Charakterystyka peroksysomów, funkcje, struktura, biogeneza

Peroksysomy, Znane również jako mikrokurmy, są to małe organelle komórkowe, bardzo podobne do lizosomów, które są zawieszone w cytozolu większości komórek eukariotycznych.

Podobnie jak ludzkie ciało ma narządy, które wypełniają różne funkcje, aby utrzymać je przy życiu, komórki mają je również i to te, które nazywamy „organelles” lub „organelle”.

Gdy serce pompuje krew w kierunku reszty ciała, nos i płuca służą do oddychania, żołądek otrzymuje jedzenie i zaczyna się od trawienia, a mózg jest odpowiedzialny za koordynowanie wszystkiego (za umieszczenie niektórych przykładów), więc organelle są niezbędne dla wielu funkcji komórek.

Wśród niektórych organelli komórkowych są peroksysomy, które zostały opisane w 1960 r. Przez Christian René de Duve, ten sam badacz, który opracował techniki frakcjonowania subkomórkowego w celu oddzielenia różnych organelli komórkowych na podstawie jego gęstości.

De Duve podzielił się w 1974 r. Nagroda Nobla na fizjologię i medycynę z Albertem Claude i George Palade dzięki pracy z tymi technikami i odkryciem peroksysomów.

Nazwa tych organelli wywodzi się z wewnętrznej produkcji nadtlenku wodoru (h₂ALBO₂), Produkt uboczny reakcji redukcji tlenku, które występują w nich i które jest potencjalnie toksyczne dla komórek (może reagować z wieloma innymi cząsteczkami), więc jest on szybko zdegradowany.

W komórce może być do 500 perxisomów „pływających” w cytosolu, ale liczba i wielkość tych organelli zależy nie tylko od rodzaju komórki, ale od stanu fizjologicznego tego samego i otaczającego go pożywki.

[TOC]

Ogólne cechy peroksysomów

Istnieje wiele cech, które mają peroksysomy, które czynią je podobnymi do innych organelli komórkowych, a jednocześnie bardzo różne. Następnie podsumowano krótką listę, w której niektóre z najważniejszych:

- Są to małe organelle otoczone prostą membraną, która oddziela je od reszty cząsteczek i organelli w cytosolu.

- Wiele z tego, co jest w środku, zwłaszcza białka i enzymy, jest syntetyzowane w cytozolu komórki, do których należą one za pomocą wolnych rybosomów, które są złożonymi białkami zdolnymi do pośredniczenia w tłumaczeniu posłańców RNA (RNam) z jądra i pochodzącego z jądra i pochodzące transkrypcja określonego genu.

- Nie mają własnego genomu, to znaczy wewnątrz nie ma DNA ani niezbędnego maszyny do przetwarzania (na przykład replikacja, transkrypcja i tłumaczenie).

- Mnożą się przez podział.

- Wewnątrz można znaleźć do 50 różnych enzymów trawiennych i ich wtórnych produktów (niebezpieczne dla komórek).

- Jego rozmiar i liczba mogą się znacznie różnić między jedną komórką a drugą, ponieważ zależą od warunków wewnątrzkomórkowych (są indukowalne) i typu komórki.

Funkcje

Schemat komórki drobnoustrojów wykazujący peroksysom (peroksysom), mitochondria (mitochondriom) i jądro (jądro) (Źródło: CNX OpenStax/CC przez (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/4.0) Via Wikimedia Commons)

Peroksysomy wypełniają różne funkcje w komórce, z których wiele jest związanych z enzymami w środku.

- Reakcje oksydacyjne

Wewnątrz peroksysomów występuje wiele reakcji redukcji tlenku, jest to wymiana elektronów między jednym związkiem a drugim, zwykle katalizowanym przez białka o aktywności enzymatycznej (enzymy).

Te reakcje ograniczające tlenek w peroksysomach wytwarzają obecnie nadtlenek wodoru (H. H₂ALBO₂), Związek, który jest szkodliwy dla komórek.

