Peroxisomas: qué son, características y funciones

La célula es la unidad básica de la existencia. Todos los seres vivos de la Tierra presentamos al menos una célula, es decir, una unidad fisiológica capaz de nutrirse, crecer, multiplicarse, diferenciarse, señalizar estímulos químicos y evolucionar a lo largo del tiempo.

Los únicos entes que generan conflicto en lo que a la definición de “vida” se refiere son los virus, viroides y priones, pues consisten en moléculas de información genética (o simples proteínas mal plegadas) con capacidad patogénica y poco más.

En lo que al ser humano se refiere, se estima que nuestro cuerpo contiene una media de 30 billones de células, divididas en diferentes linajes con funcionalidad específica, según su fisiología, origen y localización. Los glóbulos rojos son los cuerpos celulares más abundantes en nuestro organismo con diferencia, ya que se presentan en órdenes de unos 5.000.000 por milímetro cúbico de sangre. Sin duda, estos transportadores de oxígeno son una de las unidades más básicas en el equilibrio de nuestro organismo.

Con todos estos datos, nos queda más que clara la siguiente afirmación: somos todas y cada una de nuestras células. Desde aquella que se descama en la epidermis (unas 30.000 cada día) hasta algunos cuerpos neuronales que nos acompañan durante toda nuestra vida, cada unidad celular es esencial y nos define como especie e individuos. Con base en esta premisa, te lo contamos todo sobre los peroxisomas, unos orgánulos celulares muy interesantes.

• Artículo relacionado: "Las partes de la célula y los orgánulos más importantes: un resumen"

¿Qué son los peroxisomas?

Los peroxisomas son orgánulos citoplasmáticos que se encuentran en la mayoría de células eucariotas, es decir, aquellas que tienen diferenciado el núcleo del resto del citoplasma mediante una membrana y componen a los seres vivos pluricelulares.

Por su parte, un orgánulo se define como una parte constituyente elemental de la célula, que tiene una unidad estructural y cumple una función determinada. Dentro de esta categoría encontramos a mitocondrias, cloroplastos, vacuolas y peroxisomas, entre otros cuerpos específicos.

Retomando el concepto que aquí nos atañe, cabe destacar que los peroxisomas son orgánulos redondeados, delimitados por una membrana y con un diámetro de 0,1 a 1 micrómetros. En su interior, contienen enzimas claves para la realización de diversas reacciones metabólicas, incluyendo muchos aspectos del metabolismo celular, proceso por el cual cada uno de estos cuerpos funcionales obtiene la energía necesaria para desarrollar sus actividades.

Se estima que, dentro de cada peroxisoma, existen una media de 50 enzimas diferentes capaces de catalizar diversas reacciones, que varían según el tipo de célula que contiene al orgánulo y su estado fisiológico. Por ejemplo, estos orgánulos contienen el 10% de la actividad total de dos enzimas implicadas en la ruta de las pentosas-fosfato, estrechamente relacionadas con la glucólisis (oxidación de la glucosa para la obtención de energía).

Diferencias con otros orgánulos

Los peroxisomas son muy diferentes a los orgánulos típicos (mitocondrias y cloroplastos) en lo que a complejidad y función se refiere. No presentan un material genético propio (ADN circular), solo están envueltos en una membrana y no contienen mitorribosomas o clororribosomas en su matriz.

La teoría endosimbiótica postula que las mitocondrias y cloroplastos eran bacterias y arqueas procariotas ancestrales que fueron ingeridas, así que es difícil igualar su complejidad fisiológica dentro de la célula.

Morfológicamente son similares a los lisosomas, pero tienen en común con orgánulos evolutivamente más complejos el hecho de que las proteínas que los componen provienen de los ribosomas libres citoplasmáticos. Sin la actividad de construcción de proteínas de los ribosomas, los peroxisomas, mitocondrias y cloroplastos nunca podrían llegar a formarse. De todas formas, como los peroxisomas no tienen genoma propio, todas las proteínas deben de provenir de estos ribosomas citosólicos. En el caso de mitocondrias y cloroplastos, un pequeño porcentaje de las moléculas proteicas se sintetiza dentro de ellos mismos.

• Quizás te interese: "Los 20 tipos de proteínas y sus funciones en el organismo"

Las funciones de los peroxisomas

Como hemos dicho, cada peroxisoma contiene en su interior mínimo 50 enzimas diferentes según el tipo celular en el que se encuentran. Estos orgánulos primero se definieron como cuerpos que llevaban a cabo reacciones oxidativas, llevando a la producción de peróxido de hidrógeno, gracias al descubrimiento de las enzimas peroxidasas en su interior.

Como el peróxido de hidrógeno es un compuesto dañino para la célula, los peroxisomas contienen también enzimas catalasas, que lo descomponen en agua o lo aprovechan para oxidar otros compuestos. Diversas reacciones oxidativas tienen lugar en este orgánulo, destacando entre ellas la del ácido úrico, de aminoácidos y de ácidos grasos. Curiosamente, la enzima urato-oxidasa (encargada de oxidar el ácido úrico a 5-hidroxiisourato) se encuentra en muchos seres uni y pluricelulares, pero no en el humano. Nosotros tenemos el gen que la codifica, pero este no es funcional por una mutación.

