Lisossomos e Peroxissomos

Prévia do material em texto

<p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 1/15</p><p>Lisossomos e Peroxissomos</p><p>Biologia Celular</p><p>1. Introdução</p><p>No módulo 5 e 6 você estudou as organelas reticulo endoplasmático e o complexo de golgi. Foi</p><p>importante você estudar elas primeiros porque as organelas que estaremos estudando nesse</p><p>módulo 7 têm uma relação direta com elas. É isso mesmo, tanto os lisossomos como os</p><p>peroxissomos são vesículas que possuem em seu interior enzimas. Onde foram produzidas essas</p><p>enzimas? No retículo endoplasmático rugoso (módulo 5). E onde essas enzimas foram ativadas e</p><p>empacotadas? Isso mesmo, no complexo de Golgi estudado no módulo 6.</p><p>Vamos estudar um pouco mais sobre essas organelas: lisossomos e peroxissomos?</p><p>2. Lisossomos: Origem, Estrutura e Funções</p><p>Você já ouviu falar sobre lisossomo? Tem ideia do que é e para que serve esta organela celular?</p><p>Não? Antes de começar a estudar sobre os lisossomos, assista o vídeo abaixo.</p><p>Em 1949, um citologista belga chamado Christian de Duve, utilizando uma técnica conhecida como</p><p>fracionamento celular, conseguiu isolar um novo componente celular que apresentava membrana e</p><p>que apresentava grande quantidade e variedade de enzimas hidrolíticas em seu interior. Por esta</p><p>razão, esta nova estrutura celular foi denominada lisossomo. A origem da palavra é grega: lise =</p><p>quebra e soma = corpo. Em 1974, de Duve recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina por</p><p>sua descoberta.</p><p>Os lisossomos apresentam como origem principal o complexo de Golgi (CG). Este é responsável</p><p>pela formação da membrana lisossômica. Entretanto, como acabamos de ver, o interior dos</p><p>lisossomos possui grande variedade de enzimas hidrolíticas responsáveis pela digestão celular.</p><p>Como vimos nos módulos anteriores, as proteínas são sintetizadas no retículo endoplasmático</p><p>rugoso (RER) e transportadas para o CG, onde são selecionadas, processadas e empacotadas em</p><p>vesículas. As enzimas hidrolíticas são marcadas com uma molécula de manose-6-fosfato,</p><p>transportadas para o CG em vesículas e, em seguida, acondicionadas nos lisossomos. Uma das</p><p>vesículas originadas do CG é o lisossomo. Após ser liberado pela face trans do Golgi e ficar livre no</p><p>citoplasma, prótons (H ) são bombeados para dentro do lisossomo, tornando o seu conteúdo ácido</p><p>e ativando as enzimas digestivas, denominadas hidrolases ácidas. Portanto, os lisossomos se</p><p>+</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 2/15</p><p>originam pelo brotamento de vesículas a partir de membranas da rede trans do Golgi, responsável</p><p>por selecionar e endereçar proteínas recém-sintetizadas no RER e marcadas com manose-6-fosfato,</p><p>direcionando-as para os lisossomos.</p><p>Os lisossomos são organelas cuja forma e tamanho é bastante variável dependendo do estado</p><p>fisiológico da célula. Sendo assim, é muito difícil identificar os lisossomos apenas levando em</p><p>consideração sua morfologia, pois sua forma muda constantemente. O tamanho dos lisossomos</p><p>pode variar, geralmente, de 0,4 a 0,8 µm. Entretanto, podem alcançar tamanhos muito maiores em</p><p>tipos celulares específicos, como por exemplo em células especializadas em eliminar partículas</p><p>estranhas, denominadas fagócitos.</p><p>Semelhante a outras estruturas citoplasmáticas, os lisossomos são pequenos corpúsculos,</p><p>geralmente esféricos, de estrutura e dimensões muito variáveis. Esta organela celular é delimitada</p><p>por membrana e contém em seu interior grande quantidade e variedade de enzimas hidrolíticas</p><p>com atividade máxima em pH ácido, sendo por isso chamadas de hidrolases ácidas. Estas enzimas</p><p>são capazes de degradar praticamente todos os tipos de biomoléculas orgânicas, incluindo</p><p>proteínas, ácidos nucleicos, lipídeos e carboidratos, sendo nomeadas de acordo com as moléculas</p><p>que elas decompõem. Por exemplo, as proteases quebram proteínas e as nucleases quebram ácidos</p><p>nucleicos. O fato do lisossomo ser uma organela membranosa é extremamente importante, pois a</p><p>membrana lisossômica permite que as enzimas fiquem isoladas dentro da organela. Se as enzimas</p><p>hidrolíticas não ficassem isoladas dentro do lisossomo, as células seriam facilmente destruídas,</p><p>uma vez que estas enzimas são capazes de degradas biomoléculas orgânicas.</p><p>Origem do lisossomo.</p><p>Estrutura do lisossomo.</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top7_img01.