"

na -ez /ue la ener+%a ha si&o e)tra%&a &e los alimentos, /ue&an como (ro&uctos &e&esecho el C38 y el H83, a los /ue &eben sumarse unas sustancias &eri-a&as &elcatabolismo &e las (rote%nas"

No to&a la ener+%a &e(osita&a en las uniones /u%micas &e las mol.culas alimenticias

es traseri&a al 1TP, ya /ue &urante las sucesi-as reacciones /ue con&ucen a suormacin (arte &e esa ener+%a se con-ierte en calor" !ebe sealarse /ue en elescenario celular, &es&e el (unto &e -ista termo&in2mico, el calor +enera&o comoconsecuencia &e las reacciones /u%micas es tambi.n un (ro&ucto &e &esecho"

No obstante en t.rminos &e a(ro-echamiento &e ener+%a (ara (ro&ucir traba4o lasc.lulas (ue&en ser consi&era&as como m2/uinas sumamente eicientes ya /ue el ;=Y&e la ener+%a libera&a es utiliza&a (ara acti-i&a&es (ro-echosas y el =Y se &isi(acomo calor"

'a me4or (erormance lo+ra&a (or las c.lulas se &ebe a /ue &e+ra&an los alimentos

en orma +ra&ual, (or me&io &e enzimas /ue ellas mismas sintetizan" !e este mo&o la


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ener+%a (ro+resi-amente libera&a (or las enzimas es traseri&a al 1!P, tambi.n enorma +ra&ual, lo /ue hace /ue el 1TP se orme como m%nima +eneracin &e calor"

La ener/a de las *ol;c0las ali*en-icias es e=-rada *edian-eo=idaciones

'a mayor (arte &e la ener+%a conteni&a en las mol.culas &e los alimentos es e)tra%&ame&iante una sucesin &e o)i&aciones, al cabo &e las cuales el o)%+eno atmos.ricose une a los 2tomos &e hi&r+eno y &an ori+en a las mol.culas &e a+ua" Taleso)i&aciones se (resentan +ra&ualmente, liber2n&ose en al+unas (e/ueas (orciones&e ener+%a /ue han &e ser ca(tura&as (or el 1TP" *i las o)i&aciones no ueran+ra&uales to&a la ener+%a se &isi(ar%a sbitamente en calor"

!eber2 recor&arse /ue una mol.cula se o)i&a no slo cuan&o +ana un o)%+eno >37 sino tambi.n, cuan&o (ier&e un hi&r+eno >H7" En un senti&o +eneral to&a remocin &ee &e cual/uier 2tomo o mol.cula constituye una reaccin &e o)i&acin" *i el e

remo-i&o es a(orta&o (or un H, el H[ (ue&e (ermanecer en la mol.cula >/ueentonces /ue&a con car+a (ositi-a7 o (ue&e ser remo-i&o y (asar al me&io acuoso"lteriormente los e y los H[ (ue&en -ol-erse a unircom(onien&o nue-os 2tomos &eH, (or e4em(lo cuan&o son transeri&os cuatro emas cuatro H[ a una mol.cula &e 38y se ormen &os mol.culas &e a+ua" To&a o)i&acin &e un 2tomo o &e una mol.culaest2 ata&a a la re&uccin &e otro 2tomo o mol.cula, /ue entonces +anan hi&r+eno oe, o (ier&en o)%+eno"

En el e(icentro &e al+unas reacciones &e o)i&acin y re&uccin &urante el(rocesamiento &e los alimentos inter-ienen &os mol.culas interme&iarias car&inales5 lanicoti&amina a&enina &inucleti&o >N1!7 y la la-ina a&enina &inucleti&o >F1!7" En su

orma o)i&a&a la (rimera se (resenta con las si+las N1![, y en su orma re&uci&aN1!H" 'a se+un&a, con las si+las F1! F1!H8, res(ecti-amente"

"#a$%n a&'n%n &in(c#')ti&o*"AD+

El la-%n a&en%n &inucleti&o o &inucleti&o &e la-ina y a&enina >abre-ia&o F1!en su orma o)i&a&a y F1!H8 en su orma re&uci&a7 es una coenzima /ueinter-iene en las reacciones metablicas &e o)i&acinre&uccin"6 8

