orgànuls energètics

Peroxisomes, Peroxisomes, mitocondris, Els mitocondris, Els

cloroplasts i altres cloroplasts i altres plastidis vegetalsplastidis vegetals

Luz Britos

Caba Diaby

Ruth Mwange

Luz Britos

Caba Diaby

Ruth Mwange

SumariSumari► Definició de PeroxisomaDefinició de Peroxisoma► Llocs on es trobaLlocs on es troba► ImportànciaImportància► Problemes causats per malalties Problemes causats per malalties

peroxisomalsperoxisomals► ComponentsComponents► CaracterístiquesCaracterístiques► EstructuraEstructura► FormacióFormació► Peroxisomes propis dels vegetalsPeroxisomes propis dels vegetals► Fi de la seva vidaFi de la seva vida► Teoria sobre el seu origenTeoria sobre el seu origen

PeroxisomesPeroxisomesEls peroxisomes són uns orgànuls cel·lulars concretament unes vesícules simples limitades per membranes amb un diàmetre d’entre 0,1 i 0,5 µm. El seu nom es deu al fet que és el lloc on se sintetitza i degrada el peròxid d’hidrogen(H2O2), un agent oxidant molt reactiu i tòxic. Va ser descoberta en l’any 1965 per Christian de Duve i els seus col·laboradors; inicialment van rebre el nom de microcossos .

On es troba?On es troba?És un orgànul propi de les cèl·lules eucariotes. És un orgànul propi de les cèl·lules eucariotes. En l’ésser humà es troba en tots els teixits, En l’ésser humà es troba en tots els teixits, però predomina sobretot, en òrgans com el però predomina sobretot, en òrgans com el fetge, ronyó i en el període de formació de la fetge, ronyó i en el període de formació de la mielina. mielina.

Lluerna

Hepatòcits

ImportànciaImportànciaEs un orgànul que fa múltiples funcions Es un orgànul que fa múltiples funcions

com: com: ► Síntesi de plasmalògensSíntesi de plasmalògens

Plasmalogen

►Escurçament d’àcids Escurçament d’àcids grassos de cadena grassos de cadena molt llarga(24 a 26 molt llarga(24 a 26 carbonis) mitjançant carbonis) mitjançant l'oxidació que després l'oxidació que després passen al mitocondri i passen al mitocondri i permet obtenir energia permet obtenir energia a la cèl·lula.a la cèl·lula.

►Metabolisme de purines(AMP, GMP) i Metabolisme de purines(AMP, GMP) i aminoàcidsaminoàcids

►Oxidació de substàncies orgàniques Oxidació de substàncies orgàniques perjudicials com l’àcid úric, l’àcid làctic perjudicials com l’àcid úric, l’àcid làctic o un excés d’aminoàcidso un excés d’aminoàcids

Procés de destoxificació►Mitjançant Mitjançant l’enzim oxidasal’enzim oxidasa s’eliminen s’eliminen

àtoms d’hidrogen de substàncies àtoms d’hidrogen de substàncies orgàniques que són orgàniques que són perjudicials(designats com a R) perjudicials(designats com a R) mitjançant oxigen (Omitjançant oxigen (O22) que produeix ) que produeix peròxid d'hidrogen(Hperòxid d'hidrogen(H22OO22).).

Per exemple: Per exemple:

RHRH22+O+O22 R+H R+H22OO22

El peròxid d’hidrogen és una substància El peròxid d’hidrogen és una substància molt oxidant i resulta tòxica per a la molt oxidant i resulta tòxica per a la cèl·lula ja que els enllaços dobles de cèl·lula ja que els enllaços dobles de les cadenes dels àcids grassos que les cadenes dels àcids grassos que mai es troben lliures en la cèl·lula, són mai es troben lliures en la cèl·lula, són molt vulnerables a les reaccions amb molt vulnerables a les reaccions amb agents oxidants forts com el peròxid agents oxidants forts com el peròxid de hidrogen (Hde hidrogen (H22OO22), el radical aniònic ), el radical aniònic superòxid(Osuperòxid(O--

22) o el radical hidroxil() o el radical hidroxil(--OH)OH)

Mecanisme de radical lliure de la peroxidació de lípids.Mecanisme de radical lliure de la peroxidació de lípids.

Ruta enzimàtica per la destoxificació d'espècies reactives de l'oxigen. Ruta enzimàtica per la destoxificació d'espècies reactives de l'oxigen.

