Peroxisoma para niños

Los peroxisomas son pequeños compartimentos que se encuentran dentro de la mayoría de las células eucariotas. Son como pequeñas bolsas con una sola membrana que flotan en el citoplasma de la célula. Su nombre viene de su capacidad para producir una sustancia llamada peróxido de hidrógeno (H₂O₂).

Los peroxisomas son muy importantes para el metabolismo de las grasas y para manejar sustancias que pueden ser dañinas para la célula, llamadas especies reactivas de oxígeno. Ayudan a descomponer ácidos grasos muy largos y otras moléculas. También participan en la creación de plasmalógenos, que son un tipo de grasa esencial para el buen funcionamiento del cerebro y los pulmones.

En las plantas, los peroxisomas tienen funciones especiales, como ayudar en el ciclo del glioxilato en las semillas que están germinando (llamados glioxisomas) y en un proceso llamado fotorrespiración en las hojas. En algunos organismos, como las levaduras, también ayudan a procesar el metanol.

Historia de los peroxisomas

¿Quién descubrió los peroxisomas?

Los peroxisomas fueron observados por primera vez en 1954 por un estudiante sueco llamado J. Rhodin. Al principio, se les conocía como "microcuerpos". Más tarde, en 1967, un científico belga llamado Christian de Duve los identificó como orgánulos que realizan reacciones de oxidación.

De Duve y su equipo descubrieron que los peroxisomas contienen enzimas que producen peróxido de hidrógeno y otras que lo descomponen en oxígeno y agua. Debido a su papel en el metabolismo del peróxido de hidrógeno, De Duve decidió llamarlos "peroxisomas", un nombre que usamos hasta hoy.

Estructura de los peroxisomas

¿Cómo son los peroxisomas?

Los peroxisomas son muy pequeños, miden entre 0.1 y 1 micrómetro de diámetro. Tienen una forma de vesícula con una sustancia granular en su interior, todo rodeado por una única membrana. Esta membrana crea un espacio especial dentro del peroxisoma donde ocurren reacciones químicas importantes para que la célula funcione correctamente.

El número, tamaño y las proteínas que forman los peroxisomas pueden variar mucho. Depende del tipo de célula y de las condiciones del ambiente. Por ejemplo, en algunas levaduras, si hay mucha glucosa, solo tienen unos pocos peroxisomas. Pero si solo tienen ácidos grasos largos como alimento, pueden tener entre 20 y 25 peroxisomas grandes.

Funciones metabólicas de los peroxisomas

¿Qué hacen los peroxisomas en el cuerpo?

Una de las tareas más importantes de los peroxisomas es descomponer ácidos grasos muy largos. Este proceso se llama beta-oxidación. En las células de los animales, los peroxisomas convierten estos ácidos grasos largos en otros más cortos, que luego van a las mitocondrias para ser usados como energía. En las plantas y levaduras, los peroxisomas hacen todo este proceso.

Los peroxisomas también son clave en la producción de plasmalógenos, que son grasas muy importantes para la mielina, una capa que protege las células nerviosas. Si hay problemas con los plasmalógenos, el sistema nervioso puede verse afectado. Además, los peroxisomas ayudan a producir ácidos biliares, que son necesarios para que el cuerpo absorba las grasas y vitaminas como la A y la K.

Enzimas y reacciones en los peroxisomas

Los peroxisomas contienen enzimas especiales, como la catalasa. Esta enzima es muy importante porque usa el peróxido de hidrógeno (H₂O₂), que puede ser tóxico, para oxidar otras sustancias como alcoholes. De esta manera, la catalasa ayuda a eliminar el peróxido de hidrógeno, convirtiéndolo en agua. Esta función es vital en las células del hígado y los riñones, donde los peroxisomas ayudan a limpiar la sangre de sustancias dañinas.

En las plantas, los peroxisomas tienen muchas enzimas que actúan como antioxidantes, protegiendo a la célula del daño. También se ha descubierto que los peroxisomas producen otras moléculas de señalización, como el superóxido y el óxido nítrico.

Se cree que estas moléculas, incluyendo el peróxido de hidrógeno de los peroxisomas, son importantes para la comunicación dentro de las células de plantas y animales. También se relacionan con el envejecimiento y algunas enfermedades.

En los mamíferos, los peroxisomas también contribuyen a la defensa del cuerpo contra virus y otros agentes que causan enfermedades.

Ensamblaje de los peroxisomas

¿Cómo se forman los peroxisomas?