El F1! es una mol.cula com(uesta (or una uni&a& &e ribola-ina >-itaminaM87,9 uni&a a un (iroosato >PPi7, .ste uni&o a una ribosa y .sta uni&a a una

a&enina" Por tanto, la mol.cula es en reali&a& 1!P uni&o a ribola-ina0 otambi.n 1$P uni&o a la coenzima F$N"

El F1! es una coenzima /ue inter-iene como &a&or o ace(tor &e electrones y(rotones >(o&er re&uctor7 en reacciones metablicas re&o)0 su esta&o o)i&a&o>F1!7 se re&uce a F1!H8 al ace(tar &os 2tomos &e hi&r+eno >ca&a unoorma&o (or un electrn y un (rotn7, se+n la si+uiente reaccin5

Por tanto, al re&ucirse ca(ta &os (rotones y &os electrones, lo /ue lo ca(acita(ara inter-enir como &a&or &e ener+%a o &e (o&er re&uctor en el metabolismo"Por e4em(lo, el F1! >y tambi.n el N1!7 se re&uce en el ciclo &e Drebs y se

o)i&a en la ca&ena res(iratoria >res(iracin aerbica7";


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'a uncin bio/u%mica +eneral &el F1! es o)i&ar los alcanos a al/uenos,mientras /ue el N1![ >un coenzima con similar uncin7 o)i&a los alcoholes aal&eh%&os o cetonas" Esto es &ebi&o a /ue la o)i&acin &e un alcano >como elsuccinato7 a un al/ueno >como el umarato7 es suicientemente e)er+nicacomo (ara re&ucir el F1! a F1!H8, (ero no (ara re&ucir el N1![ a N1!H"

'a reo)i&acin &el F1!H8 >es &ecir, la liberacin &e los &os electrones y &os(rotones ca(tura&os7 tiene lu+ar en la ca&ena res(iratoria, lo /ue (osibilita laormacin &e 1TP >osorilacin o)i&ati-a7"

$uchas o)i&orre&uctasas, &enomina&as la-oenzimas o la-o(rote%nas,re/uieren F1! como coenzima (ara o)i&ar los substratos" Pero en el enzimasuccinato &eshi&ro+enasa, /ue o)i&a el succinato a umarato en el ciclo &eDrebs, el F1! es realmente un +ru(o (rost.tico, ya /ue est2 uni&o uerte y(ermanentemente a la enzima me&iante un enlace co-alente"

Nicotina,i&a a&'nina &in(c#')ti&o

El &inucleti&o &e nicotinami&a y a&enina, m2s conoci&o como nicotinami&aa&enina &inucleti&o >abre-ia&o N1![ en su orma o)i&a&a y N1!H en suorma re&uci&a7, es una coenzima encontra&a en c.lulas -i-as y com(uesta (orun &inucleti&o, ya /ue est2 orma&a (or &os nucleti&os uni&os a tra-.s &esus +ru(os osatos, sien&o uno &e ellos una base &e a&enina y el otro &enicotinami&a" *u uncin (rinci(al es el intercambio &e electrones e

hi&ro+eniones en la (ro&uccin &e ener+%a &e to&as las c.lulas"

En el metabolismo, el N1![ est2 im(lica&o en reacciones &e re&uccino)i&acin, lle-an&o los electrones &e una a otra" !ebi&o a esto, la coenzima seencuentra en &os ormas5 como un a+ente o)i&ante, /ue ace(ta electrones &eotras mol.culas" 1ctuan&o &e ese mo&o &a como resulta&o la se+un&a orma&e la coenzima, el N1!H, la es(ecie re&uci&a &el N1![, y (ue&e ser usa&ocomo a+ente re&uctor (ara &onar electrones" 'as reacciones &e transerencia&e electrones son la (rinci(al uncin &el N1![, /ue tambi.n se em(lea enotros (rocesos celulares, sien&o el m2s notable su actuacin como sustrato &e

enzimas /ue a&icionan o eliminan +ru(os /u%micos &e las (rote%nas en lasmo&iicaciones (ostra&uccionales" !ebi&o a la im(ortancia &e estas unciones,las enzimas in-olucra&as en el metabolismo &el N1![ son ob4eti-os (ara el&escubrimiento &e 2rmacos"

