Peroxiszómák jellemzői, helye, funkciói és szerkezete



az peroxiszómákra ezek gömb alakú celluláris organellák, amelyek átmérője 0,2–1,0 μm, és egy membrán körül van körülvéve. Ezek megtalálhatók az állati és növényi sejtekben, és rendelkeznek a szükséges enzimekkel a biomolekulák (aminosavak és zsírsavak) vagy toxikus anyagok (alkohol) oxidációs folyamataihoz kapcsolódó metabolikus útvonalakhoz..

Az ezekben a folyamatokban részt vevő enzimeket oxidázoknak nevezik, amelyek szintén részt vesznek a szintetikus útvonalakban. A peroxiszómák egy speciális enzim: kataláz, amellyel képesek a hidrogén-peroxid eltávolítására (H2O2), amely a toxikus anyagok lebomlása miatt másodlagos termék.

Ne feledje, hogy ez a potenciálisan káros anyag ugyanabban az organellában keletkezik és megszűnik, így a sejtet soha nem érinti ez a vegyület. A peroxiszómákat 1954-ben a svéd Johannes Rhodin fedezte fel, miközben tanulmányozta a vesék morfológiáját. Kezdetben mikro testületeknek hívták őket.

Később, 1966-ban, a kutatók egy csoportja leírta az új organelle biokémiai tulajdonságait, és a peroxiszóma nevét a szőlőtermelés és a degradáció miatt adta meg.2O2.

index

  • 1 Általános jellemzők és hely
    • 1.1 A peroxiszómák sokfélesége
  • 2 Funkciók
    • 2.1 A zsírsavak lebomlása
    • 2.2 A mérgező termékek lebomlása
    • 2.3 A biomolekulák szintézise
  • 3 Peroxiszóma a növényekben
    • 3.1 Glioxiszomák
    • 3.2 Fényérzékenység
  • 4 Szerkezet
  • 5 Eredet
  • 6 Referenciák

Általános jellemzők és hely

A peroxiszómák olyan gömb alakú rekeszek, amelyeket egyetlen membrán vesz körül. Nem rendelkeznek saját struktúrájukhoz kapcsolódó saját genomjukkal vagy riboszómájukkal, ellentétben más cellás rekeszekkel, például mitokondriumokkal vagy kloroplasztokkal, amelyeket két vagy három membrán komplex rendszere vesz körül..

A legtöbb állati és növényi sejt peroxiszómával rendelkezik. A fő kivétel a vörösvértestek vagy az eritrociták.

Az oxidatív metabolizmusban részt vevő enzimek ebben a szerkezetben találhatók. Egyes termékek oxidációja hidrogén-peroxidot termel, mivel ezeknek a szubsztrátoknak a hidrogént oxigénmolekulákba helyezik át.

A hidrogén-peroxid toxikus anyag a sejthez, és el kell távolítani. Ezért a peroxiszómák tartalmazzák a kataláz enzimet, amely lehetővé teszi annak átalakítását víz- és oxigénmolekulákká.

A peroxiszómák sokfélesége

A peroxiszómák nagyon különböző organellák. A sejttípustól és a vizsgált fajtától függően a belső enzimkészítményt módosíthatják. Ugyanígy változhatnak azok a környezeti feltételek függvényében is, amelyekre ki vannak téve.

Például bebizonyosodott, hogy a szénhidrátok jelenlétében növekvő élesztőkben a peroxiszómák kicsiek. Amikor ezek a szervezetek a metanolban vagy zsírsavakban gazdag környezetben nőnek, a peroxiszómák nagyobbak ezeknek a vegyületeknek a oxidálására.

A műfaj protistái Trypanosoma (ez a nemzetség magában foglalja a patogén fajokat T. cruzi, a Chagas-betegség okozója) és más kinetoplasztidák, egyfajta peroxiszóma, amelyet glikozómának neveznek. Ez az organelle glikolízis bizonyos enzimekkel rendelkezik.

A gombákban van egy struktúra, amelyet Woronin testnek neveznek. Ez egy olyan típusú peroxiszóma, amely részt vesz a sejtszerkezet fenntartásában.