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top6_img08.jpg</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 3/15</p><p>Os lisossomos contêm uma grande variedade de enzimas, sendo que até o presente momento cerca</p><p>de 40 enzimas foram isoladas em vários tipos de tecidos. Algumas enzimas comuns são β-</p><p>galactosidase, β-glicuronidase, β-N-acetil-glicosaminidase, α-glicosidase, α-manosidase; catepsina</p><p>B, arilsulfatase A, arilsulfatase B, ribonuclease ácida, desoxirribonuclease ácida, fosfatase ácida,</p><p>lipase ácida, fosfolipase A, fosfatase ácida, hialuronidase, aminopeptidase A, dextranase, lisozima,</p><p>entre outras. A maioria destas enzimas funciona mais eficientemente em meio ligeiramente ácido,</p><p>tendo pH ótimo em torno de 5,0, como tal, são coletivamente denominadas hidrolases ácidas.</p><p>Por ser uma organela membranosa, a estrutura da membrana lisossômica é semelhante à</p><p>membrana plasmática, ou seja, consiste em uma bicamada lipídica com proteínas inseridas.</p><p>Entretanto, como esta organela contém grande quantidade de enzimas digestivas em seu lúmen, a</p><p>face interna da membrana do lisossomo é revestida por carboidratos para evitar que as enzimas</p><p>lisossômicas degradem a membrana da organela.</p><p>Os lisossomos são geralmente muito pequenos e têm uma estrutura basteante simples. São esferas</p><p>compostas por uma bicamada lipídica que envolve um fluido que contém uma variedade de enzimas</p><p>hidrolíticas. Os lipídeos que compõem a bicamada são, principalmente, fosfolipídeos, que são</p><p>moléculas que possuem cabeças de grupos fosfato hidrofílicos, uma molécula de glicerol e caudas</p><p>de ácidos graxos hidrofóbicos.</p><p>A membrana lisossômica é impermeável ao substrato das enzimas contidas no lisossomo.</p><p>Entretanto, algumas substâncias são capazes de alterar a permeabilidade da membrana</p><p>lisossômica. Hormônios sexuais, digitonina e alguns tipos de vitamina (A, B e K) são capazes de</p><p>causar instabilidade da membrana lisossômica, levando à liberação de enzimas digestivas no</p><p>citoplasma da célula. Outras substâncias, como colesterol, heparina, cortisona e anti-histamínicos,</p><p>apresentam ação oposta, ou seja, são substâncias consideradas estabilizadoras da membrana</p><p>lisossômica. É importante ressaltar que a permeabilidade da membrana do lisossomo é bastante</p><p>limitada e isso ajuda a explicar o fato de que as enzimas lisossômicas não têm acesso direto aos</p><p>componentes celulares, prevenindo a digestão descontrolada do conteúdo celular.</p><p>Os lisossomos podem ser classificados, basicamente, como lisossomos primários, secundários e</p><p>terciários. O lisossomo primário, também conhecido como verdadeiro, é aquele recém-formado</p><p>pelo CG e que contém apenas as enzimas hidrolíticas em seu interior. O lisossomo secundário, é</p><p>aquele que se associou à uma vesícula (fagossomo, pinossomo ou autofagossomo) contendo</p><p>material para ser digerido. O lisossomo terciário é aquele que contém o material que não foi</p><p>digerido, formando o chamado corpo residual.</p><p>Enzimas lisossômicas</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top7_img03-768x448.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top7_img04-.jpg</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 4/15</p><p>Como vimos, os lisossomos são as organelas responsáveis pela degradação de macromoléculas em</p><p>suas partes constituintes (monômeros), que são então recicladas. O lúmen do lisossomo é mais</p><p>ácido</p><p>que o citoplasma da célula, pois apresenta pH de aproximadamente 5. Esse ambiente ácido</p><p>ativa as hidrolases e confina sua ação destrutiva ao lisossomo, protegendo a célula da auto</p><p>degradação em caso de vazamento ou ruptura lisossomal, uma vez que o pH da célula é</p><p>ligeiramente alcalino (pH=7,4) . Em plantas e fungos, os lisossomos são chamados de vacúolos</p><p>ácidos. Como os lisossomos são formados no CG, existe um sistema de triagem no CG de reconhece</p><p>sequências específicas de aminoácidos que endereçam as enzimas hidrolíticas e as direcionam para</p><p>os lisossomos.</p><p>Sabe-se que os lisossomos são encontrados em praticamente todos os tipos de células humanas,</p><p>exceto nas hemácias que são as células vermelhas do sangue. Estima-se que uma célula humana</p><p>possua cerca de 300 lisossomos.</p><p>Agora que já vimos a origem e a estrutura dos lisossomos, vamos aprender sobre as suas funções na</p><p>célula?</p><p>Os lisossomos são vesículas encontradas no citoplasma das células especializadas na digestão de</p><p>moléculas. De maneira geral, esta organela é responsável pela digestão de moléculas complexas,</p><p>como carboidratos, lipídeos, proteínas e ácidos nucleicos, que a célula pode reciclar, aproveitando</p><p>para outros fins. O pH dos lisossomos é ácido porque suas enzimas hidrolíticas, que quebram</p><p>grandes moléculas através de hidrólise, funcionam melhor em pH ácido. Durante o processo de</p><p>hidrólise, uma molécula de água é adicionada a uma substância, fazendo com que ela se quebre. Por</p><p>exemplo, a lactose, o açúcar do leite, é um dissacarídeo formado pela união de uma molécula de</p><p>glicose e uma de galactose, através da formação de uma ligação glicosídica. A hidrólise da molécula</p><p>de lactose, leva à produção de uma glicose e uma galactose.