En los or+anismos, el N1![ (ue&e ser sintetiza&o a (artir &e biomol.culassencillas como los amino2ci&os &e tri(tano o 2ci&o as(2rtico" Comoalternati-a, se (ue&en obtener com(onentes m2s com(letos &e la coenzima a(artir &e los alimentos, como la -itamina llama&a niacina" 1simismo, seconocen com(uestos similares /ue (ro-ienen &e las reacciones /ue

&escom(onen la estructura &el N1![" Estos com(onentes (reorma&os (asanentonces a tra-.s &e un camino &e rescate /ue los recicla &e nue-o a la orma


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acti-a" Parte &el N1![ se con-ierte tambi.n en nicotinami&a a&enina&inucleti&o osato >N1!P[70 la /u%mica &e estas coenzimas relaciona&as essimilar a la &el N1![, (ero tiene &ierentes (a(eles en el metabolismo"

Los ali*en-os son de/radados +or eni*as1(enas los alimentos son in+eri&os, los (olisac2ri&os, l%(i&os y (rote%nas /ue losinte+ran comienzan a ser escin&i&os en mol.culas ca&a -ez m2s (e/ueas (or accin&e una enorme canti&a& &e enzimas" Estos (rocesos se cum(len &e mo&o /ue lasmol.culas /ue han si&o transorma&as (or unas enzimas son a su -ez (or otras /ueactan &es(u.s, y as% sucesi-amente" !e esta orma se establecen -er&a&erasca&enas metablicas, /ue al (rinci(io son (articulares (ara ca&a ti(o &e alimento, (ero/ue en las eta(as inales &e la &e+ra&acin molecular conluyen en una ca&enametablica comn"

'a escisin enzim2tica &e los

alimentos se (ro&ucen en -arios(asos sucesi-os, /ue tiene lu+ar entres escenarios or+2nicos5

El a(arato &i+esti-o

El citosol

'a mitocon&ria

La de/radacin eni*4-ica delos ali*en-os co*iena en el a+ara-o di/es-ivo'a (rimera eta(a en la escisin enzim2tica &e los alimentostiene lu+ar en la luz &el tubo &i+esti-o, es entoncese)tracelular" 1s% me&iante, al+unas enzimas (ro&uci&as (oral+unas c.lulas &el tubo &i+esti-o, los hi&ratos &e carbono se&e+ra&an en monosac2ri&oses(ecialmente +lucosa losl%(i&os >en su mayor%a tri+lic.ri&os7 se con-ierten en 2ci&os+rasos y +licerol, y las (rote%nas en monosac2ri&os" En losalimentos los monosac2ri&os se (olimerizan, orman&ocom(uestos /u%micos &e mayor tamao >almi&ones,+luc+eno y &e)trinas7" *ien&o el almi&n, el carbohi&rato

m2s comn en la &ieta"

"


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'a &i+estin &e los carbohi&ratos&es&obla los almi&ones y otros(ol%meros en monosac2ri&oscom(onentes a+re+an&o unamol.cula &e a+ua al com(uesto en

ca&a (unto &on&e se encuentranuni&os &os monosac2ri&ossucesi-os, as% en el tubo &i+esti-ohay enzimas /ue catalizan este(roceso &e hi&rlisis"

'os almi&ones y otros +ran&es carbohi&ratos se &i+ieren (or accin &e la (tialina &e lasali-a, amilasa &e 4u+o (ancre2tico, 2ci&o clorh%&rico &el estma+o y amilasa &elintestino &el+a&o (ro&ucien&o &isac2ri&os >maltosa e isomaltosa7"

'os (ro&uctos inales &e la &i+estin&e los carbohi&ratos son5 +lucosa,+alactosa y ructosa, como to&os los&eri-a&os &e la maltosa son +lucosa,as% como el &e los otros el (ro&uctoinal m2s abun&ante &e la &i+estin&e los carbohi&ratos es la +lucosa"

