Peroksisomasegenskaper, funksjoner, struktur, biogenese

De Peroksisomer, De er også kjent som mikrovern, de er småcelleorganeller, veldig likt lysosomer, som er suspendert i cytosolen til de fleste eukaryote celler.

Akkurat som menneskekroppen har organer som oppfyller forskjellige funksjoner for å holde den i live, har cellene også dem og er de vi kaller "organeller" eller "organeller".

Når hjertet pumper blodet mot resten av kroppen, nesen og lungene tjener til å puste, mottar magen maten og begynner med fordøyelsen og hjernen er ansvarlig for å koordinere alt (for å sette noen eksempler), så organellene er essensielle for mange av funksjonene til celler.

Blant noen av celleorganellene er peroksisomene, som ble beskrevet i 1960 av Christian René de Duve, den samme forskeren som utviklet teknikkene for subcellulær fraksjonering for å skille de forskjellige celleorganellene basert på hans tetthet.

De Duve delte, i 1974, Nobelprisen for fysiologi og medisin med Albert Claude og George Palade takket være deres arbeid med disse teknikkene og oppdagelsen av peroksisomer.

Navnet på disse organellene stammer fra den interne produksjonen av hydrogenperoksyd (h₂ENTEN₂), Et biprodukt av oksydreduksjonsreaksjoner som oppstår i disse og som potensielt er giftig for celler (kan reagere med mange andre molekyler), så det blir raskt nedbrutt.

I en celle kan det være opptil 500 perxisomer "svømming" i cytosol, men antallet og størrelsen på disse organellene avhenger ikke bare av den aktuelle cellen, men av den fysiologiske tilstanden til det samme og mediet som omgir det.

[TOC]

Generelle kjennetegn ved peroksisomer

Det er mange egenskaper som har peroksisomer som gjør dem til å ligne på andre celleorganeller og samtidig veldig annerledes. Deretter en kort liste der noen av de viktigste er oppsummert:

- De er små organeller omgitt av en enkel membran, som skiller dem fra resten av molekyler og organeller i cytosol.

- .

- De har ikke sitt eget genom, det vil si at det ikke er noe DNA eller det nødvendige maskineriet for prosessering (replikering, transkripsjon og oversettelse, for eksempel).

- De multipliserer etter divisjon.

- Inni i kan du finne opptil 50 forskjellige fordøyelsesenzymer og deres sekundære produkter (farlig for celler).

- Størrelsen og antallet kan variere veldig mellom en celle og en annen, fordi de er avhengige av de intracellulære forholdene (er indusible) og celletypen.

Funksjoner

Skjema for en mikrobecelle som viser et peroksisom (peroksisom), en mitokondrier (mitokondriom) og kjernen (nucleus) (kilde: cnx openstax/cc av (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/4.0) via Wikimedia Commons)

Peroksisomer oppfyller forskjellige funksjoner i en celle, mange av dem relatert til enzymene inni.

- Oksidative reaksjoner

Inne i peroksisomer oppstår mange oksydreduksjonsreaksjoner, dette er utveksling av elektroner mellom en forbindelse og en annen, vanligvis katalysert av proteiner med enzymatisk aktivitet (enzymer).

Disse oksydreduksjonsreaksjonene i peroksisomer produserer for tiden hydrogenperoksyd (H₂ENTEN₂), En forbindelse som er skadelig for celler.

Kan tjene deg: Vanlig Tijereta: Kjennetegn, habitat, reproduksjon, ernæring

I det indre av peroksisomer er det imidlertid et enzym som kalles katalase, som er ansvarlig for nedbrytende hydrogenperoksyd for å danne vann eller bruke det til å oksidere andre forbindelser.

Evnen til å inneholde disse reaksjonene inne er nært knyttet til de andre funksjonene som disse celleorganellene utfører, siden den metabolske nedbrytningen av mange molekyler innebærer sin oksidasjon.

Uten oksidative reaksjoner av peroksisomer, kan akkumulering av forbindelser som langkjedede fettsyrer for eksempel forårsake betydelig skade på nerveceller i hjernen.

- Energimetabolisme

Peroksisomer deltar i ATP -produksjon, som er den viktigste "valutaen" for en celle.

En av måtene de gjør på er å nedbryte fettsyrer (hvorav fettstoffene og mange lipider er sammensatt), og fordøyer etanol (en type alkohol) og aminosyrer ("blokkene" som utgjør proteiner), etc.

I dyreceller blir de fleste fettsyrer degradert i mitokondrier og en liten del blir behandlet i peroksisomer, men i gjær og planter er denne funksjonen praktisk eksklusiv for peroksisomer.

- Biosyntese

Peroksisomer fungerer også i produksjonen av molekyler som er en del av cellemembraner. Disse molekylene er kjent som plasmalogener og er en veldig viktig type lipid for hjerne- og hjerteceller av mennesker og andre pattedyr.

Andre lipider syntetisert i peroksisomer og med deltakelse av endoplasmatisk retikulum (en annen veldig viktig celleorganelle) er kolesterol og dolicol, avgjørende for drift av celler.

