Peroksisomų charakteristikos, vieta, funkcijos ir struktūra



The peroksisomai jie yra sferiniai ląstelių organeliai, kurių skersmuo yra maždaug 0,2–1,0 μm, o juos supa membrana. Jie randami gyvūnų ir augalų ląstelėse ir turi būtinus metabolinius būdus, susijusius su biomolekulių (amino rūgščių ir riebalų rūgščių) arba toksinių medžiagų (alkoholio) oksidacijos procesais..

Šiuose procesuose dalyvaujantys fermentai vadinami oksidazėmis, kurios taip pat dalyvauja sintetiniuose keliuose. Peroksisomai turi specialų fermentą: katalazę, su kuria jie gali pašalinti vandenilio peroksidą (H)2O2), kuris yra antrinis produktas, kurį sukelia nuodingos medžiagos.

Atkreipkite dėmesį, kad ši potencialiai kenksminga medžiaga yra kilusi ir pašalinama toje pačioje organelėje, todėl ląstelė niekada nepatenka į šį junginį. Peroksisomus 1954 m. Atrado švedų Johannes Rhodin, tiriant inkstų morfologiją. Iš pradžių jie buvo vadinami mikroelementais.

Vėliau, 1966 m., Mokslininkų grupė apibūdino biochemines naujo organelio savybes ir priskyrė jai peroksisomo pavadinimą dėl to, kad buvo gaminama ir blogėja.2O2.

Indeksas

  • 1 Bendrosios charakteristikos ir vieta
    • 1.1 Peroksisomų įvairovė
  • 2 Funkcijos
    • 2.1 Riebalų rūgščių skaidymas
    • 2.2. Toksiškų produktų skaidymas
    • 2.3 Biomolekulių sintezė
  • 3 Peroksisomas augaluose
    • 3.1 Glioksisomai
    • 3.2 Fotoreporacija
  • 4 Struktūra
  • 5 Kilmė
  • 6 Nuorodos

Bendrosios charakteristikos ir vieta

Peroksisomai yra sferiniai skyriai, apsupti vienos membranos. Jie neturi savo genomo ar ribosomų, prijungtų prie jų struktūros, priešingai nei kiti ląstelių skyriai, tokie kaip mitochondrija arba chloroplastai, kuriuos supa kompleksinė dviejų ar trijų membranų sistema..

Daugelyje gyvūnų ir augalų ląstelių yra peroksisomų. Pagrindinė išimtis yra raudonieji kraujo kūneliai arba eritrocitai.

Šiame struktūroje aptinkami oksidacinio metabolizmo fermentai. Kai kurių produktų oksidacija gamina vandenilio peroksidą, nes šių substratų vandeniliai perkeliami į deguonies molekules.

Vandenilio peroksidas yra toksinė medžiaga ląstelei ir turi būti pašalinta. Todėl peroksisomai turi katalazės fermentą, kuris leidžia jį konvertuoti į vandenį ir deguonies molekules.

Peroksisomų įvairovė

Peroksisomai yra gana įvairūs organeliai. Priklausomai nuo ląstelių tipo ir tyrimo rūšies, jie gali modifikuoti fermentinę kompoziciją. Taip pat jie gali keistis atsižvelgiant į aplinkos sąlygas, kuriomis jie susiduria.

Pavyzdžiui, buvo įrodyta, kad mielėse, kurios auga angliavandenių, peroksisomai yra nedideli. Kai šie organizmai auga aplinkoje, kurioje gausu metanolio arba riebalų rūgščių, peroksisomai yra didesni, kad oksiduotų šiuos junginius.

Žanro protistuose Trypanosoma (ši gentis apima patogenines rūšis T. cruzi, Chagas ligos sukėlėjas) ir kiti kinetoplastidai, turi peroksisomą, vadinamą glikozoma. Šis organelis turi tam tikrus glikolizės fermentus.

Grybuose yra struktūra, vadinama Woronino kūnu. Tai tipo peroksisomas, kuris dalyvauja palaikant ląstelių struktūrą.

Panašiai yra tam tikrų rūšių peroksisomų fermentai, kurie yra unikalūs. Perfisomų sudėtyje yra liuciferazės, kuri yra atsakinga už šiai coleopteros grupei būdingą bioluminescenciją. Genties grybuose Penicillium, peroksisomai turi fermentų, dalyvaujančių gaminant peniciliną.