Może ci służyć: Common Tijereta: Charakterystyka, siedlisko, reprodukcja, odżywianie

Jednak we wnętrzu peroksysomów istnieje enzym zwany katalazą, który jest odpowiedzialny za rozkład nadtlenku wodoru w celu utworzenia wody lub użycia go do utleniania innych związków.

Zdolność do zawierania tych reakcji w środku jest ściśle związana z innymi funkcjami, które wykonują te organelle komórkowe, ponieważ degradacja metaboliczna wielu cząsteczek implikuje jego utlenianie.

Bez reakcji oksydacyjnych peroksysomów, na przykład akumulacja związków, takich jak długie kwasy tłuszczowe, może spowodować znaczne uszkodzenie komórek nerwowych w mózgu.

- Metabolizm energetyczny

Peroksysomy uczestniczą w produkcji ATP, która jest główną „walutą” energii komórki.

Jednym ze sposobów, w jaki robią to degradowanie kwasów tłuszczowych (z których składa się tłuszcze i wiele lipidów), trawienie etanolu (rodzaj alkoholu) i aminokwasów („bloki”, które tworzą białka) itp.

W komórkach zwierzęcych większość kwasów tłuszczowych jest degradowana w mitochondriach, a niewielka część jest przetwarzana w peroksysomach, ale w drożdżach i roślinach funkcja ta jest praktycznie wyłączna dla peroksysomów.

- Biosynteza

Peroksysomy działają również w produkcji cząsteczek, które są częścią błon komórkowych. Te cząsteczki są znane jako plazmalogeny i są bardzo ważnym rodzajem lipidów dla komórek mózgu i serca (serca) ludzi i innych ssaków.

Inne lipidy syntetyzowane w peroksysomach i wraz z udziałem retikulum endoplazmatycznego (kolejna bardzo ważna organelle komórkowa) to cholesterol i dolitol, niezbędne do działania komórek.

Na przykład u wielu zmęczonych zwierząt peroksysomy komórek wątroby uczestniczą również w syntezie kwasów żółciowych, które pochodzą z cholesterolu i bardzo niezbędne do trawienia tłuszczów zawartych w żywności przetwarzanych w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku, a następnie w żołądku jelito cienkie.

Struktura

Peroksysomy to błoniaste organelle, ale w przeciwieństwie do błon, które są obserwowane w innych organellach, takich jak mitochondria i chloroplasty, na przykład mają prostą błonę, a nie podwójne systemy błony.

Jego wygląd nie jest stały, to znaczy może się zmienić. Są to jednak zwykle sferyczne organelle, które mają średnią średnicę między 0.2 i 1 μm, to znaczy milionowy jeden metr.

Podstawowy schemat struktury peroksysomu (źródło: Thureson/CC BY-SA (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/) Via Wikimedia Commons)

Kiedy nie mają sferycznego kształtu, można je postrzegać jako małe kanaliki o różnych rozmiarach, które są ze sobą połączone (to z pewnością podział peroksysomów).

Często mają krystaliczne centrum lub jądro, które naukowcy opisują w ten sposób przez sposób, w jaki obserwują go na mikroskopie, prawdopodobnie w wyniku ogromnej ilości białka w środku.

Biogeneza (pochodzenie)

Chociaż peroksysomy nie zawierają DNA w środku, to znaczy, nie mają własnego genomu, można je podzielić przez klejnot lub rozszczepienie.

Proces ten zależy od ilości białek i materiałów do budowy nowych membran, które są „importowane” z cytosolu.

Ci, którzy uczestniczą?

Retikulum endoplazmatyczne jest odpowiedzialne za syntezę fosfolipidów, które tworzą błonę peroksysomową, a także za syntezę niektórych ich białek, to poprzez powiązane rybosomy.