'ue+o &e ser absorbi&as (or ele(itelio intestinal (or me&io &e

(lie+ues mucosos, -ellosi&a&es ymicro-ellosi&a&es, estas mol.culasin+resan la san+re, &es&e &on&e(asan al interior &e la c.lula"

Para ase+urarse un abastecimientocontinuo &e ener+%a, las c.lulasalmacenan en el citosol (arte &e la+lucosa y 2ci&os +rasos en orma &e+luc+eno y tri+lic.ri&os" $as an

e)isten c.lulas es(ecializa&as en las /ue se &e(ositan +ran&es reser-as &e estasmol.culas(or e4em(lo +luc+eno en he(atocitos y tri+lic.ri&os en las c.lulasa&i(osas, &es&e las cuales se mo-ilizan cuan es necesario"

La /l0clisis -iene l0/ar en el ci-osol$e&iante una serie &e reacciones /u%micas a+ru(a&as ba4o el nombre &e +luclisis enlas /ue inter-ienen 6= enzimas localiza&as en el citosol, ca&a mol.cula &e +lucosa ,/ue (osee 2tomos &e carbono, &a lu+ar a &os mol.culas &e (i-urato, ca&a unacom(uesta con tres carbonos" !urante este (roceso /ue constituye la se+un&a (arte

&e la &e+ra&acin &e +lci&os se in-ierte la ener+%a &e &os 1TP, (ero se +eneran


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otros cuatro, &e mo&o /ue se (ro&uce una +anancia &e &os 1TP, uno (or ca&a(i-urato"

$2s an, una (arte &e la ener+%a libera&a &urante la +luclisis no es transeri&a al 1TP&irectamente sino /ue se (romue-e la re&uccin &e &os N1![, uno (or ca&a (i-urato"

*e &ice /ue los (i-uratos &e4an el citosol e in+resan a las mitocon&riasEs la -%a inicial &el catabolismo >&e+ra&acin7 &e carbohi&ratos, y tiene tres unciones(rinci(ales5

6" 'a +eneracin &e mol.culas &e alta ener+%a >1TP y N1!H7 como uente &eener+%a celular en (rocesos &e res(iracin aerbica >(resencia &e o)%+eno7 yanaerbica >ausencia &e o)%+eno7"

8" 'a +eneracin &e Piru-ato /ue (asar2 al Ciclo &e rebs, como (arte &e lares(iracin aerbica"

9" 'a (ro&uccin &e interme&iarios &e y 9 carbonos, los /ue (ue&en serocu(a&os (or otros (rocesos celulares"

Cuan&o hay ausencia &e o)%+eno >ano)ia o hi(o)ia7, lue+o /ue la +lucosa ha (asa&o(or este (roceso, el (iru-ato sure &e ermentacin, una se+un&a -%a &e a&/uisicin &eener+%a /ue, al i+ual /ue la +luclisis, es (oco eiciente" El ti(o &e com(uesto obteni&o&e la ermentacin suele -ariar con el ti(o &e or+anismo" En los animales, el (iru-atoermenta a lactato y en le-a&ura, el (iru-ato ermenta a etanol"

En las

*i-ocondrias se +rod0ce la descaro=ilacin o=ida-iva, el ciclo de res < la.os.orilacin o=ida-ivaPor accin &e un com(le4o multienzim2tico llama&o (i-urato &eshi&ro+enasa,(resentes en las mitocon&rias, ca&a (i-urato >9C7 se con-ierte en una mol.cula &e &oscarbonos"


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Esta mol.cula es un +ru(o acetilo /ue se une a una coenzima Z la coenzima 1 >Co17"Con la /ue com(one el acetilcoenzima 1 >acetil Co17" El carbono es remo-i&o &el(i-urato 4unto a &os o)%+enos, lo /ue (ro&uce C38" El (i-urato ce&e tambi.n un inhi&ruro o H >H[ y &os e7" Estas reacciones reciben el nombre &e &escarbo)ilacino)i&ati-a, la tercera eta(a en la &e+ra&acin &e +lci&os"