Aquestes substàncies són formes Aquestes substàncies són formes tòxiques de l'oxigen, la reacció tòxiques de l'oxigen, la reacció d’oxidació transforma l’àcid gras en un d’oxidació transforma l’àcid gras en un hidroperòxid(ROOH). Els lípids més hidroperòxid(ROOH). Els lípids més propensos a aquesta formació són les propensos a aquesta formació són les de tipus compost, present en les de tipus compost, present en les membranes biològiques, els quals membranes biològiques, els quals contenen en abundància àcids grassos contenen en abundància àcids grassos insaturatsinsaturats

ArteroesclerosisArteroesclerosis

Envelliment cel·lularEnvelliment cel·lular

Enfisema pulmonarEnfisema pulmonar

Artritis reumatoideArtritis reumatoide

CàncerCàncer

La peroxidació dels lípids de la La peroxidació dels lípids de la membrana pot causar, a la seva membrana pot causar, a la seva vegada, l’oxidació de les proteïnes de vegada, l’oxidació de les proteïnes de la membrana, alteració que en la membrana, alteració que en ocasions té greus efectes sobre ocasions té greus efectes sobre l’estructura i funcionament de la l’estructura i funcionament de la membrana cel·lular.membrana cel·lular.

Què es fa llavors?Què es fa llavors?Les cèl·lules vives es protegeixen contra Les cèl·lules vives es protegeixen contra

aquest dany destoxificant els agents aquest dany destoxificant els agents oxidants originals o els hidroperòxids de oxidants originals o els hidroperòxids de lípids. En aquest procés actualípids. En aquest procés actua l’enzim l’enzim catalasacatalasa que pot actuar de dues maneres:que pot actuar de dues maneres:

1)1) El HEl H22OO2 2 generat per altres enzimes s’utilitza generat per altres enzimes s’utilitza per oxidar substàncies com fenols, per oxidar substàncies com fenols, alcohols, metanols, etanols,etc. Aquest alcohols, metanols, etanols,etc. Aquest procés es fa sobretot als ronyons i al fetge.procés es fa sobretot als ronyons i al fetge.

Per exemple: Per exemple:

  CHCH33-CH-CH22-OH+H-OH+H22OO22  CHO-CH  CHO-CH33+ + 2H2H22OO

Etanol +Peròxid Acetaldehid + Etanol +Peròxid Acetaldehid + AiguaAigua

d’hidrogend’hidrogen

2) 2) Si no hi ha substàncies tòxiques per Si no hi ha substàncies tòxiques per oxidar i per evitar l’acumulació d’un oxidar i per evitar l’acumulació d’un excés de peròxid d’oxigen en la excés de peròxid d’oxigen en la cèl·lula, la catalasa descompon el cèl·lula, la catalasa descompon el peròxid d’oxigenperòxid d’oxigen en molècules d’aigua en molècules d’aigua i oxigen i així s’evita que el peròxid i oxigen i així s’evita que el peròxid d’hidrogen arribi a sortir fora dels d’hidrogen arribi a sortir fora dels peroxisomes.peroxisomes.

Per exemple:Per exemple:

2H2H22OO2 2 2H2H22O+OO+O22

Components de l’orgànulComponents de l’orgànul►Conté més de 50 enzimes oxidatives, Conté més de 50 enzimes oxidatives,

però els més importants són l’oxidasa i però els més importants són l’oxidasa i la catalasa que és la més abundant. la catalasa que és la més abundant. Aquestes enzimes realitzen la reducció Aquestes enzimes realitzen la reducció en 2 passos del oxigen molecular fins en 2 passos del oxigen molecular fins aigua.aigua.

CaracterístiquesCaracterístiques

►No presenta DNA ni ribosomesNo presenta DNA ni ribosomes

►Els peroxisomes a tots els teixits no Els peroxisomes a tots els teixits no contenen els mateixos enzimscontenen els mateixos enzims

►S’adapten de forma destacable a S’adapten de forma destacable a condicions canviants.condicions canviants.

EstructuraEstructura

La alta concentració d’enzims oxidasa i catalasa formen grans cristalls a l'interior del peroxisoma.

Estan envoltats per una sola membrana

FormacióFormació

Es va plantejar la qüestió Es va plantejar la qüestió de si els nous peroxisomes de si els nous peroxisomes apareixen a partir de apareixen a partir de peroxisomes preexistents peroxisomes preexistents per creixement i fissió de per creixement i fissió de l’orgànul- i per tant es l’orgànul- i per tant es repliquen d’una forma repliquen d’una forma autònoma. autònoma.