Rybosomy (faktycznie obecne w cytosolu jako „wolne polirybosomy”) to te, które tłumaczą większość białek. Białka te mogą wejść do peroksysomów tylko wtedy, gdy mają specjalną etykietę lub „markę”.

Może ci służyć: makrofagi: charakterystyka, formacja, typy, funkcje

Bez tych marek białek nie można rozpoznać przez inne białka w błonie peroksysomowej, a zatem nie będą w stanie go przekroczyć.

Następnie, jeśli w cytosolu rybosomy przymocowane do szorstkiego retikulum endoplazmatycznego.

Peroksysomy w komórkach zwierzęcych

Komórki zwierzęce mają wiele perksysomów i lizosomów, podobne organelle, które są odpowiedzialne za „recykling” innych organelli i różnych rodzajów cząsteczek o różnych rozmiarach.

Na przykład komórki niektórych zwierząt (ale nie komórek ludzi) mają peroksysomy zdolne do degradacji kwasu moczowego, który na ogół jest odpadem metabolicznym bogatym w azot, którego akumulacja we krwi może mieć szkodliwe skutki.

Funkcje „rzadkie”

Oprócz wszystkich wymienionych powyżej funkcji, peroksysomy wykonują bardzo szczególne funkcje u niektórych zwierząt. Na przykład błyskawicy i inne owady używają enzymu w peroksysomach ich komórek, aby znaleźć partnera, a w niektórych przypadkach do zlokalizowania jedzenia.

Ten enzym jest znany jako lucyferaza. Lucyferaza pomaga mężczyznom wytwarzać jasny „błysk” światła, który może być zielony lub żółty, i który służy do przyciągnięcia samic tego samego gatunku.

Czas trwania każdego lampy błyskowej i interwał, w którym się pojawiają, są typowe dla każdego gatunku, więc kobiety mogą rozróżniać mężczyzn w ciemności nocy. U niektórych gatunków samica również wytwarza błysk, a w innych emituje światło, które przyciąga mężczyznę do zjedzenia.

Zmodyfikowane peroksysomy

Podobnie jak rośliny posiadają glikoxisomy, które są rodzajem peroksysomu specjalizującego.

Kinetoplastidy, grupa pasożytów, które powodują różne choroby dla ludzi i innych zwierząt, mają zmodyfikowany rodzaj „ale peroksymom glikosomu”.

Glikosomy otrzymują tę nazwę, ponieważ wewnątrz enzymów niezbędnych do przetwarzania glukozy (enzymy glikolityczne) są zablokowane, oprócz innych enzymów, które uczestniczą w innych drogach metabolicznych w celu uzyskania energii energii.

Peroksysomy w komórkach roślinnych

Komórki roślinne zawierają również peroksysomy, które mają bardzo ważne funkcje dla funkcjonowania roślin, oprócz funkcji, które są wspólne z funkcjami peroksysomów innych rodzajów komórek.

- Cykl glioksylanu

Na przykład w nasionach peroksysomy ich komórek są odpowiedzialne za przekształcenie przechowywanych tłuszczów w węglowodany, które są surowcem niezbędnym do rozwoju sadzonki, które kiełkują.

Proces, w którym peroksysomy roślin wykonuje tę funkcję, jest znany jako cykl glixilanowy, który jest uważany za wariant cyklu Krebsa, więc niektóre teksty odnoszą się do tych peroksysomów, takich jak glioksysomy.

- Fotorrykacja

W roślinach te organelle są również zaangażowane w proces znany jako fotorerersja, która składa się z drogi metabolicznej „przeciwnej” z fotosyntezy, ponieważ nie wytwarzano tlenu, ale jest spożywany, a dwutlenek węgla jest uwalniany bez uzyskania ATP ATP.

Może ci służyć: amyloplast

Pomimo powyższego proces ten jest również znany jako „odzyskiwanie węgla”, ponieważ peroksysomy odbierają z chloroplastów (inny aminokwas ornaul).

