Tema 7 lisosomes (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Farmacia - 1º curso
Asignatura biologia cel·lular
Año del apunte 2016
Páginas 3
Fecha de subida 19/06/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 7 LISOSOMES Els lisosomes s’encarreguen de degradar molècules i proteïnes que li arriben per diferents vies: endocitosi, fagocitosi i autofàgia. L’endocitosi i la fagocitosi ja s’han explicat en temes anteriors. L’autofàgia consisteix en envoltar amb una doble membrana ( que prové del reticle endoplasmàtic) orgànuls i compartiments no funcionals i , al englobar-los , es formarà un autofagosoma que es fusionarà amb els lisosomes per tal de ser degradats.
Una dada interesant és que els mitocondris, igual que les cèl·lules , tenen una vida mitja. En el cas dels mitocondris dels hepatòcits o cèl·lules del fetge, la seva vida mitjana és de 10 dies.
Això vol dir que els mitocondris s’han d’anar renovant i que els mitocondris vells s’han d’eliminar. Aquests mitocondris es degraden per processos d’autofàgia.
Un altre exemple és que quan injecten fernobarbital a unes rates, aquest producte s’ha d’elimina, ja que és tòxic.
L’òrgan encarregat de detoxificar és el fetge i les proteïnes implicadees són les de la família P450, que és troben al reticle endoplasmàtic llis. Per tant, quan s’ha de detoxificar, augmenta la proporció de reticle endoplasmàtic llis. Quan ja s’ha generat l’efecte detoxificador ja no es necessita tan reticle endoplasmàtic llis i s’han d’eliminar : per processos d’autofagia.
De fet, l’autofàgia es pot induir depenent de es condicions. Quan una cèl·lula es troba en dejú, ha d’obtenir certs nutrients o molècules per mantenir-se viva. Llavors el que fa és , per processos d’autofàgia, ingereix parts de la mateixa cèl·lula.
Característiques bioquímiques i morfològiques dels lisosomes Els lisosomes són vesícules membranoses que contenen enzims hidrolítics utilitzats per la digestió intracel·lular controlada de macromolècules. Contenen uns 40 tipus d’enzims hidrolítics.
Els lisosomes , per tal de dur a terme les funcions de degradació que realitzen , necessiten disposar d’un conjunt d’enzims hidrolítics nucleases, proteases, fosfolipases...
Aquests enzims tenen la peculiaritat d’anomenar-se hidrolases àcides perquè funcionen a Ph àcid, són 100% actius a Ph molt baixos ( al voltant de ph = 5) . El ph es regula gràcies a les bombes de protons que és troben en els diferents compartiments . Això garanteix que el Ph més àcid es troba al final de la ruta hidrolítica, és a dir, en els lisosomes.
A la membrana dels lisosomes hi han d’haver proteïnes transportadores. Per exemple, quan la partícula de LDL arriba als lisosomes i s’hidrolitza s’ha d’alliberar el colesterol i precisament aquestes proteïnes faciliten la seva sortida cap al citoplasma. Per tant, els lisosomes han d’estar envoltats de transportadors que faciliten la sortida de sucres, aminoàcids, etc.
Aquestes proteïnes, com que es troben en un medi àcid, han d’estar fortament glicosilades per evitar que puguin ser hidrolitzades.
La membrana lisosomal en la cara luminar està altament glicosilada, aquests glúcids fan de coberta protectora ( evita que sigui degradat el propi lisosoma) . Per mantenir el lumen del lisosoma amb ph àcid , la membrana conté una bomba de protons que utilitza energia d’hidròlisi de l’ATP per bombejar H+ a l’interior del lisosoma.
Una tècnica per observar els lisosomes consisteix en incubar les cèl·lules en citrat de plom que gràcies a la fosfatasa àcida que ens trobem en els lisosomes formarà un precipitat de citrat de plom que és electrodens, i per tant, ho deixa passar el feix d’electrons i el que observarem és una taca fosca.
Els lisosomes són molt variables, molt heterogenis es troben per tota la cèl·lula depenent del tipus cel·lular. Característica comuna tenen enzims hidrolítics.
Selecció en el TGN de proteïnes destinades als lisosomes .Senyal M6P Els enzims dels lisosomes o hidrolases àcides es sintetitzen al reticle endoplasmàtic i viatjen en la vía sintetico-secretora fins a la xarxa trans-golgi o TGN. Aquests enzims han de ser reconeguts per tal de ser seleccionats, empaquetats i enviats cap als endosomes perquè arribin cap els lisosomes. Els lisosomes tenen una senyal que és reconeguda per un receptor i la manosa-6-fosfat (M6P) i el receptor que reconeix aquesta senyal és el receptor de manosa6-fosfat.
L’enzim que ha incorporat un fosfat a la posició 6 de la manosa és reconegut per un receptor específic que transportarà l’enzim a una regió específica del TGN on es formaran vesícules.
