Digestión y detoxificación celular: Lisosomas y Peroxisomas

Flashcards de repaso en formato de preguntas y respuestas sobre lisosomas, digestión celular, peroxisomas y sus enfermedades asociadas, basadas en la clase de Biología Celular y Molecular.

¿Qué investigadores recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1974 por sus descubrimientos sobre la estructura y el funcionamiento de los orgánulos celulares?

Christian de Duve y George Palade.

¿Cuáles son los valores exactos de densidad en gradiente de sacarosa obtenidos por centrifugación para los lisosomas, las mitocondrias y los peroxisomas?

Lisosomas: $1.12\,g/cm^3$; Mitocondrias: $1.18\,g/cm^3$; Peroxisomas: $1.23\,g/cm^3$.

¿Cuál es la enzima utilizada como marcador principal de la fracción lisosomal y cuántas hidrolasas ácidas diferentes contienen aproximadamente los lisosomas?

La enzima fosfatasa ácida es el marcador principal, y los lisosomas contienen aproximadamente $60$ enzimas hidrolasas ácidas diferentes.

¿De qué manera se autoprotege la membrana del lisosoma frente a sus propias proteasas y al pH ácido interno?

Contiene muchas proteínas altamente N-glicosiladas que forman una barrera, además de ser rica en esfingomielina y en el lípido bis(monoacilglicero) fosfato (BMP).

¿Qué marcador molecular se añade a las proteínas hidrolíticas en el complejo de Golgi para dirigirlas hacia los lisosomas primarios?

Manosa-6-fosfato (Manosa 6-P).

¿Cómo se definen y diferencian los lisosomas primarios de los lisosomas secundarios?

Los lisosomas primarios son recién formados por gemación en la zona TGN del Golgi y no han participado en la digestión; los lisosomas secundarios resultan de la fusión de un lisosoma primario con un endosoma tardío y participan en la digestión celular.

¿Cuáles son los valores de pH aproximados en los endosomas tempranos y en los endosomas tardíos durante la digestión lisosomal?

Endosomas tempranos: pH de $6.2$ a $6.5$; Endosomas tardíos: pH aproximado de $5.5$.

¿En qué consiste el proceso de digestión extracelular llevado a cabo por los osteoclastos?

Los osteoclastos liberan enzimas lisosomales al exterior (catepsina para degradar el colágeno y fosfatasa ácida para degradar fosfatos cálcicos) para la resorción de la matriz ósea.

¿Qué motivo pentapéptido específico debe poseer una proteína para ser degradada mediante la autofagia mediada por chaperonas (CMA)?

El motivo pentapéptido KFERQ (Lys-Phe-Glu-Arg-Gln).

¿A qué científico se le otorgó el Premio Nobel de Medicina en 2016 por descubrir los mecanismos genéticos y moleculares de la macroautofagia?

Yoshinori Ohsumi.

En la enfermedad lisosomal de Tay-Sachs, ¿cuál es la enzima deficiente y cuál es el sustrato acumulado?

La enzima deficiente es la hexosaminidasa A y el sustrato acumulado es el gangliósido GM2.

¿Cuál es el mecanismo de daño celular desencadenado por la inhalación de cristales de sílice en la silicosis?

Los cristales de sílice fagocitados no pueden ser digeridos y rompen la membrana de los lisosomas, liberando enzimas al citosol y provocando la muerte de los fagocitos.

¿Cuál es la enzima considerada el marcador universal de los peroxisomas y qué enzima forma precipitados cristalinos en su interior?

El marcador universal es la enzima catalasa, y la enzima que forma precipitados cristalinos es la urato oxidasa.

¿Cuáles son las dos señales de direccionamiento peroxisómico (PTS) y en qué extremos de las proteínas de matriz se localizan?

PTS1 se ubica en el extremo C-terminal (secuencia corta SKL: Ser-Lis-Leu) y PTS2 se ubica en el extremo N-terminal (secuencia de $9$ aminoácidos).

¿Qué receptores citosólicos participan en el reconocimiento e importación de las proteínas de matriz hacia el peroxisoma?

Los receptores citosólicos Pex5 y Pex7.

¿Qué tipo de ácidos grasos comienzan su proceso de $\beta\text{-oxidación}$ en los peroxisomas y por qué este proceso no genera ATP directo?

Inicia la oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga (por encima de $20$ a $22$ carbonos); no produce energía (ATP) porque los peroxisomas carecen de cadena de transporte electrónico, disipándose como calor.

¿Qué porcentaje del etanol consumido por los humanos es oxidado a acetaldehído por la catalasa peroxisomal?

$25\%$ del etanol.

¿Cuál es la falla genética y la proteína afectada en la adrenoleucodistrofia ligada al cromosoma X?

Mutación en el gen ABCD1 ubicado en el cromosoma Xq28, el cual codifica la proteína transportadora ALDP, alterando la $\beta\text{-oxidación}$ de ácidos grasos saturados de cadena muy larga ($C:26$).

¿Cuál es la causa patogénica principal del Síndrome de Zellweger?

Una falla en el ensamblaje del peroxisoma debido a la defectuosa importación de proteínas de la matriz peroxisomal, ocasionando una baja producción o ausencia total de peroxisomas.

¿Qué deficiencia enzimática origina la enfermedad de Refsum infantil y qué sustrato de la dieta se acumula en el organismo?

Defecto en la enzima ácido fitánico oxidasa, lo que genera la acumulación de ácido fitánico.