Glicyna występująca w peroksysomach roślin jest transportowana do mitochondriów (organelle, w których oddychanie występuje, a synteza dużych ilości ATP). W mitochondriach ta glicyna staje się serynem, kolejnym aminokwasem, który jest powracany do peroksysomu.

Seryn, raz w peroksysomie, jest przekształcany w glikerat i stamtąd ponownie wysyłany do chloroplastu. Cały ten proces nie prowadzi do produkcji energii, ale do zastosowania atomów węgla, które są ustawione na glikolan.

Choroby peroksysomów

Istnieją różne rodzaje „zaburzeń” związanych z peroksysomami. Zasadniczo zaburzenia te mają związek z mutacjami w genach zaangażowanych w biogenezę tych organelli, a nawet w tych genach, które kodują enzymy lub transport białek.

Ponieważ mają składnik genetyczny, zaburzenia te są zwykle wrodzone (są dziedziczone od rodziców do dzieci), które mogą mieć umiarkowane lub poważne konsekwencje, w zależności od przypadku.

Zespół Zellwegera

Ten zespół, choć dziwny, obejmuje jeden z najcięższych warunków. Charakteryzuje się całkowitą nieobecnością lub znacznym zmniejszeniem liczby chromosomów w komórkach ciała.

Mutacje genetyczne, które powodują ten zespół, powodują również akumulację związków bogatych w elementy, takie jak żelazo i miedź, oraz kwasy tłuszczowe o bardzo długim łańcuchu we krwi i innych tkankach, takich jak wątroba, mózg i nerki.

Jakie są konsekwencje?

Małe dzieci dotknięte tym zespołem zwykle rodzą się z deformacjami twarzy (w twarz) i pewną niepełnosprawnością intelektualną. Mogą cierpieć z powodu problemów z ucha i ucha, a także cierpiące na problemy żołądkowo -jelitowe i wątrobowe, więc zwykle nie żyją więcej niż rok.

Inne powiązane zespoły

Istnieją inne choroby związane z wadami w peroksysomach. Wśród nich są noworodka adreolestruaficzna (Nald, angielski Neonatalna adreoleukodstrophy) I choroba refsum.

Obie choroby charakteryzują się późnym pojawieniem się objawów, które są zwykle obserwowane w dzieciństwie, więc pacjenci mogą przeżyć wcześnie.

Bibliografia

1. British Society of Cell Biology. (N.D.). Pobrano 13 kwietnia 2020 r. Z www.BSCB.Org/uczenie się-resource/miękki-e-learning/peroksysom/.
2. Cooper, g. M., & Hausman, r. I. (2004). Komórka: zbliżaj się do molekularnej. Medicinska Naklada.
3. Duve, c. DO. B. P., & Baudhuin, p. (1966). Peroksysomy (drobnoustroje i powiązane partnerzy). Recenzje fizjologiczne, 46 (2), 323-357.
4. Encyclopaedia Britannica Redaktorzy. (2014). Britannica Encyclopaedia. Pobrano 13 kwietnia 2020 r. Z www.Britannica.com/nauka/peroksysom.
5. Hu, J., Baker, a., Bartel, ur., Linka, n., Mullen, r. T., Reumann, s., & Zolman, b. K. (2012). Peroksysomy roślinne: biogeneza i funkcja. Komórka roślinna, 24 (6), 2279-2303.
6. Lazarow, s. 1. B., & Fujiki i. (1985). Biogeneza peroksysomów. Coroczny przegląd biologii komórkowej, 1 (1), 489-530.
7. Roels, f., Baes, m., & Delanghe, s. (Eds.). (2012). Zaburzenia peroksysomalne i regulacja genów (obj. 544). Springer Science & Business Media.
8. Van den Bosch, H., Schutgens, r. B. H., Wanders, r. J. DO., I Tager, J. M. (1992). Biochemia peroksysomów. Coroczny przegląd biochemika.