Hasonlóképpen, bizonyos fajok peroxiszómáiban enzimek vannak, amelyek egyedülállóak. A szentjánosbogarakban a peroxiszómák tartalmazzák a luciferáz enzimet, amely a coleoptera e csoportjára jellemző biolumineszcenciáért felelős. A nemzetség gombáiban Penicillium, A peroxiszómák olyan enzimeket tartalmaznak, amelyek részt vesznek a penicillin előállításában.

funkciók

A peroxiszómában a sejtek számára lényeges oxidációs útvonalak fordulnak elő. Több mint ötven típusú enzimmel rendelkeznek, amelyek lebonthatják a zsírsavat, a húgysavat és az aminosavakat. Részt vesznek lipidszintézis útvonalakon. Ezután részletesen ismertetjük mindegyik funkcióját:

A zsírsavak lebomlása

A zsírsavak oxidációját a peroxiszómában egy β-oxidációnak nevezett anyagcsere-útvonalon végzik, amely az acetil-csoport előállításából ered. Ez ellentétes a mitokondriumokban előforduló analóg lebomlási reakcióval, amelyben a zsírsavak lebomlásának végtermékei szén-dioxid és ATP.

Ellentétben az állati sejtekkel, ahol a β-oxidáció a mitokondriumokban és a peroxiszómában történik, az élesztőben csak peroxiszómákban fordul elő.

Az acetilcsoportok szállíthatók más sejtrészekbe, és belefoglalhatók az esszenciális metabolitok bioszintézis útjaiba.

A mérgező termékek lebomlása

A peroxiszómák részt vesznek a méregtelenítési reakciókban, különösen a májban és a vesében.

A peroxiszómák lebonthatják a véráramba jutó toxikus szubsztrátokat, mint például az alkoholt, a fenolokat, a hangyasavat és a formaldehidet. Ezek az oxidációs reakciók hidrogén-peroxidot termelnek.

Az organelle nevét a molekula gyártása adja. Annak érdekében, hogy lebontják, a kataláz enzim rendelkezik, amely katalizálja a következő kémiai reakciót, amely olyan anyagokat termel, amelyek ártalmatlanok a sejtre, a vízre és az oxigénre:

2 H2O2 -> H2O + O2

A biomolekulák szintézise

Állati sejtekben a koleszterin és a dolichol szintézise a peroxiszómában és az endoplazmatikus retikulumban fordul elő. A koleszterin egyes szövetek alapvető lipidje. A plazma membránokban való jelenléte meghatározza annak folyékonyságát. A vérplazmában is megtalálható.

A Dolichol, mint a koleszterin, lipid, és jelen van a sejtmembránokban, különösen az endoplazmatikus retikulumban..

A peroxiszómák szintén részt vesznek az epesavak, az epe komponenseinek szintézisében. Ezek a vegyületek koleszterinből származnak. Az epe fő funkciója a belekben lévő zsírok elszappanosítása, amely egyfajta mosószerként működik.

A plasmalogének lipid jellegű molekulák, amelyekre éter típusú kötés van jelen. Ezt a lipidet a szív és az agy szöveteit alkotó sejtek membránjainak nélkülözhetetlen összetevőjeként találjuk meg. A peroxiszómák részt vesznek az első két lépésben, amelyek ezeknek a lipideknek a kialakulásához vezetnek.

Emiatt, ha a peroxiszóma szintjén bizonyos sejtkárosodás következik be, neurológiai rendellenességekben jelentkezhet. E patológiák egyik példája a Zellweger-szindróma.

Peroxiszóma a növényekben

glyoxisomes

A növények speciális peroxiszóma típusú organellákat tartalmaznak, amelyeket glükoxi-mernek neveznek. A funkció az anyagok tárolása és a lipidek lebontása. Elsősorban magokban találhatók.

A növények tipikus reakciója a glioxizomokban történik: a zsírsavak glükózzá történő átalakulása.

Ezt az anyagcsere-útvonalat glükoxilát-ciklusnak nevezik, és nagyon hasonló a citromsav-ciklushoz. Ennek az átalakulásnak az eléréséhez két acetil-CoA-molekulát alkalmazunk borostyánkősav előállítására, amely ezt követően a glükózhoz jut.

A magból kilépő növény még nem fotoszintetikusan aktív. E tény kompenzálása érdekében ezeket a szénhidrátokat a glikoxiózistól használhatják, amíg a növény önmagukban nem képes szintetizálni. Ez a folyamat elengedhetetlen a mag megfelelő csírázásához.