</p><p>Como o sistema digestivo do corpo humano, que decompõe os alimentos que ingerimos usando</p><p>enzimas, o lisossomo pode ser considerado o “sistema digestivo” da célula, uma vez que ele é</p><p>responsável por quebrar moléculas grandes em pequenas moléculas usando para isso enzimas</p><p>(hidrolases). Os lisossomos digerem vários tipos diferentes de moléculas. Eles podem digerir</p><p>Tipos de lisossomos.</p><p>Hidrólise da lactose em galactose e glicose.</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top7_img04-.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top7_img05--768x688.jpg</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 5/15</p><p>moléculas que são internalizadas pela célula em vesículas endocíticas, ou seja, vesículas que trazem</p><p>partículas para dentro da célula, ao se fundirem com estas vesículas. Este processo de</p><p>internalização de partículas externas pela célula é chamado de endocitose, é um excelente exemplo</p><p>de tráfego de vesículas e desempenha papel importante na nutrição e imunidade, assim como na</p><p>reciclagem de membranas. Veremos em detalhes em um próximo módulo o processo de endocitose.</p><p>Os lisossomos também podem realizar autofagia, que é a destruição de organelas citoplasmáticas</p><p>que não estão funcionando corretamente ou que estão velhas. Além disso, os lisossomos são</p><p>essenciais para o processo de fagocitose, que ocorre quando uma célula engloba uma partícula (que</p><p>pode ser um microrganismo) para destruí-la. Por exemplo, os glóbulos brancos chamados fagócitos</p><p>ingerem bactérias invasoras para destruí-las. Para isso, as bactérias são fagocitadas, envolvidas em</p><p>uma vesícula (fagossomo) aonde os lisossomos se fundem, liberam suas enzimas hidrolíticas e</p><p>destroem a bactéria.</p><p>Os lisossomos se fundem com vesículas originadas na membrana plasmática e que derivam de uma</p><p>de três vias: endocitose, autofagocitose e fagocitose. Na endocitose, as macromoléculas</p><p>extracelulares são captadas pela célula para formar vesículas ligadas à membrana, chamadas</p><p>endossomos, que se fundem com os lisossomos. Autofagocitose é o processo pelo qual antigas</p><p>organelas e partes celulares com mau funcionamento são removidas da célula. Estas organelas são</p><p>envolvidas por membranas internas que se fundem com os lisossomos. A fagocitose é realizada por</p><p>células especializadas (fagócitos) que englobam grandes partículas extracelulares, tais como células</p><p>mortas ou invasores estranhos (bactérias), e as dirigem para a degradação dos lisossomos. Muitos</p><p>dos produtos da digestão lisossômica, como aminoácidos e nucleotídeos, são reciclados pela célula</p><p>sendo utilizados na síntese de novos componentes celulares.</p><p>A principal função dos lisossomos é participar diretamente dos processos de digestão de partículas.</p><p>Grandes moléculas são levadas para dentro da célula por fagocitose. A célula engloba estas</p><p>moléculas dentro de uma vesícula conhecida como fagossomo. Este então se move em direção ao</p><p>lisossomo. A exposição do material englobado às hidrolases lisossômicas ocorre pela fusão do</p><p>fagossomo com um lisossomo, resultando na formação de um lisossomo secundário. O processo</p><p>pode parecer a um observador como um lisossomo descarregando enzimas em um fagossomo ou</p><p>como um fagossomo que libera seu conteúdo em um lisossomo, como pode ser o caso em células do</p><p>parênquima hepático; ou simplesmente como um compartilhamento mútuo do conteúdo das duas</p><p>vesículas, se eles forem de tamanhos comparáveis. Agora as enzimas do lisossomo podem entrar em</p><p>contato com as moléculas trazidas para a célula no fagossomo e a digestão ocorre. Uma vez que as</p><p>moléculas são digeridas, os produtos digeridos podem se difundir em uma vesícula digestiva que se</p><p>move para a membrana celular onde ocorre a chamada exocitose, que como veremos em um</p><p>próximo módulo, é uma atividade celular comum que pode ocorrer para eliminação de produtos da</p><p>digestão, assim como para a liberação de moléculas importantes no meio extracelular (como</p><p>neurotransmissores, hormônios, proteínas secretórias, entre outras coisas).</p><p>Como falamos anteriormente, em algumas situações organelas citoplasmáticas podem ser</p><p>destruídas pelos lisossomos através de um processo denominado autofagia celular. Durante</p><p>períodos de inanição, as células precisam de biomoléculas para sobreviver. Sendo assim, os</p><p>lisossomos participam do processo de autofagia com o objetivo de fornecer energia para a célula.