En la &escarbo)ilacin o)i&ati-a se +enera ener+%a suiciente (ara re&ucir un N1![, locual se tra&uce en la ormacin &e una mol.cula N1!H (or ca&a +ru(o acetilo(ro&uci&o"

*iem(re en las mitocon&rias los 2tomos &e C y H &el +ru(o acetilo >siem(re uni&o a lacoenzima Co17 son o)i&a&os, &e manera /ue +eneran H83 y C38" 'as o)i&acionesson +ra&uales, y en su transcurso se libera la ener+%a &e(osita&a en las unionesco-alentes entre esos 2tomos, /ue (asa ala 1TP" 1mbos (rocesos las o)i&aciones yla ormacin &el 1TP ocurren en &os tiem(os0 el C38 se +enera (rimero y el H83 enel se+un&o"

El (rimero &e esos tiem(os/ue re(resenta la cuarta(arte &e la &e+ra&acin &e+lci&os abarca unasucesin &e o)i&aciones enel llama&o ciclo &e Drebs"!e la ener+%a libera&a enesta eta(a, una (e/uearaccin se utiliza (ara

+enera un 1TP en orma&irecta >aun/ue (or -%a &elGTP7, (ero la mayor (arte/ue es a(ro-echa&a (arare&ucir tres N1![ /ueentonces se con-ierten enotros tantos N1!H y unF1!, /ue &e estar o)i&a&o(asa a su esta&o re&uci&o oF1!H8"

En el se+un&o tiem(o,contem(or2neo al &el ciclo&e Drebs, los N1!H y losF1!H8 son o)i&a&os &e

manera +ra&ual (or una serie &e mol.culas /ue se a+ru(an ba4o el nombre &e ca&enatrans(orta&ora &e electroneso ca&ena res(iratoria, &e mo&o /ue -uel-en acon-ertirse en N1![ y F1!" Cuan&o ambos &inucleti&os son o)i&a&os se libera laener+%a &e(osita&a en sus mol.culas y .sta es transeri&a al 1!P /ue se encuentra enlas mitocon&rias, el cual, al osorilarse, se con-ierte en 1TP" Esta eta(a es la /uinta yltima (arte &e la &e+ra&acin &e +lci&os, a causa &e /ue &a lu+ar a o)i&aciones

aco(la&as a las osorilaciones, recibe el nombre &e osorilacin o)i&ati-a"


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La *a


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Drebs en este (unto y &e+ra&arse en bi)i&o &e carbono y a+ua, y la ener+%a libera&a(ue&e asociarse a la s%ntesis &e 1TP"

!e ca&a 2ci&o +raso &e 6A carbonos, (ue&en sintetizarse 6;L mol.culas &e 1TP a(artir &el N1!H 8, F1!H8, y acetil Co1 orma&o &urante la &e+ra&acin &e los 2ci&os

+rasos" Puesto /ue hay 9 2ci&os +rasos en ca&a mol.cula &e +rasa, (ue&e ormarseun total &e ;;6 1TP" 1+re+an&o a este nmero los 88 1TP orma&os &urante la&e+ra&acin &el +licerol &a un total &e ;9 mol.culas &e 1TP, orma&as &e la&e+ra&acin &e ca&a mol.cula &e +rasa"

Los +rod0c-os iniciales de la de/radacin de los a*ino4cidos son *0< variadosEn lo /ue atae a los amino2ci&os, cuan&o no se utilizan (ara sintetizar (rote%nas uotras mol.culas y son re/ueri&os (ara +enerar ener+%a, se con-ierten Zme&ianteenzimas es(ec%icas Zal+unos en (i-urato, otros en el +ru(o acetilo &e la acetil Co1 yotros en al+unas mol.culas interme&iarias &el ciclo &e Drebs"

'a &e+ra&acin &e los amino2ci&os los con-ierte en interme&iarios &el ciclo &e los2ci&os tricarbo)%licos o sus (recursores, (ara &e esta manera metabolizarse en C38 yH83 o utiliza&os en la +luconeo+.nesis"