Pot ser que deriven com Pot ser que deriven com un compartiment un compartiment especialitzat del reticle especialitzat del reticle endoplasmàtic(RE) des endoplasmàtic(RE) des d’on algunes proteïnes es d’on algunes proteïnes es transporten i la part restant transporten i la part restant són sintetitzades en el són sintetitzades en el citosol.citosol.

En realitat, d’alguna forma són certs alguns En realitat, d’alguna forma són certs alguns aspectes d’ambdós punts de vista.aspectes d’ambdós punts de vista.

La majoria de les proteïnes de membrana La majoria de les proteïnes de membrana dels peroxisomes se sintetitzen en el dels peroxisomes se sintetitzen en el citosol i s’adhereixen a la membrana de citosol i s’adhereixen a la membrana de peroxisomes.peroxisomes.

Aquestes vesícules precursores poden Aquestes vesícules precursores poden fusionar-se amb unes altres i començar a fusionar-se amb unes altres i començar a importar proteïnes peroxisomes importar proteïnes peroxisomes addicionals utilitzant la seva pròpia addicionals utilitzant la seva pròpia maquinària d’importació de proteïnes per maquinària d’importació de proteïnes per créixer i forma un peroxisoma madur, el créixer i forma un peroxisoma madur, el qual pot entrar en el cicle de creixement i qual pot entrar en el cicle de creixement i fissió. fissió.

Malalties PeroxisomalsMalalties PeroxisomalsEs coneixen més de 25 malalties Es coneixen més de 25 malalties

peroxisomals; totes són genètiques i peroxisomals; totes són genètiques i poden estar causades per anomalies del poden estar causades per anomalies del tipus: tipus:

• Mutacions en gens que codifiquen Mutacions en gens que codifiquen proteïnes encarregades de captar i proteïnes encarregades de captar i importar enzims del citosolimportar enzims del citosol

Ex: Síndrome de ZellwegerEx: Síndrome de Zellweger

Mutació en un gen que codifica un enzim Mutació en un gen que codifica un enzim peroxisomalperoxisomal

Ex: Suprarrenoleucodistrofia(ALD) Ex: Suprarrenoleucodistrofia(ALD) relacionada amb el cromosoma Xrelacionada amb el cromosoma X

Modelo de herencia de un carácter recesivo ligado al sexo, como la ALD.

Existeixen els peroxisomes en les Existeixen els peroxisomes en les plantes?plantes?

Hi ha de 2 tipus que fan funcions específiques en els vegetals:

1. 1. Glioxisomes (Peroxisomes Glioxisomes (Peroxisomes en llavors)en llavors)

► Aquest tipus de peroxisoma es troba en Aquest tipus de peroxisoma es troba en llavors en germinació, on transforma els llavors en germinació, on transforma els àcids grassos emmagatzemats en els lípids àcids grassos emmagatzemats en els lípids de les llavors en sucres necessaris per el de les llavors en sucres necessaris per el creixement de la planta jove fins que creixement de la planta jove fins que aquesta surti del terra i faci la fotosíntesi. aquesta surti del terra i faci la fotosíntesi.

►El nom prové del fet que El nom prové del fet que aquesta conversió de greixos aquesta conversió de greixos en sucres es realitza a través en sucres es realitza a través d’una sèrie de reaccions d’una sèrie de reaccions conegudes com el cicle del conegudes com el cicle del glioxilat.glioxilat.

El cicle del glioxilat no té lloc en les cèl·lules animals, per la qual cosa els animals són incapaços de transformar els àcids grassos en carbohidrats.

2. Peroxisomes foliars2. Peroxisomes foliarsAquests tipus de peroxisomes en troben únicament en cèl·lules Aquests tipus de peroxisomes en troben únicament en cèl·lules fotosintètiques on participa en la fotorrespiració fotosintètiques on participa en la fotorrespiració

(A) Peroxisoma amb un nucli paracristal·lí d’una cèl·lula del mesòfil d’una fulla de tabac. Es creu que la estreta associació entre el peroxisoma i el cloroplast facilita el intercanvi de materials entre aquests orgànuls durant la fotorrespiració.

