¿Cómo digieren las células vegetales los orgánulos dañados?

Parece que algunas células vegetales participan en la autofagia utilizando enzimas hidrolíticas contenidas en las vacuolas que son análogas a los lisosomas de células animales. Sin embargo, estas vacuolas vegetales carecen de la calidad fagocítica característica de los orgánulos animales, y no pueden sufrir exocitosis como los lisosomas lo hacen para expulsar los desechos. Estas vacuolas son claramente diferentes en estas formas importantes.

Por convención científica, el término lisosoma se aplica a esos orgánulos vesiculares solo en animales, y las vacuolas a plantas, hongos y algas. Los descubrimientos en células vegetales desde la década de 1970 comenzaron a desafiar esta definición. Se encuentra que las vacuolas de plantas son mucho más diversas en estructura y función de lo que se pensaba anteriormente. [39] [40] Algunas vacuolas contienen sus propias enzimas hidrolíticas y realizan la clásica actividad lisosómica, que es la autofagia. [41] [42] [43] Por lo tanto, se considera que estas vacuolas cumplen el papel del lisosoma animal. Según la descripción de De Duve de que “solo cuando se considera como parte de un sistema involucrado directa o indirectamente en la digestión intracelular, el término lisosoma describe una unidad fisiológica”, algunos botánicos argumentaron firmemente que estas vacuolas son lisosomas. [44] Sin embargo, esto no se acepta universalmente ya que las vacuolas no son estrictamente similares a los lisosomas, como en sus enzimas específicas y la falta de funciones fagocíticas. [45] Las vacuolas no tienen actividad catabólica y no experimentan exocitosis como los lisosomas. [46]

También,

¿Las células vegetales tienen lisosomas?

¡Decir ah! Has señalado una pequeña disputa entre los biólogos de plantas que ha durado años.

La evidencia actual sugiere que “SÍ”, algunas células vegetales contienen lisosomas.

No afirmé rotundamente que las células vegetales contienen lisosomas porque muchos biólogos celulares afirman que no, y es posible que muchos profesores consideren que un enunciado tan plano es un “error”. Sin embargo, hay evidencia emergente de que, de hecho, lo hacen. Aquí hay un artículo del Journal “Plant Cell”, que señala la existencia de un orgánulo en una célula vegetal que cumple con todos los criterios de un lisosoma:

“Las células de aleurona de cebada contienen dos tipos de vacuolas: caracterización de orgánulos líticos mediante el uso de sondas fluorescentes”. Sarah J. Swansona, Paul C. Bethkea y Russell L. Jones. Cell Plant, vol. 10, 685-698, mayo de 1998
http://www.plantcell.org/cgi/con…

Aquí hay un pasaje del periódico:

“La existencia de lisosomas en las plantas se ha debatido durante mucho tiempo (véase, por ejemplo, Moriyasu y Ohsumi 1996). Matile 1975 reconoció que las enzimas catabólicas eran esenciales para la actividad biológica sostenida y que estas enzimas deben compartimentarse para evitar su hidrólisis indiscriminada de biopolímeros. Él propuso que las proteasas, nucleasas, fosfatasas y otras enzimas degradantes de las plantas eran componentes de un “compartimento lítico”, un compartimento que incluía el espacio extracelular, las vacuolas y otros orgánulos que contienen enzimas líticas. Con las técnicas mejoradas para el aislamiento de las vacuolas, se hizo evidente que muchas vacuolas vegetales contienen enzimas que se encuentran en los lisosomas animales (Matile 1978; Wink 1993). Por lo tanto, se vio que las vacuolas vegetales cumplen el papel del sistema lisosómico animal (Boller y Wiemken 1986) “.

Este es solo uno de los muchos informes de lisosomas de células vegetales. El primer informe de este tipo apareció hace más de 30 años: Matile (1968) “Lisosomas de células de punta de raíz en líneas de semillas de maíz”. Planta 79: 181-196.

Entonces, la respuesta a su pregunta parece ser “sí”, pero sigue siendo controvertida.

Ken Miller (10/11/04)

Gracias a Joel Lee por su respuesta a esta pregunta.

La autofagia es el sistema principal responsable de la degradación de los orgánulos y las macromoléculas citosólicas en la vacuola y, por lo tanto, se supone que es una función extremadamente importante en las plantas. Hasta la fecha, se han reportado dos tipos de autofagia, llamados microautofagia y macroautofagia, en plantas

Imagen tomada de [2]

Nota: Creo que los genes descritos en la figura anterior son los que se encuentran en ratones o levaduras. Los homólogos de plantas del gen pueden tener un nombre diferente.

El proceso

Los orgánulos dañados están encerrados por un fagosoma que luego se fusiona con un lisosoma. El lisosoma luego libera enzimas digestivas que descomponen los orgánulos dañados dentro del nuevo complejo (el autolisoma) y liberan los subproductos de vuelta al citoplasma.

Referencia

[1] DC Bassham, M. Laporte, F. Marty, Y. Moriyasu, Y. Ohsumi, LJ Olsen, K. Yoshimoto Autofagia en el desarrollo y respuestas al estrés de las plantas Autophagy, 2 (2006), pp. 2-11

[2] Gelino S, Hansen M (2012) Autofagia: ¿un mecanismo emergente contra el envejecimiento? J Clin Exp Pathol S4: 006. doi: 10.4172 / 2161-0681.S4-006