Funkcijos

Oksidacijos keliai, būtini ląstelėms, atsiranda peroksisomoje. Jie turi daugiau kaip penkiasdešimt fermentų tipų, kurie gali sugadinti riebalų rūgštis, šlapimo rūgštį ir aminorūgštis. Jie taip pat dalyvauja lipidų sintezės maršrutuose. Be to, kiekviena jos funkcija bus išsamiai aprašyta:

Riebalų rūgščių skaidymas

Riebalų rūgščių oksidacija peroksisomoje vyksta per metabolinį kelią, vadinamą β oksidacija, kuri atsiranda gaminant acetilo grupę. Tai prieštarauja analoginei degradacijos reakcijai, kuri vyksta mitochondrijose, kuriose galutiniai riebalų rūgščių skilimo produktai yra anglies dioksidas ir ATP.

Skirtingai nuo gyvūnų ląstelių, kuriose β oksidacija vyksta mitochondrijose ir peroksisomoje, mielėse ji atsiranda tik peroksisomose..

Acetilo grupės gali būti gabenamos į kitus ląstelių skyrius ir įtraukiamos į esminių metabolitų biosintezės kelius.

Toksiškų produktų skaidymas

Peroksisomai dalyvauja detoksikacijos reakcijose, ypač kepenyse ir inkstuose.

Peroksisomai gali susilpninti toksiškus substratus, kurie patenka į kraują, pvz., Alkoholį, fenolius, skruzdžių rūgštį ir formaldehidą. Šios oksidacijos reakcijos gamina vandenilio peroksidą.

Organelio pavadinimas pateikiamas gaminant šią molekulę. Tam, kad ji būtų blogesnė, ji turi katalazės fermentą, kuris katalizuoja tokią cheminę reakciją, kuri gamina medžiagas, kurios yra nekenksmingos ląstelei, vandeniui ir deguoniui:

2 H2O2 -> H2O + O2

Biomolekulių sintezė

Gyvūnų ląstelėse cholesterolio ir dolicholio sintezė atsiranda peroksisomoje ir endoplazminiame tinkle. Cholesterolis yra esminis kai kurių audinių lipidas. Jo buvimas plazmos membranose lemia jo sklandumą. Jis taip pat randamas kraujo plazmoje.

Dolicholis, kaip ir cholesterolis, yra lipidas ir yra ląstelių membranose, ypač endoplazminiame tinkle..

Peroksisomai taip pat dalyvauja tulžies rūgščių, tulžies komponentų sintezėje. Šie junginiai yra kilę iš cholesterolio. Pagrindinė tulžies funkcija yra žarnyno riebalų muilinimas, veikiantis kaip ploviklis.

Plasmalogenai yra lipidinio pobūdžio molekulės, pasižyminčios eterio tipo ryšiu. Šis lipidas yra neatskiriama ląstelių, sudarančių širdies ir smegenų audinius, membranų komponentas. Peroksisomai dalyvauja per pirmuosius du etapus, kurie sukelia šiuos lipidus.

Dėl šios priežasties, kai peroksisominiame lygyje atsiranda ląstelių nepakankamumas, jis gali pasireikšti neurologiniuose sutrikimuose. Šių patologijų pavyzdys yra Zellweger sindromas.

Peroksisomas augaluose

Glioksisomai

Augaluose yra specializuotų peroksisomų organelių, vadinamų glioksisomomis. Ši funkcija yra saugoti medžiagas ir skaidyti lipidus. Jie daugiausia randami sėklose.

Tipiška augalų reakcija vyksta glioksisomose: riebalų rūgščių konversija į gliukozę.

Šis metabolinis kelias yra žinomas kaip glioksilato ciklas ir yra gana panašus į citrinų rūgšties ciklą. Norint pasiekti šį perskaičiavimą, gintaro rūgšties gamybai naudojamos dvi acetilo CoA molekulės, kurios vėliau patenka į gliukozę.

Iš sėklų išsiskiriantis augalas dar nėra fotosintetinis. Norėdami kompensuoti šį faktą, jie gali naudoti šiuos angliavandenius iš glioksizo, kol augalas gali juos sintezuoti. Šis procesas yra būtinas tinkamam sėklų daigumui.