A zsírsavak szénhidrátokká történő átalakítása állati sejtekben nem lehetséges, mivel nem rendelkeznek a glikoxilát ciklus enzimjeivel..

fotorespiráció

A peroxiszómák részt vesznek a növényi sejtek fotoreakciós folyamataiban. Ennek fő funkciója a fotoszintetikus folyamatok során keletkező másodlagos termékek metabolizálása.

A rubisco enzim (ribulóz-1,5-biszfoszfát-karboxiláz / oxigenáz) részt vesz a szén-dioxid rögzítésében. Ez az enzim azonban oxigént és nem szén-dioxidot tartalmazhat. Ahogy az enzim neve is jelzi, egyidejűleg karboxiláz és oxigenáz.

Az egyik alternatív oxigénellátási eljárással előállított vegyület a foszfoglikolát. Glikoláttá történő átalakítása után ez a molekula a peroxiszómába kerül, ahol oxidációja glicinnel történik.

A glicint a mitokondriumokba lehet vinni, ahol szerin lesz. A szerin visszatér a peroxiszómába, és gliceráttá válik. Ez utóbbi áthalad a kloroplaszton, és beépíthető a Calvin ciklusba.

Más szavakkal, a peroxiszómák segítenek a szén visszanyerésében, mivel a foszoglikolát nem hasznos metabolit a növény számára.

struktúra

A peroxiszómák nagyon egyszerű szerkezetekkel rendelkeznek. Ezeket egyetlen lipidmembrán veszi körül.

Mivel ezek a rekeszek nem rendelkeznek semmilyen genetikai anyaggal, minden funkciójukhoz szükséges fehérjét be kell importálni. A peroxiszómákba szállítandó fehérjéket a riboszómák szintetizálják és a citoszolból a végső rendeltetési helyre szállítják..

A címke, amely egy bizonyos fehérje helyét jelzi a peroxiszómákra, a szerin, lizin és leucin szekvenciáját tartalmazza a fehérje lánc terminális szénében. Ez a címke PTS1 néven ismert angolul, peroxiszó célzási jel 1.

Vannak más címkék is, amelyek jelzik a fehérje helyét a peroxiszómában, mint például a PTS2 nevű aminoterminális kilenc aminosav jelenléte. Ugyanígy a foszfolipidek szintetizálódnak az endoplazmatikus retikulumban, és a peroxiszómába kerülnek..

Ezek hasonlóak a lizoszómákhoz, kivéve azok eredetét. A lizoszómák a sejtek membránrendszeréből származnak. A peroxiszómák, mint a mitokondriumok és a plasztidok, megoszthatók. A fehérjék és a lipidek beépülésének köszönhetően a peroxiszómák két különálló rekeszbe oszthatók.

forrás

A múltban azt javasolták, hogy a peroxiszómák endoszimbiotikus folyamatból származnak; Ez a nézet azonban nagyon megkérdőjelezhető.

A legújabb bizonyítékok azt mutatják, hogy szoros kapcsolat áll fenn az endoplazmatikus retikulum és a peroxiszómák között, ami alátámasztja azt a hipotézist, hogy a retikulumból származik.

referenciák

  1. Campbell, N. A., és Reece, J. B. (2007). biológia. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G. M. (2000). A sejt: egy molekuláris megközelítés. 2. kiadás. Sinauer Associates
  3. Gabaldón, T. (2010). Peroxiszó sokszínűség és evolúció. A Royal Society B filozófiai tranzakciói: Biológiai tudományok, 365(1541), 765-773.
  4. Lodish, H. (2005). Celluláris és molekuláris biológia. Ed. Panamericana Medical.
  5. Terlecky, S. R. és Walton, P. A. (2005). A peroxiszómák biogenesise és sejtbiológiája az emberi egészségben és betegségben. -ban A celluláris szervek biogenesise (164-175. oldal). Springer, Boston, MA.
  6. Titorenko, V. I. és Rachubinski, R. A. (2004). A peroxiszóma: fontos fejlesztési döntések megszervezése a sejt belsejéből. The Journal of Cell Biology, 164 (5), 641-645.
  7. Tortora, G. J., Funke, B. R. és Case, C. L. (2007). Bevezetés a mikrobiológiába. Ed. Panamericana Medical.