</p><p>Quando uma célula morre, a membrana lisossômica se rompe e as enzimas hidrolíticas são</p><p>liberadas no citoplasma e digerem rapidamente toda a célula. Acredita-se que este seja um</p><p>mecanismo para remover células mortas. Em animais multicelulares, muitas células estão</p><p>constantemente sendo formadas, vivem por um curto período de tempo e depois morrem. A</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 6/15</p><p>autólise ou autodigestão pode ocorrer de forma patológica, por exemplo, quando uma célula perde</p><p>seu suprimento de oxigênio e a membrana lisossômica se rompe, liberando as hidrolases no</p><p>citoplasma e permitindo que estas enzimas dissolvam a célula.</p><p>Nos últimos anos, evidências começaram a se acumular para sugerir o papel dos lisossomos na</p><p>formação de produtos secretórios em células secretoras. O fenômeno da secreção de hormônios</p><p>tireoidianos mediada por lisossomos é o exemplo mais conhecido do envolvimento direto dos</p><p>lisossomos no processo secretório. As células epiteliais da tireoide são ricas em lisossomos. Os</p><p>folículos da glândula tireóide contêm a proteína de alto peso molecular, tireoglobulina, que é</p><p>armazenada como colóide no lúmen. Os hormônios tireoidianos tiroxina (T4) e triiodotironina (T3)</p><p>estão ligados a esta proteína. O colóide contendo tireoglobulina entra na célula epitelial por</p><p>pinocitose. As gotículas coloidais se fundem com os lisossomos primários para formar lisossomos</p><p>secundários. Os hormônios da tireóide são separados da tireoglobulina e liberados na corrente</p><p>sanguínea. Assim, os hormônios tireoidianos são liberados pela hidrólise da tireoglobulina.</p><p>Os lisossomos também desempenham papel importante no desenvolvimento do organismo.</p><p>Evidências apontam que os lisossomos são diretamente responsáveis pela involução</p><p>do útero e das</p><p>glândulas mamárias no período pós-parto. Além disso, durante a fertilização, o espermatozoide</p><p>libera enzimas hidrolíticas armazenadas no acrossomo. Essas enzimas ajudam na penetração do</p><p>espermatozoide no óvulo. Estudos realizados por microscopia de fluorescência mostraram que as</p><p>enzimas encontradas no acrossomo também são encontradas nos lisossomos, sugerindo que o</p><p>acrossomo seja um lisossomo gigante.</p><p>Alguns distúrbios metabólicos hereditários podem causar problemas no funcionamento adequado</p><p>dos lisossomos. Esses distúrbios são chamados de doenças de armazenamento lisossomal (DAL).</p><p>Existem cerca de 50 DALs diferentes, entretanto, todas são doenças consideradas raras, ocorrendo</p><p>em menos de 1 em 100.000 nascimentos. As DALs geralmente ocorrem quando o indivíduo</p><p>apresenta deficiência em uma enzima que quebra moléculas grandes como proteínas ou lipídeos.</p><p>Como esta enzima não funciona, as grandes moléculas não podem ser quebradas, acumulando</p><p>dentro da célula e podendo induzir a sua morte.</p><p>A maioria das DALs é herdada em um padrão autossômico recessivo. Isso significa que a condição</p><p>pode ser mascarada por uma cópia de um alelo sem a mutação (alelo dominante) e é causada por</p><p>uma mutação em um dos cromossomos autossômicos, que são todos os cromossomos, exceto os</p><p>Saiba mais!</p><p>T3 e T4 são os hormônios produzidos e secretados pela glândula tireoide. Estes hormônios estão</p><p>relacionados ao metabolismo celular. Para entender um pouco melhor sobre a síntese e secreção</p><p>dos hormônios tireoideanos, acesse o link abaixo que vai te direcionar a um blog de alunos da</p><p>Universidade de Brasília.</p><p>Saiba mais lendo o texto: “Um pouco mais dos hormônios tireoideanos e sua entrada nas células</p><p>foliculares” acessando aqui.</p><p>https://corticoides97unb.wordpress.com/2013/07/12/um-pouco-mais-dos-hormonios-tireoidianos-e-sua-entrada-nas-celulas-de-foliculares/</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 7/15</p><p>cromossomos sexuais X e Y. A Doença de Tay-Sachs é um exemplo de DAL bem conhecido. É</p><p>considerada uma gangliosidose causada por uma alteração genética que leva a diminuição ou</p><p>ausência de atividade da enzima hexosaminidase A. Esta enzima é encontrada nos lisossomos e</p><p>realiza a degradação de gangliosídeos que, devido à doença, se acumulam nas células nervosas e</p><p>interferem no seu funcionamento normal diminuindo a capacidade mental do indivíduo. Não há</p><p>cura para a doença de Tay-Sachs e a morte geralmente ocorre aos quatro anos de idade.</p><p>Algumas DALs são ligadas ao X, ou seja, se devem a uma mutação no cromossomo X. Um exemplo</p><p>é a doença de Fabry. A doença de Fabry é rara, ocorrendo em 1 em 40.000-120.000 nascidos vivos.