Карактеристике пероксизома, локација, функције и структура



Тхе перокисомес они су сферичне ћелијске органеле, пречника од 0,2 до 1,0 μм приближно и окружене мембраном. Они се налазе у животињским и биљним ћелијама и имају неопходне ензиме за метаболичке путеве повезане са процесима оксидације биомолекула (аминокиселина и масних киселина) или токсичних супстанци (алкохол)..

Ензими укључени у ове процесе називају се оксидазе, које су такође укључене у синтетске путеве. Пероксизоми имају посебан ензим: каталазу, са којом могу елиминисати водоник пероксид (Х2О2), који је секундарни производ узрокован разградњом токсичних супстанци.

Имајте на уму да је ова потенцијално штетна супстанца настала и елиминисана у истој органели, тако да ћелија никада није изложена овом једињењу. Пероксизоме је 1954. године открио шведски Јоханнес Рходин, док је проучавао морфологију бубрега у муридима. У почетку су се звали микро тијела.

Касније, 1966, група истраживача је описала биохемијске особине нове органеле и додијелила му име пероксизома, због производње и деградације2О2.

Индек

  • 1 Опште карактеристике и локација
    • 1.1 Разноликост пероксизома
  • 2 Функције
    • 2.1 Деградација масних киселина
    • 2.2 Деградација токсичних производа
    • 2.3 Синтеза биомолекула
  • 3 Пероксизом у биљкама
    • 3.1 Глиоксизоми
    • 3.2 Фотореспирација
  • 4 Структура
  • 5 Оригин
  • 6 Референце

Опште карактеристике и локација

Пероксизоми су сферични одјељци окружени једном мембраном. Они немају свој сопствени геном или рибозоме који су везани за њихову структуру, за разлику од других ћелијских одељака, као што су митохондрије или хлоропласти, који су окружени сложеним системом од две или три мембране, респективно..

Већина животињских и биљних ћелија има пероксизоме. Главни изузетак су црвена крвна зрнца или еритроцити.

Ензими који су укључени у оксидативни метаболизам налазе се унутар ове структуре. Оксидацијом неких производа настаје водиков пероксид, јер се водици ових супстрата преносе на молекуле кисеоника.

Водиков пероксид је отровна материја у ћелији и мора бити елиминисан. Због тога пероксизоми садрже ензим каталазу, који омогућава његову претворбу у воду и молекуле кисеоника.

Разноликост пероксизома

Пероксизоми су веома различите органеле. У зависности од типа ћелије и врсте која се проучава, они могу да модификују ензимску композицију унутра. На исти начин, они се могу мијењати у складу с увјетима околине којима су изложени.

На пример, доказано је да у квасцима који расту у присуству угљених хидрата, пероксисоми су мали. Када ти организми расту у срединама богатим метанолом или масним киселинама, пероксисоми су већи да би оксидовали ова једињења.

У протистима тог жанра Трипаносома (овај род укључује патогене врсте Т. црузи, узрочника Цхагасове болести) и других кинетопластида, имају тип пероксизома званог гликозом. Ова органела поседује одређене ензиме гликолизе.

У гљивама постоји структура која се зове тело Воронина. Ово је тип пероксизома који учествује у одржавању ћелијске структуре.

Слично томе, постоје ензими у пероксизомима одређених врста које су јединствене. Код свитаца, пероксизоми садрже ензим луциферазу, који је одговоран за биолуминисценцију типичну за ову групу колоптера. У гљивама овог рода Пенициллиум, пероксизоми садрже ензиме који су укључени у производњу пеницилина.

Функције

Оксидациони путеви неопходни за ћелије јављају се у пероксизому. Имају више од педесет врста ензима који могу разградити масне киселине, мокраћну киселину и аминокиселине. Они такође учествују у путевима синтезе липида. Затим ће се детаљно описати свака њена функција:

Деградација масних киселина

Оксидација масних киселина у пероксизому се одвија кроз метаболички пут који се зове β-оксидација, што је резултат производње ацетилне групе. Ово је у супротности са аналогном реакцијом деградације која се јавља у митохондријима, у којима су коначни продукти деградације масних киселина угљен диоксид и АТП..

За разлику од животињских ћелија, где се β оксидација јавља у митохондријима иу пероксизому, у квасцима се јавља само у пероксисомима.

Ацетилне групе се могу транспортовати у друге ћелијске ћелије и укључити у путеве биосинтезе есенцијалних метаболита.

Деградација токсичних производа

Пероксизоми учествују у реакцијама детоксикације, посебно у јетри и бубрезима.

Пероксизоми могу разградити токсичне супстрате који улазе у крвоток, као што су алкохол, феноли, мравља киселина и формалдехид. Ове оксидационе реакције производе водоник пероксид.

Назив органела се добија производњом овог молекула. Да би се разградио, поседује ензим каталазе, који катализира следећу хемијску реакцију која производи супстанце које су безопасне за ћелију, воду и кисеоник:

2 Х2О2 -> Х2О + О2

Синтеза биомолекула

У животињским ћелијама, синтеза холестерола и долицхола се јавља у пероксизому и ендоплазматском ретикулуму. Холестерол је есенцијални липид неких ткива. Његово присуство у мембранама плазме одређује његову флуидност. Такође се налази у крвној плазми.