1(ro)ima&amente la rotura &e los amino2ci&os &a lu+ar a un 6=6


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los animales no (ue&en con-ertir el acetilCo1 o el acetoacetato en (recursores+luconeo+.nicos, no hay s%ntesis neta &e carbohi&ratos a (artir &e la 'eu o &e la 'ys,amino2ci&os /ue son (uramente ceto+.nicos" 'a Ile, Phe, Thr, Tr( y Tyr son tanto+luco+.nicos y ceto+.nicos"

'os &em2s son +luco+.nicos (uros" Para estu&iar las rutas es(ec%icas &e la&e+ra&acin &e los amino2ci&os se or+anizan en +ru(os /ue se &e+ra&an en ca&aunos &e los interme&iarios menciona&os anteriormente"

1la, Cys, Gly, *er y Thr se &e+ra&an en Piru-ato" 'os amino2ci&os 1la, Cys, Gly, *er yThr se &e+ra&an en Piru-ato"

El Tr( se (o&r%a incluir &entro &e este +ru(o ya /ue uno &e los (ro&uctos &e&e+ra&acin es la 1la, /ue es transamina&a en Pyr" 'a Thr es tanto +luco+.nica comoceto+.nica"

Transormacin &e alanina y +licina en (iru-ato >Pyr7Transormacin &e serina y ciste%na en (iru-ato >Pyr7

1sn y el 1s( se &e+ra&an en 311" 'a transaminacin &el 1s( &a &irectamente 311mientras /ue la 1sn &a 311 &es(u.s &e su hi&rlisis a 1s( (or la as(ara+inasa"

1r+, Glu, Gln, His y Pro &an lu+ar a aCG" Estos amino2ci&os se &e+ra&an (rimerocon-irti.n&ose en Glu, el cual a su -ez se &e+ra&a en aCG (or la +lutamato&eshi&ro+enasa" 'a Gln &a Glu (or la +lutaminasa" 'a reaccin &e &e+ra&acin &e laHis es un (oco m2s com(lica&a" 'a 1r+ y la Pro se con-ierten en Glu me&iante laormacin &el interme&iario +lutamato


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*on or+2nulos es.ricos o alar+a&os

/ue tienen una anchura &e ="< a 6"=

m y una lon+itu& &e hasta 6=

m " *u &istribucin en la c.lula es

muy -ariable, aun/ue tien&e

acumularse &e manera i4a en las

zonas &el cito(lasma /ue el +asto

ener+.tico es m2s intenso (or

e4em(lo5 en el (olo a(ical &e las c.lulas cilia&as (ero en otras c.lulas est2n en

continuo mo-imiento &e un la&o a otro en este &es(lazamiento los microtbulos y sus(rote%nas asocia&as a ella"*u nmero -ar%a se+n el ti(o celular (or e4em(lo5 en las c.lulas he(2ticas se

encuentran entre 6=== a 8=== mitocon&rias, se encuentran ubica&as en las re+iones

&e la c.lula con mayor &eman&a &e ener+%a, (or lo /ue se &es(lazan &e un la&o a otro

&el cito(lasma, sin embar+o, en al+unos ti(os celulares, como los es(ermatozoi&es,

las c.lulas musculares y las c.lulas +rasas, (ermanecen en lu+ares i4os" *e &ice /ue

las mitocon&rias sintetizan (rote%nas (ero &ebi&o /ue su 1!N mitocon&rial es

(e/uea, slo se (ro&ucen unas (ocas (rote%nas a ni-el local"

'as mitocon&rias son uno &e los or+2nulos m2s cons(icuos &el cito(lasma y se

encuentran en casi to&as las c.lulas eucariticas" 3bser-a&as al microsco(io,

(resentan una estructura caracter%stica5 la mitocon&ria tiene orma alar+a&a u o-al &e