Uno de los frentes más importantes en los que destacan los peroxisomas es la oxidación de ácidos grasos, pues estos suponen una fuente de energía clave para el funcionamiento de los seres vivos a nivel micro y macroscópico. En las células animales, la oxidación de estas biomoléculas lipídicas tiene lugar en peroxisomas y ribosomas por igual, pero en otras especies de seres vivos (como levaduras), los peroxisomas son los únicos capaces de realizarla.

Además de otorgarle a la célula un compartimento accesorio (o único, como en el caso de las levaduras) para las reacciones oxidativas, también cabe destacar que los peroxisomas están involucrados en la biosíntesis lipídica. En los animales, tanto el colesterol como el dolicol (lípido de bicapa de membrana) son sintetizados en los peroxisomas y retículo endoplasmático (ER) por igual. Por otro lado, en las células hepáticas, estos orgánulos tan polifacéticos también se encargan de fabricar ácidos biliares, que recordamos que provienen del colesterol.

Por si esto no fuera poco, los peroxisomas también contienen enzimas necesarias para la síntesis de plasmalógenos, unos fosfolípidos especialmente importantes en la anatomía del tejido cardíaco y cerebral. Como puedes ver, los peroxisomas son centros clave en la utilización de oxígeno (oxidación), pero también juegan otros muchos papeles esenciales a nivel tanto tisular como celular.

Unos orgánulos especialmente plásticos

Por último, cabe destacar que los peroxisomas muestran una plasticidad inusitada en el mundo de los orgánulos. Estos pequeños cuerpos circulares pueden multiplicarse en número y tamaño frente a ciertos estímulos fisiológicos, para luego volver a la situación inicial una vez el desencadenante exógeno ha desaparecido. Además, también son capaces de variar su repertorio enzimático según la situación fisiológica del organismo.

Esto se debe a una capacidad de multiplicación muy efectiva: el estrangulamiento. Para iniciar este proceso, la membrana del peroxisoma entra en contacto con la del retículo endoplasmático (ER), evento que permite el traspaso de lípidos de membrana del ER al orgánulo que aquí nos atañe, incrementando su superficie útil. Una vez ha recibido esta “donación”, el peroxisoma es capaz de dividirse en 2 nuevos, que irán madurando su contenido proteico (tanto en su interior como en la membrana) a medida que los ribosomas libres fabriquen las proteínas que necesiten para funcionar.

Además de esto, también cabe destacar que la célula del organismo vivo es capaz de generar peroxisomas desde cero, cuando todos los preexistentes han desaparecido del citosol. Este proceso es muy complejo a nivel bioquímico, pero nos basta con saber que se produce gracias a la síntesis de vesículas en el retículo endoplasmático y las mitocondrias de la célula.

Resumen

Cuando pensamos en los orgánulos de la célula, automáticamente nos vienen a la mente viejos conocidos, como las mitocondrias o los cloroplastos, quizá los ribosomas y las vacuolas, si sabemos algo más sobre el tema. Se pierden por el camino muchos cuerpos orgánicos verdaderamente interesantes presentes en nuestro citosol, y los peroxisomas son un claro ejemplo de ello.

Estos orgánulos tan polifacéticos contienen en su interior más de 50 tipos de enzimas diferentes, muchas de ellas especializadas en la oxidación de sustancias, esenciales para que la célula pueda obtener energía metabólica para realizar sus funciones. Además, su facilidad para crecer en número y tamaño le permite a la célula adecuarse a las demandas ambientales de forma rápida y efectiva. Sin duda, estos pequeños orgánulos son esenciales para la vida de quienes los portan.

Referencias bibliográficas:

• La célula no vesicular: peroxisomas, Atlas de histología vegetal y animal. Recogido a 15 de abril en https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/6-peroxisomas.php
• Lazarow, P. B., & Fujiki, Y. (1985). Biogenesis of peroxisomes. Annual review of cell biology, 1(1), 489-530.
• Peroxisomes, The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Recogido a 15 de abril en https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9930/
• Rachubinski, R. A., & Subramani, S. (1995). How proteins penetrate peroxisomes. Cell, 83(4), 525-528.
• Sakai, Y., Oku, M., van der Klei, I. J., & Kiel, J. A. (2006). Pexophagy: autophagic degradation of peroxisomes. Biochimica Et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Cell Research, 1763(12), 1767-1775.
• Schrader, M., & Fahimi, H. D. (2006). Peroxisomes and oxidative stress. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Cell Research, 1763(12), 1755-1766.
• Tolbert, N. E., & Essner, E. (1981). Microbodies: peroxisomes and glyoxysomes. The Journal of cell biology, 91(3), 271.
• Van den Bosch, H., Schutgens, R. B. H., Wanders, R. J. A., & Tager, J. M. (1992). Biochemistry of peroxisomes. Annual review of biochemistry, 61(1), 157-197.