Los peroxisomas pueden formarse a partir de una parte de la célula llamada retículo endoplásmico o pueden crecer y dividirse a partir de peroxisomas que ya existen. Las proteínas que forman los peroxisomas se fabrican en el citoplasma y luego son transportadas al peroxisoma.

Existen unas proteínas especiales llamadas peroxinas (PEX) que son como guías. Hay 36 peroxinas conocidas que ayudan a construir y mantener los peroxisomas. En las células de mamíferos, se han identificado 13 de estas peroxinas. A diferencia de otras proteínas, las que van al interior del peroxisoma no necesitan desplegarse para entrar.

Las peroxinas PEX5 y PEX7 son como "receptores" que llevan las proteínas a su destino dentro del peroxisoma. Una vez que entregan su "carga", regresan al citosol para buscar más proteínas. Este proceso se llama reciclaje.

Interacción y comunicación de los peroxisomas

¿Cómo se conectan los peroxisomas con otras partes de la célula?

Para realizar sus muchas funciones, los peroxisomas necesitan interactuar y trabajar junto con otros orgánulos de la célula, como el retículo endoplásmico, las mitocondrias, las gotas de grasa y los lisosomas.

Los peroxisomas y las mitocondrias trabajan juntos en varias rutas metabólicas, como la descomposición de ácidos grasos y el manejo de las especies reactivas de oxígeno. Ambos orgánulos también están en contacto con el retículo endoplásmico y comparten algunas proteínas.

El contacto físico entre estos orgánulos se da en puntos específicos de sus membranas, llamados "sitios de contacto". Estos sitios permiten que las moléculas pequeñas se muevan rápidamente entre ellos, lo cual es esencial para que las funciones de la célula estén bien coordinadas.

Condiciones médicas relacionadas con los peroxisomas

¿Qué pasa si los peroxisomas no funcionan bien?

Cuando los peroxisomas no funcionan correctamente, pueden surgir una serie de condiciones médicas que suelen afectar el sistema nervioso y otros órganos. Estas se conocen como enfermedades peroxisomales.

Existen más de 25 enfermedades relacionadas con problemas en las enzimas de los peroxisomas. Son enfermedades hereditarias poco comunes que pueden afectar el cerebro, los riñones, el hígado y los huesos. Una de las más graves es la enfermedad de Zellweger, donde los peroxisomas no funcionan porque las enzimas no pueden entrar en ellos. Otras enfermedades son causadas por el mal funcionamiento de una sola enzima o por defectos en el transporte de proteínas a la membrana del peroxisoma.

Genes importantes para los peroxisomas

Los genes PEX son los responsables de dar las instrucciones para crear las peroxinas, que son las proteínas necesarias para que el peroxisoma se forme y funcione correctamente. Algunas de estas peroxinas (PEX3, PEX16 y PEX19) son esenciales para la membrana del orgánulo.

La cantidad de peroxisomas en una célula está regulada por una proteína llamada PEX11p.

Algunos de los genes que codifican estas proteínas son: PEX1, PEX2, PEX3, PEX5, PEX6, PEX7, PEX9, PEX10, PEX11A, PEX11B, PEX11G, PEX12, PEX13, PEX14, PEX16, PEX19, PEX26, PEX28, PEX30 y PEX31.

Origen evolutivo de los peroxisomas

¿De dónde vienen los peroxisomas?

Los científicos creen que los peroxisomas han existido por mucho tiempo porque son una adaptación importante para proteger a las células de los efectos dañinos de las especies reactivas de oxígeno, que se producen durante la respiración aeróbica. Estas sustancias pueden dañar el ADN y se relacionan con el envejecimiento.

En las plantas, especialmente en las que realizan metabolismo C3, los peroxisomas son muy importantes en una ruta bioquímica llamada fotorrespiración. Esta ruta ayuda a la planta a manejar los efectos de una enzima clave en la fotosíntesis, la RuBisCO.

Se ha debatido sobre el origen de los peroxisomas. Algunos científicos sugirieron que podrían haber surgido de una bacteria que fue incorporada por una célula más grande, desarrollando una relación de ayuda mutua. Sin embargo, estudios más recientes han puesto en duda esta idea. Ahora se piensa que podrían estar relacionados con el retículo endoplásmico y que algunas de sus enzimas podrían haber venido de las mitocondrias.

Otros orgánulos relacionados

Existen otros orgánulos similares a los peroxisomas, que forman parte de la familia de los "microcuerpos". Estos incluyen los glioxisomas en plantas y hongos, los glicosomas en algunos parásitos y los cuerpos de Woronin en ciertos hongos.

Véase también

En inglés: Peroxisome Facts for Kids