Glioxisomas: qué son, características, estructura, funciones
¿Qué son los glioxisomas?
Los glioxisomas son una clase especializada de microcuerpos que generalmente se encuentran en las semillas germinadas de las plantas ricas en aceites (oleaginosas). Contienen las enzimas que ayudan a convertir en carbohidratos los aceites contenidos como sustancias de reserva en las semillas.
Esta conversión ocurre durante el proceso de germinación. Los carbohidratos son más fáciles de movilizar hacia la planta joven para ser empleados durante el crecimiento. Orgánulos similares han sido observados en algunos protistas y hongos.
Estos orgánulos han sido denominados “parecidos a los glioxisomas”. Los glioxisomas reciben ese nombre porque contienen las enzimas que participan en el ciclo del glioxilato.
El ciclo del glioxilato es una ruta metabólica que ocurre en los glioxisomas de las células vegetales, algunos hongos y protistas. Este es una modificación del ciclo del ácido cítrico.
Emplea ácidos grasos como sustrato para la síntesis de carbohidratos. Esta ruta metabólica es muy importante para las semillas durante el proceso de germinación.
Descubrimiento de los glioxisomas
Los glioxisomas fueron descubiertos por el botánico inglés Harry Beevers y un estudiante suyo de post doctorado llamado Bill Breidenbach. El descubrimiento de estos orgánulos fue realizado durante un estudio de los gradientes lineales de sacarosa de los homogeneizados de endospermo.
Estos dos investigadores demostraron en ese estudio que las enzimas del ciclo del glioxilato se encontraban en una fracción de orgánulo que no era una mitocondria. Este orgánulo fue denominado glioxisoma por la participación de sus enzimas en el ciclo del glioxilato.
El descubrimiento de los glioxisomas por parte de Beever abrió el camino para que otros investigadores pudiesen encontrar los peroxisomas. Estos últimos son orgánulos similares a los glioxisomas, que se encuentran en las hojas de las plantas.
Este descubrimiento también mejoró en gran medida la comprensión del metabolismo de los peroxisomas en los animales.
Características de los glioxisomas
– Los glioxisomas presentan contenido de catalasa, y proximidad a los cuerpos lipídicos.
– Se encuentran en las semillas de las plantas, también pueden encontrarse en los hongos filamentosos.
– Además de los glioxisomas, existen otros microcuerpos como son: peroxisomas, glicosomas o glucosomas, y cuerpos de Woronin.
Estructura de los glioxisomas
Son esféricos, con un diámetro que varía de 0,5 a 1,5 μm, y tienen un interior granular. En ocasiones poseen inclusiones cristalinas de proteínas.
Se originan a partir del retículo endoplasmático, formando parte del sistema de endomembranas. Carecen de un genoma y están unidos por una sola membrana.
Funciones de los glioxisomas
Participación en la gluconeogénesis
Los glioxisomas participan en la gluconeogénesis. Las plantas son los únicos organismos capaces de convertir lípidos en azúcares. Estas reacciones ocurren en tejidos de reserva de las semillas que almacenan grasas.
En vegetales, la ß-oxidación ocurre en los microcuerpos presentes en las hojas (peroxisomas) y en las semillas (glioxisomas) de las oleaginosas que están en proceso de germinación.
Esta reacción no ocurre en las mitocondrias. La función de la ß-oxidación es proporcionar moléculas precursoras de azúcares a partir de grasas.
El proceso de ß-oxidación de los ácidos grasos que ocurre en ambos tipos de microcuerpos es similar. El acetil-CoA que se obtiene por esta oxidación entra al ciclo del glioxilato, para producir precursores de los azúcares antes de que las plantas en desarrollo puedan llevar a cabo el proceso fotosintético.
El ciclo del glioxilato
Básicamente, el ciclo del glioxilato de los glioxisomas es una ruta metabólica modificada del ciclo de Krebs mitocondrial. El ciclo del glioxilato evita las etapas de descarboxilación.
Este salto permite la producción de precursores de carbohidratos (oxalacetato). En esta ruta no hay pérdida de CO₂. En las reacciones del ciclo del glioxilato participa el acetil-CoA, procedente de la oxidación de ácidos grasos.
Detoxificación del peróxido de hidrógeno
En las semillas, la β-oxidación de ácidos grasos produce peróxido de hidrógeno. La catalasa de los glioxisomas tiene una función vital durante el proceso de detoxificación de este compuesto.
Estas reacciones, en las cuales también intervienen las mitocondrias, incluyen el ciclo glioxalato, que ocurre en los cotiledones de semillas de algunas especies oleaginosas.
Más adelante en el desarrollo, los cotiledones emergen de la tierra y comienzan a recibir luz. En ese momento ocurre una caída brusca en la actividad de las enzimas glioxisomales en los glioxisomas.
Paralelamente, ocurre un alza en la producción de enzimas propias de los peroxisomas. Este hecho muestra que está ocurriendo una transformación gradual de los glioxisomas a los peroxisomas que participan en la fotorrespiración.
Esta transformación progresiva de un tipo de microcuerpo a otro ha sido comprobada experimentalmente.
Referencias
- I.A. Graham. Seed Storage Oil Mobilization. Annual Review of Plant Biology.
- N. Kresge, R.D. Simoni & R.L. Hill. The discovery of glyoxysomes: the Work of Harry Beevers. Journal of Biological Chemestry.