-arias micras &e lon+itu& y est2 en-uelta (or &os membranas &istintas, una e)terna y

otra interna, muy re(le+a&a" 'as mitocon&rias son los or+2nulos (ro&uctores &e

ener+%a" 'a c.lula necesita ener+%a (ara crecer y multi(licarse, y las mitocon&rias

a(ortan casi to&a esta ener+%a realizan&o las ltimas eta(as &e la &escom(osicin &e

las mol.culas &e los alimentos" Estas eta(as inales consisten en el consumo &e

o)%+eno y la (ro&uccin &e &i)i&o &e carbono, (roceso llama&o res(iracin, (or su

similitu& con la res(iracin (ulmonar" *in mitocon&rias, los animales y hon+os no

ser%an ca(aces &e utilizar o)%+eno (ara e)traer to&a la ener+%a &e los alimentos y

mantener con ella el crecimiento y la ca(aci&a& &e re(ro&ucirse" 'os or+anismos

llama&os anaerobios -i-en en me&ios sin o)%+eno, y to&os ellos carecen &e

mitocon&rias"$itocon&ria >&el +rie+o mitos \ hilo, hebra0 chondros \ +rano, terrn,

cart%la+o75 'a usina celular" 3r+anelasautorre(licantes, /ue se encuentran en el

cito(lasma &e la c.lula eucariota ro&ea&as (or &os membranas, com(letan el (roceso


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&e consumo &e la +lucosa +eneran&o >(or /uimismosis7 la mayor (arte &el 1TP /ue

necesita la c.lula (ara sus unciones" !iminuta estructura celular &e &oble membrana

res(onsable &e la con-ersin &e nutrientes en el com(uesto rico en ener+%a triosato

&e a&enosina >1TP7, /ue acta como combustible celular" Por esta uncin /ue

&esem(ean, llama&a res(iracin, se &ice /ue las mitocon&rias son el motor&e la

c.lula"

*e encuentran mitocon&rias en las c.lulas eucariticas >c.lulas con el ncleo

&elimita&o (or membrana7" El nmero &e mitocon&rias &e una c.lula &e(en&e &e la

uncin &e .sta" 'as c.lulas con &eman&as &e ener+%a (articularmente ele-a&as,

como las musculares, tienen muchas m2s mitocon&rias /ue otras"

Por su acusa&o (areci&o con las bacterias aerbicas >es &ecir, /ue necesitan

o)%+eno7, los cient%icos creen /ue las mitocon&rias han e-oluciona&o a (artir &e unarelacin simbitica o &e coo(eracin entre una bacteria aerbica y una c.lula

eucariticas ancestral"

Las *i-ocondrias +oseen dos *e*ranas < dos co*+ar-i*ien-os'as mitocon&rias (oseen &os membranas Zuna interna y otra e)terna Z/ue &an lu+ar a

&os com(artimientos5 el es(acio intermembranoso y la matriz mitocon&rial"

Me*rana e=-erna'a membrana e)terna es (ermeable a los solutos (resentes en el citosol, (ero no a las

macromol.culas" Esto se &ebe a /ue su bica(a li(%&ica (resenta, entre otros

com(onentes, unas (rote%nas

llama&as transmembranosas

llama&as (orinas, las cuales

orman canales acuosos &e

re+ular tamao (or los /ue

(asan libremente iones y

mol.culas &e hasta


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Es+acio in-er*e*ranoso!a&a la (resencia &e las (orinas en la membrana e)terna, la com(osicin &e este

es(acio, es &ecir, su conteni&o &e solutos, es similar al el citosol"

Me*rana in-erna'a membrana interna &esarrolla

(le+amientos hacia la matriz /ue

&an lu+ar a las llama&as crestas

mitocondriales, orma&as con el

ob4eto &e incrementar la su(ericie

&e la membrana interna &e la

mitocon&rias y contienen las

enzimas y otros com(onentes &e

la osorilacin o)i&ati-a y &el

trans(orte &e los electrones" 'a

orma y el nmero &e

mitocon&rias -ar%an en los &istintos ti(os celulares (ero se &ice /ue en la mayor%a &e

c.lulas las crestas suelen tener as(ecto romo y se &is(onen como estantes0 sin

embar+o, las c.lulas /ue sintetizan esteroi&es, como las &e las +l2n&ulas

su(rarrenales muestran a&em2s crestas tubulares"'a membrana interna &e las mitocon&

Lisosomas, mitocondrias y peroxisomas

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