</p><p>Pessoas com doença de Fabry são deficientes na enzima α-galactosidase A, responsável pela</p><p>remoção do glicolipídeo globotriaosilceramida que acaba acumulando no corpo. Os sintomas</p><p>incluem fadiga, ardor nas extremidades ou dor no corpo inteiro, zumbidos, náuseas, complicações</p><p>cardíacas e renais e pápulas na pele chamadas angioceratomas.</p><p>Um outro exemplo de DAL é a doença de Pompe, um distúrbio neuromuscular hereditário raro (1</p><p>em 10.000 nascidos) que causa fraqueza muscular progressiva. A doença de Pompe é ocasionada</p><p>pela deficiência da enzima α-glicosidase ácida que é responsável pela degradação do glicogênio.</p><p>Com isso, ocorre acúmulo de glicogênio dentro dos lisossomos levando à fraqueza muscular e</p><p>deterioração da função respiratória e morte prematura.</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 8/15</p><p>Além de doenças causadas por erros genéticos, existem enfermidades relacionadas ao mal</p><p>funcionamento dos lisossomos. Um exemplo é a silicose ocasionada pela inalação de partículas</p><p>estranhas e muito pequenas, caracterizada por inflamação e deposição de tecido fibroso</p><p>(cicatrização) em forma de lesões nodulares nos pulmões. Esta doença, sem cura e progressiva, é</p><p>comum em trabalhadores do setor de rochas, mineração, confecção de prótese dentária, construção</p><p>civil e ceramistas que não utilizam equipamentos de proteção. Os minúsculos cristais de sílica ficam</p><p>em suspensão no ar inalado e atingem os pulmões, onde ficam retidos nos alvéolos e são</p><p>fagocitados por macrófagos, células de defesa, e se acumulam nos lisossomos. Por ser um cristal, a</p><p>sílica perfura os lisossomos e causa a liberação das enzimas hidrolíticas no citoplasma, levando à</p><p>destruição da célula e culminando em inflamação pulmonar. Nos locais onde a sílica se acumula são</p><p>formados nódulos que podem ser visualizados em exames de imagem. A silicose é uma doença</p><p>ocupacional muito antiga e grave. Estima-se que no Brasil cerca de 6 milhões de trabalhadores</p><p>estejam expostos ao risco de desenvolver a doença.</p><p>Saiba mais!</p><p>Em 2010 foi lançado o filme Decisões Extremas (Extraordinary Measures) que conta a história de</p><p>um casal de pais de duas crianças acometidas pela Doença de Pompe, uma doença de</p><p>armazenamento lisossomal que afeta os músculos e o sistema nervoso levando à dependência de</p><p>cadeira de rodas e à morte entre o início da infância e o meio da vida adulta. Decididos à lutar pela</p><p>vida dos filhos, o casal decide financiar a pesquisa de um renomado cientista que pode resultar em</p><p>uma cura. Confira o trailer do filme, baseado em uma história real:</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 9/15</p><p>Para saber mais sobre a silicose, leia o artigo publicado no Jornal Brasileiro de Pneumologia, acesse</p><p>aqui.</p><p>3. Peroxissomos: Estruturas e Funções</p><p>Peroxissomo e lisossomo</p><p>Os peroxissomos se parecem com os lisossomos que vocês terminaram de estudar. Será que eles são</p><p>iguais? Claro que não. Eles são parecidos porque são organelas com formato esférico e com enzimas</p><p>no seu interior, porém as enzimas são totalmente diferentes e com diferentes funções. Então vamos</p><p>lá conhecer mais essa organela que pouco se fala, mas que é muito importante para nosso</p><p>organismo, em especial para as pessoas que gostam de ingerir bebida alcoólica.</p><p>Os peroxissomos são organelas citoplasmáticas presentes em células eucariotas. Eles têm uma</p><p>forma esférica e são delimitados por uma membrana que é formada por uma bicamada lipídica e</p><p>por proteínas conforme foi estudado no módulo 2. Eles estão distribuídos em todo citoplasma</p><p>celulares (média de 100 por célula) sendo em maior quantidade em algumas células de alguns</p><p>órgãos tais como o fígado e rins. Em seu interior possui várias enzimas que estão envolvidas no</p><p>metabolismo de espécies reativas de oxigênio, dos ácidos graxos e de substâncias tóxicas como o</p><p>álcool. As enzimas presentes em seu interior são oriundas, na sua grande maioria, da síntese de</p><p>proteínas realizada nos ribossomos livres no citosol (organela abordada no módulo 5). São em</p><p>média 50 enzimas diferentes, pertencentes às oxidases e às catalases, envolvidas em uma variedade</p><p>de rotas bioquímicas.</p><p>As oxidases pertencem à classe de enzimas que são responsáveis pela oxidação de substratos</p><p>resultando assim na produção do peróxido de hidrogênio (H O ) que é uma substância toxica para</p><p>célula</p><p>2 2</p><p>http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-37132006000800008</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top7_img11_.jpg</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 10/15</p><p>As enzimas oxidases estão presentes no metabolismo de lipídios, do ciclo do ácido glioxílico e no</p><p>processo de fotorespiração nos vegetais. Como o produto final das oxidases é peróxido de</p><p>hidrogênio, aí entra a outra classe de enzimas que são as catalases que irão degradá-lo em água e</p><p>oxigênio, ou seja, em uma substância não prejudicial à célula que nesse caso é a água. Como é isso?