(B) Peroxisomes d’una cèl·lula emmagatzemadora de lípids en un cotiledó d’una llavors de tomàquet

Fi de la seva vidaFi de la seva vida

La vida mitjana d’un peroxisoma és La vida mitjana d’un peroxisoma és d’uns 5 o 6 dies. Després d’aquest d’uns 5 o 6 dies. Després d’aquest període són eliminats per autofàgia període són eliminats per autofàgia

Origen en el tempsOrigen en el temps►Es creu que els peroxisomes són un Es creu que els peroxisomes són un

vestigi d’un orgànul antic, que en els vestigi d’un orgànul antic, que en els antecessors primitius de les cèl·lules antecessors primitius de les cèl·lules eucariotes realitzava tot el eucariotes realitzava tot el metabolisme de l’oxigen.metabolisme de l’oxigen.

Quan l’oxigen produït per les bactèries Quan l’oxigen produït per les bactèries fotosintètiques es va acumular en fotosintètiques es va acumular en l’atmosfera, podria haver resultat l’atmosfera, podria haver resultat altament tòxic per la majoria de les altament tòxic per la majoria de les cèl·lules.cèl·lules.

Els peroxisomes podrien haver Els peroxisomes podrien haver ajudat a la cèl·lula a adaptar-se ajudat a la cèl·lula a adaptar-se en un medi reductor, a la vegada en un medi reductor, a la vegada que permetien utilitzar la seva que permetien utilitzar la seva reactivitat química per portar a reactivitat química per portar a terme reaccions útils d’oxidació.terme reaccions útils d’oxidació.

Les reaccions d’oxidació que Les reaccions d’oxidació que realitzen en l’actualitat els realitzen en l’actualitat els peroxisomes podrien ser aquelles peroxisomes podrien ser aquelles que les mitocòndries no les fa. que les mitocòndries no les fa.

Els mitocondrisEls mitocondris

SumariSumari

•Què és un mitocondri?•Estructura•Funcions •Origen

Què són els mitocondris?Què són els mitocondris?► El mitocondri és un orgànul tancat per una membrana.El mitocondri és un orgànul tancat per una membrana.► Tenen una mida d'entre 1-4 micròmetres (μm) de Tenen una mida d'entre 1-4 micròmetres (μm) de

longitud i entre 0.3- 0.8 micròmetres d’amplitud.longitud i entre 0.3- 0.8 micròmetres d’amplitud.► A vegades s’anomena als mitocondris "plantes A vegades s’anomena als mitocondris "plantes

d'energia cel·lular“.d'energia cel·lular“.► Les funcions més importants del mitocondri són la Les funcions més importants del mitocondri són la

producció d'ATP i la regulació del metabolisme producció d'ATP i la regulació del metabolisme cel·lular.cel·lular.

Estructura Estructura

►Membrana mitocondrialMembrana mitocondrial InternaInterna ExternaExterna

►Crestes mitocondrialsCrestes mitocondrials►Matriu mitocondrialMatriu mitocondrial

Membrana mitocondrialMembrana mitocondrialExterna

•La membrana mitocondrial externa és una bicapa fosfolipídica que envolta tot l’orgànul.

•Conté nombroses proteïnes integrals.

•conté un canal intern permeable a totes les molècules inferiors a 5.000 daltons. Les molècules més grans poden travessar la membrana externa mitjançant el transport actiu.

Membrana mitocondrialMembrana mitocondrialInternaInterna► La membrana mitocondrial interna, a diferència de La membrana mitocondrial interna, a diferència de

l’externa, ella és una membrana que no té porus, és a dir, l’externa, ella és una membrana que no té porus, és a dir, és una membrana impermeable a totes les molècules. S’hi és una membrana impermeable a totes les molècules. S’hi troben el voltant de 1/5 del total de proteïnes del troben el voltant de 1/5 del total de proteïnes del mitocondri. mitocondri.

► La membrana interna conté proteïnes amb quatre tipus de La membrana interna conté proteïnes amb quatre tipus de funcions:funcions: Les que porten el control de les reaccions d'oxidació-Les que porten el control de les reaccions d'oxidació-

reducció de la fosforilació oxidativa. reducció de la fosforilació oxidativa. Les que generen l’ATP a la matriu. Les que generen l’ATP a la matriu. Les de transport específiques que regulen el pas Les de transport específiques que regulen el pas

metabòlic d'entrada i de sortida de la matriu. metabòlic d'entrada i de sortida de la matriu. Les d'importació de maquinària. Les d'importació de maquinària.

Espai intermembranósEspai intermembranós

► L'espai intermembranós és l'espai que hi ha entre L'espai intermembranós és l'espai que hi ha entre la membrana externa i la interna. la membrana externa i la interna.

