Microcuerpos: características, funciones y ejemplos
Los microcuerpos constituyen una clase de orgánulos citoplasmáticos rodeados por una membrana simple y que contienen una matriz fina con aspecto variable entre amorfo, fibrilar o granular. Los microcuerpos presentan en ocasiones un centro o núcleo diferenciable con mayor densidad electrónica y una disposición cristalina.
En estos orgánulos se encuentran varias enzimas, algunas con función oxidativa (como catalasa), que participan en la oxidación de algunos nutrientes. Los peroxisomas, por ejemplo, descomponen el peróxido de hidrógeno (H2O2).
Se encuentran en células eucariotas y se originan incorporando proteínas y lípidos desde el citoplasma y rodeándose de unidades de membrana.
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Los microcuerpos pueden definirse como vesículas con una membrana sencilla. Estos orgánulos tienen un diámetro de entre 0,1 a 1,5 µm. Poseen una forma ovoide y en algunos casos circular, con aspecto granular. A veces puede presentarse una placa marginal en el centro de la organela, que le da una forma particular a la misma.
Estas estructuras de pequeño tamaño, fueron recientemente descubiertas y caracterizadas morfológica y bioquímicamente, gracias al desarrollo de la microscopía electrónica.
En las células animales se ubican cerca de las mitocondrias, siendo siempre mucho más pequeñas que estas. Los microcuerpos están además asociados espacialmente al retículo endoplasmático liso.
La membrana de los microcuerpos está compuesta de porina y es más delgada que la de otras organelas como los lisosomas, siendo en algunos casos permeable para pequeñas moléculas (como en los peroxisomas de células hepáticas).
La matriz de los microcuerpos es usualmente granular, y en algunos casos homogénea, con una densidad electrónica generalmente uniforme y con filamentos ramificados o fibrillas cortas. Además de contener enzimas, podemos encontrar gran cantidad de fosfolípidos.
Los microcuerpos participan en una variedad de reacciones bioquímicas. Estos pueden moverse en la célula hasta el lugar donde se requiera de sus funciones. En células animales se mueven entre microtúbulos y en las células vegetales se desplazan a lo largo de los microfilamentos.
Actúan como vesículas receptoras de productos de distintas rutas metabólicas, sirviendo como transporte de las mismas, y también dentro de ellas ocurren algunas reacciones de importancia metabólica.
Los peroxisomas producen H2O2 a partir de la reducción de O2 por alcoholes y ácidos grasos de cadena larga. Este peróxido es una sustancia altamente reactiva y se emplea en la oxidación enzimática de otras sustancias. Los peroxisomas cumplen la importante función de proteger a los componentes celulares de la oxidación por H2O2 al degradarlo en su interior.
En la β-oxidación, los peroxisomas se encuentran muy próximos a los lípidos y a la mitocondria. Estos contienen enzimas que intervienen en la oxidación de grasa, como catalasa, isocitrato liasa y malato sintasa. Contienen también lipasas que descomponen grasas almacenadas hasta sus cadenas de acilo graso.
Los peroxisomas también sintetizan sales biliares que ayudan a la digestión y absorción de material lipídico.
En las plantas encontramos peroxisomas y glioxisomas. Estos microcuerpos son estructuralmente iguales, aunque poseen funciones fisiológicas distintas. Los peroxisomas se encuentran en las hojas de las plantas vasculares y están asociados a los cloroplastos. En ellos ocurre la oxidación del ácido glicolítico, producido durante la fijación de CO2.
Los glioxisomas se encuentran de forma abundante durante la germinación de semillas que mantienen reservas de lípidos. Las enzimas involucradas en el ciclo de glioxilato, donde ocurre la transformación de lípidos en carbohidratos, se encuentran en estos microcuerpos.
Luego del afloramiento de la maquinaria fotosintética, los carbohidratos se forman a través de la ruta de foto-respiración en los peroxisomas, donde se captura el carbono perdido luego de la unión del O2 al RubisCO.