Долицхол, као и холестерол, је липид и присутан је у ћелијским мембранама, посебно у ендоплазматском ретикулуму.

Пероксизоми такође учествују у синтези жучних киселина, компоненти жучи. Ова једињења потичу од холестерола. Главна функција жучи је сапонификација масти у цревима, која делује као врста детерџента.

Плазмалогени су молекули липидне природе, карактерисани присуством везе типа етра. Овај липид се налази као неопходна компонента мембрана ћелија које сачињавају ткива срца и мозга. Пероксизоми учествују у прва два корака који доводе до настанка ових липида.

Из тог разлога, када се нека ћелијска грешка јави на нивоу пероксисома, она се може манифестовати у неуролошким абнормалностима. Пример ових патологија је Зеллвегер-ов синдром.

Пероксизом у биљкама

Глиоксизоми

Биљке садрже специјализоване органеле који се називају глиоксизоми. Функција је да складишти супстанце и деградира липиде. Они се углавном налазе у семену.

Типична реакција биљака јавља се у глиоксизомима: конверзија масних киселина у глукозу.

Овај метаболички пут је познат као циклус глиоксилата и веома је сличан циклусу лимунске киселине. Да би се постигла ова конверзија, користе се два молекула ацетил ЦоА за производњу сукцинске киселине, која затим прелази у глукозу.

Биљка која излази из семена још није фотосинтетички активна. Да би компензирали ову чињеницу, они могу да користе ове угљене хидрате из глиоксисома све док их биљка не синтетише сама од себе. Овај процес је неопходан за исправну клијавост семена.

Ова конверзија масних киселина у угљене хидрате је немогућа у животињским ћелијама, јер не поседују ензиме глиоксилатног циклуса.

Пхотореспиратион

Пероксизоми учествују у процесима фотореспирације у биљним ћелијама. Његова главна функција на овај начин је да метаболизира секундарне продукте настале током фотосинтетских процеса.

Рубисцо ензим (рибулоза-1,5-бисфосфат-карбоксилаза / оксигеназа) учествује у фиксацији угљен-диоксида. Међутим, овај ензим може узети кисеоник, а не угљен диоксид. Као што име ензима указује, то је карбоксилаза и оксигеназа у исто време.

Једно од једињења произведених овим алтернативним путем оксигенације је фосфогликолат. Након претварања у гликолат, овај молекул се шаље у пероксисом, где се његова оксидација дешава у глицину..

Глицин се може одвести у митохондрије, где постаје серин. Серин се враћа у пероксисом и постаје глицерат. Ово последње пролази хлоропласт и може се уградити у Цалвинов циклус.

Другим речима, пероксисоми помажу у опоравку угљеника, пошто фосфогликолат није користан метаболит за биљку.

Структура

Пероксизоми имају врло једноставне структуре. Окружени су једном липидном мембраном.

Пошто ови одељци немају никакав генетски материјал, сви протеини неопходни за њихове функције морају бити увезени. Протеини који се морају транспортовати до пероксизома синтетишу се у рибозомима и превозе од цитосола до њиховог коначног одредишта..

Ознака која указује на локацију одређеног протеина на пероксисоме је карактерисана садржајем секвенце серина, лизина и леуцина у терминалном угљенику ланца протеина. Ова ознака је позната као ПТС1 за акроним на енглеском језику, сигнал циљања пероксисома 1.

Постоје и друге ознаке које указују на локацију протеина у пероксисому, као што је присуство девет аминокиселина на амино крају названом ПТС2. На исти начин, фосфолипиди се синтетишу у ендоплазматском ретикулуму и одводе у пероксисом.

Они су слични лизосомима, осим њиховог порекла. Лизосоми расту из мембранског система ћелија. Пероксизоми, попут митохондрија и пластида, могу се реплицирати поделом. Захваљујући инкорпорацији протеина и липида, пероксисоми могу расти и делити се на два одвојена одељка.

Оригин

У прошлости је предложено да пероксисоми настају ендосимбиотским процесом; Међутим, овај став је био врло упитан.

Недавни докази су показали постојање блиске везе између ендоплазматског ретикулума и пероксизома, што потврђује хипотезу да су настале из кончанице.

Референце

  1. Цампбелл, Н.А., & Рееце, Ј. Б. (2007). Биологи. Ед Панамерицана Медицал.
  2. Цоопер, Г. (2000). Ћелија: молекуларни приступ. 2нд едитион. Синауер Ассоциатес
  3. Габалдон, Т. (2010). Перокисоме разноликост и еволуција. Филозофске трансакције Краљевског друштва Б: Биолошке науке, 365(1541), 765-773.
  4. Лодисх, Х. (2005). Ћелијска и молекуларна биологија. Ед Панамерицана Медицал.
  5. Терлецки, С.Р., & Валтон, П.А. (2005). Биогенеза и биологија ћелија пероксизома у људском здрављу и болести. Ин Биогенеза ћелијских органела (стр. 164-175). Спрингер, Бостон, МА.
  6. Титоренко, В.И., & Рацхубински, Р.А. (2004). Пероксизом: оркестрирање важних развојних одлука из ћелије. Јоурнал оф Целл Биологи, 164 (5), 641-645.
  7. Тортора, Г.Ј., Функе, Б.Р., & Цасе, Ц.Л. (2007). Увод у микробиологију. Ед Панамерицана Медицал.