</p><p>O peroxissomo produz a peróxido de hidrogênio (H O ) em uma reação e depois ele mesmo vai</p><p>decompor este produto toxico? Vamos explicar melhor a seguir.</p><p>As enzimas presentes no peroxissomo oxidativas vão transferir átomos de hidrogênio (H ), de</p><p>diversos substratos (por exemplo, o ácido úrico, os aminoácidos, os ácidos graxos, o metanol e as</p><p>purinas), para o oxigênio (O ) formando o peróxido de hidrogênio (H O ), conforme mostrado</p><p>abaixo.</p><p>oxidases</p><p>RH + O ---------------- → R + H O</p><p>O peróxido de hidrogênio, produzido na reação acima, é toxico, logo há necessidade de transformá-</p><p>lo. Ai entra a enzima mais comum e mais falada que é a catalase. Ela tem a função de decompor o</p><p>peróxido de hidrogênio (H O ) em água (H O) e oxigênio (O ), ou seja, uma substância toxica a</p><p>célula em uma não toxica que é a água conforme é mostrada abaixo.</p><p>catalase</p><p>2 H O ------------------ → 2 H O + O</p><p>Metabolismo com a produção de peróxido de hidrogênio (H O )2 2</p><p>2 2</p><p>2</p><p>2 2 2</p><p>2 2 2 2</p><p>2 2 2 2</p><p>2 2 2 2</p><p>Fique sabendo!</p><p>O peróxido de hidrogênio é um problema quando se encontra no interior da célula por ser um</p><p>elemento toxico, mas os géis clareadores, utilizados pelos cirurgiões dentistas, contem</p><p>concentrações de peróxidos em torno de 30 a35% promovendo assim clareamento dos nossos</p><p>dentes. Estudos têm demonstrado que esses produtos clareadores são eficientes e suficientemente</p><p>seguros quando as recomendações do fabricante são seguidas.</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top7_img06_.jpg</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 11/15</p><p>O peróxido de hidrogênio não é produzido somente pelo peroxissomo, ele é também um produto</p><p>das reações que ocorrem na mitocôndria, retículo endoplasmático e no citosol, sendo que nesses</p><p>lugares as oxidações produzem pequenas quantidades de ânions superóxido (O ) conhecidos</p><p>como radicais livres. A enzima superóxido dismutase vai atuar formando o peróxido de hidrogênio</p><p>conforme equação abaixo. Este peróxido de hidrogênio é encaminhado para o peroxissomo onde</p><p>será convertido, conforme citada acima, em água e oxigênio.</p><p>Superóxido dismutase</p><p>2 (O ) + 2 H -------------------------------- → H O + O</p><p>A enzima catalase além da função de decompor o peróxido de hidrogênio (H O ) em água e</p><p>oxigênio ela tem outra função muito importante, nas células do fígado e dos rins, que é a de</p><p>desintoxicação. Nestas células a catalase atua como enzima desintoxicante, pois vai utilizar o</p><p>peróxido de hidrogênio para neutralizar a toxidade, por exemplo, do etanol, do ácido fórmico e dos</p><p>fenóis conforme equação abaixo.</p><p>catalase</p><p>H O + ST ------------------ → 2 H O + SO</p><p>ST= substância tóxica</p><p>SO= substância oxidada não tóxica</p><p>Um exemplo prático da reação mostrada acima é quando uma pessoa ingere bebida alcoólica, cerca</p><p>de metade do etanol (ST) é oxidada a acetaldeído (SO), sendo assim neutralizada parte da</p><p>substância tóxica pela enzima catalase presente no peroxissomo.</p><p>Como já relatado, o peroxissomo possui várias enzimas, em torno de 50, e além da catalase há as</p><p>enzimas oxidativas, por exemplo, as enzimas da β-oxidação dos ácidos graxos, urato-oxidase e D-</p><p>aminoácido-oxidase que estão relacionadas à metabolização dos ácidos graxos, do ácido úrico e</p><p>aminoácidos, respectivamente.</p><p>A oxidação dos ácidos graxos é uma importante fonte de energia metabólica e nas células animais</p><p>ela ocorre tanto nos peroxissomos como nas mitocôndrias (organela estudada no módulo 4),</p><p>enquanto que nas leveduras e nas plantas ocorre somente no peroxissomo. Na degradação dos</p><p>ácidos graxos, os peroxissomos produzem acetil-CoA. O acetil-CoA produzido pode migrar para as</p><p>mitocôndrias onde participara da produção de energia (ATP) por meio do ciclo do Krebs, ou então</p><p>ele pode migrar para ser utilizado em outros compartimentos para produção de diversas moléculas.</p><p>Estima-se que 30% dos ácidos graxos sejam oxidados em acetil-CoA nos peroxissomos.