Els receptors de M6P tenen a la seva cua citosòlica la proteïna adaptadora o adaptina AP1.
Aquesta proteïna fa de pont entre la cua citosòlica del receptor i la clatrina. Quan la f vesícula es fusiona amb l’early endosoma, on el ph és àcid , es dissocia el fosfat de la manosa i el receptor M6P es recicla. Dels endosomes primerencs, l’enzim passarà als endosomes tardans i posteriorment als lisosomes. Ara bè , el receptor de M6P el que fa es reciclar-se de nou cap a la xarxa trans-Golgi a través d’unes vesícules que es formen gràcies a un complex s’anomena retròmer. El retròmer és un complex format per diferents proteïnes que permet la formació de vesícules ( budding ) Incorporació de M6P a les hidrolases lisosomals És un procés seqüencial, en el que intervenen dos enzims i que es dóna en l’Aparell de Golgi.
El primer enzim que intervé el trobem sobretot a la cara cis de l’Aparell de Golgi ( CGN) i és l’N-acetilglucosamina fosfotransfersa, que el que fa es reconèixer els enzims lisosomals i aleshores incorpora un fosfat en la posició 6 de les manoses. Quan aquest enzim lisosomal arriba a les cisternes trans del Golgi (TGN) , existeix un altre enzim, una ribulasa que el que fa és eliminar el sucre ( la glucosamina) i ja queda la proteïna amb la seva seqüència senyal per tal que pugui ser reconeguda pel receptor.
Altres aspectes relacionats amb els lisosomes Els lisosomes , en determinades condicions fisiològiques , es poden fusionar amb la membrana i alliberar el seu contingut a l’exterior. És a dir , poden estar involucrats en processos d’exocitosis. Aquest procés també es pot anomenar defecació. Els melanosomes són lisosomes que contenen el pigment de la pell , la melanina i es formen als melanòcits i alliberaran els pigments. El pigment és capturat pels queratinòcits i això és el que donarà la coloració a la nostra pell.
Cèl·lules vegetals i fongs: vacuoles Les vacuoles de les cèl·lules de vegetals i fongs són l’equivalent als lisosomes de les cèl·lules animals perquè tenen aquesta funció de degradar el material que li arriba. Però, a més , d’hidrolitzar molècules les vacuoles tenen altres funcions: • • • Reservori de nutrients : en aquestes vacuoles es poden acumular nutrients que són necessaris en algun moment. Per exemple, les llavors acumulen els nutrients en vacuoles que utilitzaran quan germini.
Reservori de pigments: acumulen nutrients pigments que donen la coloració a la planta, a les flor, etc Reservori de toxines: sobretot de fongs Una altra funció interessant de les vacuoles és que podem controlar el volum cel·lular , la turgència. Això ho fan per processos d’osmosi.
Un altre exemple és la reacció acrosòmica , que es dona quan un espermatozou contacta amb un óvul. En aquell moment s’activen processos d’excocitoss en aquella zona per alliberar aquells enzims que permetran fer un forat , un porus per on entrarà el material de l’espermatozou.
Hi ha moltes malalties que estan molt relacionades amb els processos que es donen en els lisosomes. Per exemple, una malaltia pot estar causada per un enzim que ha de degradar una certa proteïna però està defectuosa i no ho fa. Llavors aquest producte s’acumula ( procés que s’anomena cúmul lisosòmic. Per exemple, en els individuus que pateixen Tag-Sachs no funciona correctament l’enzim encarregat d’hidrolitzar els gangliòsids. Els gangliòsids s’accumulen i unes cèl·lules que s´n molt sensibles a aquesta acumulació són les neurones, les cèl·lules nervioses. Per tant, són gent que pateix problemes neurològics. Moltes malalties de caràcter lisosomal impliquen trastorns neurològics.
Si entra aigua a les vacuoles , aquestes augmentaran de volum i viceversa. L’aigua entrarà o sortirà de les vacuoles segons augmenti o disminueixi la concentració.
Les vacuoles tenen bombes de protons i , per tant, poden regular el Ph de la cèl·lula.
Malaties lisosomals: • • Acumulació lisosomal : són degudes a l’acumulació de substrats no diferents en els lisosomes a causa d’un mal funcionament de les hidrolases. Aquest mal funcionament és degut a mutacions genètiques.
Autolisi de lisosomes : quan un lisosoma es trenca , el seu contingut , amb un ph àcid , queda al citosol que té un ph 7.2 que inactiva els enzims i evita la degradació de la cèl·lula. Però si es produeix un trencament massiu , la cèl·lula és incapaç de restablir el ph i els enzims romanen actius al citosol , degradant la cèl·lula i , quan es produeix la lisi de la membrana plasmàtica es degrada la matriu extracel·lular i produeix inflamacions.
...

Comprar Previsualizar