► La seva concentració com d'ions i de sucres és la La seva concentració com d'ions i de sucres és la mateixa que la del citosol.. Una proteïna que se mateixa que la del citosol.. Una proteïna que se situa a l'espai intermembranós és coneguda com a situa a l'espai intermembranós és coneguda com a citocrom ccitocrom c..

► La seva funció principal és contenir diversos La seva funció principal és contenir diversos enzims que intervienen a la producció dATP.enzims que intervienen a la producció dATP.

Crestes mitocondrialsCrestes mitocondrials

A diferència de la externa, la membrana interna està composta de nombrosos plecs, que reben el nom de crestes mitocondrials. Aquestes crestes amplien la superfície de la membrana interna per poder augmentar-ne la capacitat de producció d’ATP.

Aquest plecs no es formen per atzar, sinó que estan col·locats d’una forma determinada, ja que poden afectar el funcionament de la quimiosmosi.

Matriu mitocondrialMatriu mitocondrial

La matriu és l'espai tancat per la membrana interna. Conté aproximadament dos terços del total de les proteïnes d'un mitocondri. La matriu és important en la producció d'ATP, amb l'ajuda de l'ATP sintasa situada a l'interior de la membrana. Conté una alta concentració d'una mescla de centenars d'enzims, de ribosomes mitocondrials especials, ARNt i diverses còpies d'ADN del genoma mitocondrial.

Funcions importantsFuncions importants

► Les funcions més Les funcions més importants del importants del mitocondri són la mitocondri són la producció d'ATP i la producció d'ATP i la regulació del regulació del metabolisme cel·lula.metabolisme cel·lula.

► Respiració cel·lularRespiració cel·lular

Respiració cel·lularRespiració cel·lularLa respiració cel·lular és la degradació total, per mitjà de l'oxidació, d'algunes substàncies orgàniques fins a matèria inorgànica per alliberar energia. El combustible pot ser la glucosa, un àcid gras o d'altres molècules orgàniques com aminoàcids...Es du a terme mitjançant dos etapes:-Cicle de kerbs -Cadena respiratòriaLa respiració cel·lular és important per la cèl·lula, perquè intervé en el creixement, en el moviment, en la regeneració, divisió de la cèl·lula...

Origen Origen •La teoria endosimbiòtica suggereix que els mitocondris descendeixen d'eubacteris que d’alguna manera van sobreviure a un procés d'endocitosi de la cèl·lula, i es van incorporar al citoplasma. Els mitocondris van proporcionar a les cèl·lules hostes la capacitat d’obtenir energia per respiració en lloc de només per fermentació, i això els va proporcionar un gran avantatge evolutiu.

•Tenen caracteristiques en comú amb cel·lules eucariotes. (mida, forma...)•Tenen material genetic propi, semblant als del eubacteris.

ÍndexÍndex

1. Conceptes: Els cloroplasts1. Conceptes: Els cloroplasts

1.1Què són?1.1Què són?

1.2 Localització1.2 Localització

1.4 Estructura1.4 Estructura

1.5 Membrana tilacoïdal1.5 Membrana tilacoïdal

1.6 Pigments de les plantes1.6 Pigments de les plantes

1.7 Origen dels cloroplasts1.7 Origen dels cloroplasts

2. Funcions dels cloroplasts2. Funcions dels cloroplasts

2.1 Tipus de plasts2.1 Tipus de plasts

1.2 Localització1.2 Localització

1. Introducció Els cloroplasts

1.1Què són?

1.2 Origen dels cloroplasts1.2 Origen dels cloroplasts

La teoria endosimbiòtica suggereix que els bacteris fotosintètics foren La teoria endosimbiòtica suggereix que els bacteris fotosintètics foren adquirits (mitjançant endocitosi) per cèl·lules eucariotes primitives adquirits (mitjançant endocitosi) per cèl·lules eucariotes primitives per formar les primeres cèl·lules vegetals. per formar les primeres cèl·lules vegetals.

1.3 Estructura

1.5 Membrana Tilacoidal1.5 Membrana Tilacoidal

2. Funcions dels cloroplasts

2.1 Tipus de plasts o plastidis

1.6 Pigments de les plantes1.6 Pigments de les plantes

Endosimbiosi de cloroplast, mitocondrisEndosimbiosi de cloroplast, mitocondris

file:///F:/bio/file:///F:/bio/exposicioexposicio//cabacaba%20no%20contesta!.%20no%20contesta!.swfswf

Animació de la membrana tilacoidalAnimació de la membrana tilacoidal

http://www.youtube.com/watch?v=tKiRReu3Omc