</p><p>2</p><p>–</p><p>2</p><p>–</p><p>2 2 2 2</p><p>2 2</p><p>2 2 2 2</p><p>β-oxidação dos ácidos graxos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top7_img0_8_-768x259.jpg</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 12/15</p><p>Nas células vegetais os peroxissomos desempenham duas importantes funções, sendo uma nas</p><p>sementes (síntese de carboidrato a partir dos ácidos graxos) e outra nas folhas (fotorrespiração). Os</p><p>peroxissomos presentes nos tecidos de armazenagem de gordura de germinação de sementes são</p><p>chamados de glioxissomos. Estes vão converter os ácidos graxos em carboidratos, para</p><p>fornecimento de energia e matéria prima para o crescimento da planta em germinação. Essa</p><p>conversão ocorre por meio de um ciclo chamado de ciclo do glioxilato que é uma variante do ciclo</p><p>de Krebs. Neste ciclo o acetil-CoA combina-se com o oxaloacetato formando citrato que é</p><p>convertido em isocitrato como no ciclo de Krebs. O isocitrato então será convertido em succinato e</p><p>glioxilato, e este reage com outra molécula de acetil-CoA fomando malato que é convertido em</p><p>oxaloacetato e utilizado na síntese de glicose.</p><p>Já os peroxissomos presentes nas folhas verdes das plantas participam no processo de</p><p>fotorrespiração, além das organelas cloroplastos e mitocôndrias. Na fotossíntese o CO é convertido</p><p>em carboidratos no ciclo de Calvin. Neste ciclo ocorre a adição de CO à ribulose-1,5 bisfosfato. A</p><p>enzima envolvida às vezes utiliza O ao invés de CO o que resulta na síntese do fosfoglicolato que é</p><p>convertido em glicolato e transferido para peroxissomos onde é oxidado (produz H O que é</p><p>decomposto pela catalase) e convertido em glicina. Esta é transferida para mitocôndria onde é</p><p>convertida em serina, a qual retorna aos peroxissomos para ser convertida em glicerato que é</p><p>transportado para o cloroplasto. Esse processo chama de fotorrespiração porque para síntese e</p><p>oxidação do glicolato há a utilização do O e da luz e liberação do CO</p><p>A interação entre o ciclo do glioxilato e o ciclo de Krebs (ácido cítrico)</p><p>2</p><p>2</p><p>2 2</p><p>2 2</p><p>2 2.</p><p>Fotorrespiração na planta arabidopsis: participação das três organelas – cloroplasto, mitocôndria e peroxissomo</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top7_img09-2-768x375.jpg</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/09/aula_biocel_top7_img10_-768x416.jpg</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 13/15</p><p>A metabolização do ácido úrico, proveniente das bases púricas (purina e guanina), pela enzima</p><p>urato-oxidase resulta em alantoína. Já a enzima D-aminoácido-oxidase participa da metabolização</p><p>dos D-aminoácidos da parede das bactérias que penetram no organismo uma vez que nos</p><p>mamíferos existe apenas L-aminoácidos.</p><p>O conteúdo enzimático dos peroxissomos pode variar de célula para célula sendo que até na mesma</p><p>célula os peroxissomos podem possuir composição enzimática diferente. As enzimas presentes</p><p>dentro dos peroxissomos são provenientes, na sua maioria, dos ribossomos livres presentes no</p><p>citosol. As enzimas são traduzidas nos ribossomos livres presentes no citosol e migradas, como</p><p>cadeias polipeptídicas completas, para interior dos peroxissomos preexistentes, resultando assim</p><p>em seu crescimento que posteriormente vão se dividir, por divisão binária, e formar novos</p><p>peroxissomos. A orientação das enzimas para o interior do peroxissomos acontece por sinais de</p><p>endereçamento que são sequências específicas de aminoácidos conhecidas como PTS (peroxissomal</p><p>targetting signal). Existem dois tipos de sinais, o PTS1 e PTS2. O PTS1 tem em sua extremidade o</p><p>carboxi terminal Ser-Lys-Leu (aminoácidos serina, lisina e leucina), e o PTS2 o N-terminal,</p><p>sendo</p><p>que dos dois o PTS1 é o mais utilizado pelas enzimas. Quando essas enzimas chegam à organela elas</p><p>vão atravessar os canais de proteínas, presentes na membrana, e assim serem depositadas no</p><p>interior, ou seja, na matriz peroxissomal.</p><p>O peroxissomo, além de todas as funções já descritas, ele também está envolvido, na célula animal,</p><p>na produção dos lipídios colesterol e dolicol (lembra que os lipídios são sintetizados na organela</p><p>chamada de retículo endoplasmático liso estudado no módulo 5?). Logo, os lipídios colesterol e</p><p>dolicol são sintetizados tanto no REL como nos peroxissomos. Só relembrando que o colesterol é</p><p>um importante lipídio na produção dos hormônios esteroides (testosterona e progesterona) e para</p><p>síntese dos sais biliares. Também é importante relatar que os peroxissomos possuem enzimas</p><p>necessárias à síntese de plasmalógenos (família de fosfolipídios) que são componentes importantes</p><p>na membrana de alguns tecidos tais como cerebral e cardíaco.