Los microcuerpos contienen catalasas y otras oxidasas dependientes de flavina. La oxidación de sustratos por oxidasas ligadas a flavina, están acompañadas de la captación de oxígeno y la consecuente formación de H2O2. Este peróxido se degrada por la acción de la catalasa, produciendo agua y oxígeno.
Estas organelas contribuyen a la captación de oxígeno por parte de la célula. Aunque a diferencia de las mitocondrias, estas no contienen cadenas de transporte electrónico ni otro sistema que requiera energía (ATP).
Aunque los microcuerpos son muy similares entre sí en cuanto a su estructura, se han diferenciado diversos tipos de ellos, según las funciones fisiológicas y metabólicas que llevan a cabo.
Los peroxisomas son microcuerpos circundados por una membrana de unos 0,5µm de diámetro con diversas enzimas de oxidación como catalasa, D-aminoácido-oxidasa, urato-oxidasa. Estos orgánulos se forman a partir de proyecciones del retículo endoplasmático.
Los peroxisomas se encuentran en gran cantidad de células y tejidos de vertebrados. En los mamíferos se encuentran en las células del hígado y riñones. En células de hígado de ratas adultas se ha encontrado que los microcuerpos ocupan entre un 1 y 2% del total del volumen citoplasmático.
Se pueden encontrar microcuerpos en varios tejidos de mamíferos, aunque difieren de los peroxisomas encontrados en hígado y riñones por presentar la proteína catalasa en menor cantidad y carecer de la mayoría de las oxidasas presentes en dichas organelas de células hepáticas.
En algunos protistas también se encuentran en importantes cantidades, como el caso de Tetrahymena pyriformis.
Los peroxisomas encontrados en células hepáticas, en riñones y en otros tejidos y organismos protistas, difieren entre sí en cuanto a composición y algunas de sus funciones.
En las células hepáticas, los microcuerpos están compuestos mayormente por catalasa, que constituye alrededor del 40% del total de proteínas en dichas organelas. Otras oxidasas como cuproproteínas, urato oxidasa, flavoproteínas y D-aminoácido-oxidasa son halladas en los peroxisomas hepáticos.
La membrana de estos peroxisomas suele continuarse con el retículo endoplasmático liso a través de una proyección tipo apéndice. La matriz tiene una densidad moderada de electrones y posee una estructura entre amorfa y granular. Su centro tiene una gran densidad electrónica y presenta una estructura poli tubular.
Los microcuerpos encontrados en las células de riñones en ratones y ratas, poseen características estructurales y bioquímicas muy parecidas al de los peroxisomas de células hepáticas.
Los componentes proteicos y lipídicos en estas organelas coinciden con aquellos de las células hepáticas. No obstante, en los peroxisomas de riñones de ratas, el urato oxidasa está ausente y la catalasa no se encuentra en grandes cantidades. En las células renales de ratones, los peroxisomas carecen de un centro con densidad electrónica.
Se ha detectado presencia de peroxisomas en diversos protistas, como T. pyriformis, por la detección de actividad de las enzimas catalasas, D-aminoácido-oxidasa y L-α-hidroxiácido-oxidasa.
En algunas plantas se encuentran de peroxisomas especializados, donde ocurren las reacciones de la ruta del glioxilato. Estos orgánulos fueron denominados glioxisomas, debido a que portan las enzimas y además llevan a cabo las reacciones de esta ruta metabólica.
Son orgánulos pequeños que llevan a cabo la glucólisis en algunos protozoarios como Trypanosoma spp. Las enzimas involucradas en las etapas iniciales de la glucólisis están asociadas a este orgánulo (HK, fosfoglucosa isomerasa, PFK, ALD, TIM, glicerol quinasa, GAPDH y PGK).
Estos son homogéneos y tienen un diámetro de unos 0,3 µm. Se han encontrado unas 18 enzimas asociadas a este microcuerpo.
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