Gyvūnų ląstelėse ši riebalų rūgščių konversija į angliavandenius yra neįmanoma, nes jie neturi glioksilato ciklo fermentų.

Fotoreporacija

Peroksisomai dalyvauja augalų ląstelių fotoreakcijos procesuose. Jos pagrindinė funkcija yra metabolizuoti fotosintezės procesuose susidariusius antrinius produktus.

Rubisco fermentas (ribulozė-1,5-bisfosfato karboksilazė / oksigenazė) dalyvauja anglies dioksido fiksavime. Tačiau šis fermentas gali turėti deguonies ir ne anglies dioksido. Kaip rodo fermento pavadinimas, tuo pačiu metu jis yra karboksilazė ir oksigenazė.

Vienas iš junginių, gautų naudojant šį alternatyvų deguonies būdą, yra fosflikolatas. Po to, kai ji paversta glikolatu, ši molekulė išsiunčiama į peroksisomą, kur jo oksidacija vyksta glicinu.

Glicinas gali būti vartojamas į mitochondrijas, kur jis tampa serinu. Serinas grįžta į peroksisomą ir tampa gliceratu. Pastarasis eina per chloroplastą ir gali būti įtrauktas į Calvin ciklą.

Kitaip tariant, peroksisomai padeda atgauti angliavandenius, nes fosflikolatas nėra naudingas metabolitas augalui.

Struktūra

Peroksisomai turi labai paprastas struktūras. Juos supa viena lipidų membrana.

Kadangi šiuose skyriuose nėra jokių genetinių medžiagų, turi būti importuojami visi jų funkcijoms reikalingi baltymai. Baltymus, kurie turi būti transportuojami į peroksisomus, sintetina ribosomos ir transportuoja iš citozolio iki galutinės paskirties vietos.

Etiketėje, nurodančioje tam tikro baltymo vietą peroksisomoms, būdinga serino, lizino ir leucino seka baltymų grandinės galinėje anglies dalyje. Ši etiketė yra žinoma kaip PTS1 už akronimą anglų kalba, peroksizuojantis nukreipimo signalas 1.

Taip pat yra ir kitų etikečių, rodančių baltymo vietą peroksisomoje, pvz., Devynių aminorūgščių buvimas amino gale, vadinamoje PTS2. Tokiu pačiu būdu, fosfolipidai sintezuojami endoplazminiame tinklelyje ir paimami į peroksisomą..

Jie panašūs į lizosomas, išskyrus jų kilmę. Lizosomos atauga iš ląstelių membranos sistemos. Peroksisomai, tokie kaip mitochondrijos ir plastidai, gali suskaidyti. Dėka baltymų ir lipidų, peroksisomai gali augti ir padalinti į du atskirus skyrius.

Kilmė

Anksčiau buvo pasiūlyta, kad peroksisomai atsiranda endosymbiotinio proceso metu; Tačiau šis požiūris buvo labai abejotinas.

Naujausi įrodymai parodė, kad egzistuoja glaudus ryšys tarp endoplazminio tinklelio ir peroksisomų, o tai patvirtina hipotezę, kad jie kilę iš tinklelio.

Nuorodos

  1. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). Biologija. Red. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G. M. (2000). Ląstelė: molekulinis metodas. 2-asis leidimas. „Sinauer Associates“
  3. Gabaldón, T. (2010). Peroksizuojanti įvairovė ir evoliucija. Karališkosios draugijos B filosofiniai sandoriai: biologiniai mokslai, 365(1541), 765-773.
  4. Lodish, H. (2005). Ląstelinė ir molekulinė biologija. Red. Panamericana Medical.
  5. Terlecky, S. R. ir Walton, P. A. (2005). Peroksisomų biogenezė ir ląstelių biologija žmogaus sveikatai ir ligoms. Į Mobiliųjų organelių biogenezė (p. 164-175). Springer, Boston, MA.
  6. Titorenko, V. I., ir Rachubinski, R. A. (2004). Peroksisomas: svarbių vystymosi sprendimų organizavimas iš ląstelės. The Journal of Cell Biology, 164 (5), 641-645.
  7. Tortora, G. J., Funke, B. R. ir Case, C. L. (2007). Įvadas į mikrobiologiją. Red. Panamericana Medical.