</p><p>Pode-se obervar que os peroxissomos são organelas importantes e caso ocorra algum</p><p>distúrbio/disfunção pode levar o indivíduo a ter algumas doenças como, por exemplo, a Síndrome</p><p>de Zellweger e a Adrenoleucodistrofia (ADL). A síndrome de Zellweger é uma doença de origem</p><p>genética que afeta os genes da produção de algumas enzimas do peroxissomo. Os peroxissomos se</p><p>apresentam sem as enzimas na matriz peroxissomal, incapacitando assim a ocorrência da beta-</p><p>oxidação de ácidos graxos de cadeia longa, o que leva a acúmulo de lipídios e problemas na síntese</p><p>de sais biliares.</p><p>Para saber mais!</p><p>Saiba mais sobre  como os processos metabólicos dependentes do oxigênio, como a respiração</p><p>aeróbica, fotossíntese e fotorrespiração, levam à produção de ROS em mitocôndrias, cloroplastos e</p><p>peroxissomos, respectivamente acessando o artigo cientifico.</p><p>http://www.scielo.br/pdf/cr/v44n3/a7914cr2013-0032.pdf</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 14/15</p><p>Adrenoleucodistrofia (ADL) é uma doença genética recessiva ligada ao cromossomo X que leva a</p><p>deficiência de uma enzima que é a ligase acil-CoA gordurosa. Esta é a responsável pela importação</p><p>de ácidos graxos para a matriz peroxissomal afetando principalmente as células do cérebro e da</p><p>glândula adrenal. Essa é uma doença que acomete mais o sexo masculino por ser ligada ao</p><p>cromossomo X. Ela causa deterioração neurológica, disfunção adrenal, perda da memória, entre</p><p>outros sintomas, e pode se manifestar nos primeiros meses de vida, ou até mesmo no início da</p><p>adolescência. Essa doença foi retratada no filme “Óleo de Lorenzo”.</p><p>Para saber mais!</p><p>Saiba mais sobre Síndrome de Zellweger lendo o artigo cientifico que apresenta o segundo caso</p><p>brasileiro de um bebê portador dessa síndrome. Acesse o artigo aqui.</p><p>4. Conclusão</p><p>Os lisossomos e os peroxissomos são organelas citoplasmáticas membranosas presentes nas células</p><p>eucariontes. Dentro deles existem enzimas que vão realizar digestão intracelular (lisossomos) e,</p><p>entre outras funções, decomposição do peróxido de hidrogênio em água e oxigênio (peroxissomos).</p><p>Os lisossomos tem sua origem nas vesículas produzidas pelo complexo de Golgi enquanto os</p><p>peroxissomos por divisão binária quando estão maduros. Os lisossomos no processo de digestão</p><p>intracelular podem digerir moléculas provenientes do meio extracelular, por meio da fagocitose e</p><p>pinocitose, ou organelas da própria célula, processo esse chamado de autofagia. Também as</p><p>enzimas presentes nos lisossomos podem ser liberadas no próprio citosol levando a célula à morte</p><p>(autólise). Os peroxissomos além de participar de decompor o peróxido de hidrogênio (H O ), ele</p><p>participa da desintoxicação do organismo, metabolização dos ácidos graxos, produção de ácidos</p><p>biliares e na germinação das sementes.</p><p>2 2</p><p>5. Referências</p><p>BRUCE, A et al. Fundamentos da Biologia Celular. 4.ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.</p><p>http://www.moreirajr.com.br/revistas.asp?fase=r003&id_materia=2577</p><p>24/03/2022 16:40 Lisossomos e Peroxissomos</p><p>https://cead.uvv.br/conteudo/aula/lisossomos-e-peroxissomos/?disciplina=biologia-celular&posicao=6 15/15</p><p>COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. Tradução de Maria Regina</p><p>Borges-Osório. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.</p><p>JUNQUEIRA, L. C. U.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro:</p><p>Guanabara Koogan, 2012</p><p>LODISH, H. et al. Biologia celular e molecular. Tradução de Adriana de Freitas Schuck Bizarro</p><p>et al. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.</p><p>NELSON, D.L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre, RS:</p><p>Artmed, 2014.</p><p>ROBERTIS, E.M.F.; HIB, J.R. Bases da biologia celular e molecular. 4. ed. rev. e atual. Rio de</p><p>Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2014.</p><p>Terra Filho, M., Sanos, U. P. Silicose. Jornal Brasileiro de Pneumologia. 2006. 32(2). Disponível</p><p>em : <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-37132006000800008></p><p>Acesso em: 12 jul. 2018.</p><p>Um pouco mais dos hormônios tireoideanos e sua entrada nas células folciulares. Disponível em:</p><p><https://corticoides97unb.wordpress.com/2013/07/12/um-pouco-mais-dos-hormonios-</p><p>tireoidianos-e-sua-entrada-nas-celulas-de-foliculares/>. Acesso em: 12 jul. de 2018.</p><p>YouTube. (2014, maio, 29). Lisossomos e digestão celular. 4min11seg. Disponível em:</p><p><https://www.youtube.com/watch?v=QaeMVL3enXk>. Acesso em: 8 jul. 2018.</p><p>YouTube. (2013, março, 05). Lysosome formation. 1min01seg. Disponível em:</p><p><https://www.youtube.com/watch?v=7_O73PglB5E>. Acesso em: 8 jul. 2018.</p><p>YouTube. (2012, novembro, 21). Decisões extremas - trailer. 2min05seg. Disponível em:</p><p><https://www.youtube.com/watch?v=DdA5w-VqwGk>. Acesso em: 8 jul. 2018.</p>