Hos mange pattede dyr deltar for eksempel peroksisomene til leverceller også i syntesen av gallesyrer, som er avledet fra kolesterol og veldig nødvendig for fordøyelsen av fettet som finnes i matvarene som blir behandlet i magen og deretter i den tynntarmen.

Struktur

Peroksisomer er membranøse organeller, men i motsetning til membranene som er observert i andre organeller som mitokondrier og kloroplaster, har de for eksempel en enkel membran og ikke et dobbelt membransystem.

Utseendet er ikke konstant, det vil si at det kan endre seg. Imidlertid er de vanligvis sfæriske organeller som har en gjennomsnittlig diameter mellom 0.2 og 1 μm, det vil si milliondelen av en meter.

Grunnleggende ordning for strukturen til et peroksisom (kilde: Thureson/CC By-SA (http: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/) via Wikimedia Commons)

Når de ikke har noen sfærisk form, kan de sees på som små tubuli i forskjellige størrelser, som er koblet til hverandre (det er sikkert divisjon peroksisomer).

De har ofte et krystallinsk sentrum eller kjernen, som forskere beskriver på denne måten av hvordan de observerer det ved mikroskopet, sannsynligvis som et resultat av den enorme mengden protein inni.

Biogenese (opprinnelse)

Selv om peroksisomer ikke inneholder DNA inne, det vil si at de ikke har sitt eget genom, kan de deles med geming eller fisjon.

Denne prosessen avhenger av mengden proteiner og materialer for å bygge nye membraner som er tilgjengelige, som er "importert" fra cytosol.

De som deltar?

Den endoplasmatiske retikulum er ansvarlig for syntesen av fosfolipider som danner peroksisommembranen, så vel som syntesen av noen av deres proteiner, dette gjennom tilhørende ribosomer.

Ribosomene (faktisk til stede i cytosolen som "frie polyribosomer") er de som oversetter de fleste proteiner. Disse proteinene kan bare komme inn i peroksisomene hvis de har en spesiell etikett eller "merke".

Kan tjene deg: Makrofager: Kjennetegn, formasjon, typer, funksjoner

Uten disse merkene kan ikke proteiner gjenkjennes av andre proteiner i peroksisommembranen, og derfor vil de ikke kunne krysse den.

Deretter, hvis i cytosol.

Peroksisomer i dyreceller

Dyreceller har mange perxisomer og lysosomer, lignende organeller som er ansvarlige for "resirkulering" av andre organeller og forskjellige typer molekyler i forskjellige størrelser.

Cellene til noen dyr (men ikke mennesker av mennesker) har for eksempel peroksisomer som er i stand til å nedbryte urinsyre, som generelt er et metabolsk avfall rik på nitrogen, hvis akkumulering i blod kan ha skadelige effekter.

"Sjeldne" -funksjoner

I tillegg til alle funksjonene som er nevnt ovenfor, utfører peroksisomer veldig spesielle funksjoner hos noen dyr. Lyn og andre insekter bruker for eksempel et enzym i peroksisomene til cellene sine for å finne en partner og i noen tilfeller for å finne maten deres.

Dette enzymet er kjent som luciferase. Luciferase hjelper hannene med å produsere en lys "blitz" av lys som kan være grønne eller gule, og som tjener til å tiltrekke hunnene av samme art.

Varigheten av hver blitz og intervallet de vises er typisk for hver art, slik at kvinner kan skille hanner i nattens mørke. I visse arter produserer hunnen også et blitz og avgir i andre et lys som tiltrekker hannen til å spise det.

Modifiserte peroksisomer

Akkurat som planter har glioxisomes, som er en type peroksisom spesialisert på en spesifikk metabolsk rute, har noen dyreceller modifisert peroksisomer.

Kinetoplastider, en gruppe parasitter som forårsaker forskjellige sykdommer for mennesker og andre dyr, har en modifisert type "men glykosomperoksisom".

Glykosomer får dette navnet fordi inne i enzymene som er nødvendige for glukosebehandling (glykolytiske enzymer) er låst, i tillegg til andre enzymer som deltar i andre metabolske ruter for å oppnå energi.

Peroksisomer i planteceller

Planteceller inneholder også peroksisomer, og disse har veldig viktige funksjoner for funksjonen av planter, i tillegg til funksjonene som deles med peroksisomer av andre typer celler.

- Glioxylatsyklus

I frøene er for eksempel peroksisomene til cellene sine ansvarlige for å gjøre lagret fett til karbohydrater, som er råstoffet som er nødvendig for utviklingen av frøplanten som vil spire.

Prosessen der planteperoksisomer utfører denne funksjonen er kjent som glyxilatesyklusen, som regnes som en variant av Krebs -syklusen, så noen tekster refererer til disse peroksisomene som glioxisomes.

- Photorerspiration

I planter er disse organellene også involvert i en prosess kjent som Photorerspiration, som består av en metabolsk rute "motsatt" til fotosyntesen, siden det ikke er produsert oksygen, men konsumeres, og karbondioksid frigjøres uten å skaffe ATP.

Kan tjene deg: amyloplast

Til tross for det ovennevnte, er denne prosessen også kjent som "karbongjenvinning", siden peroksisomer mottar fra kloroplaster (en annen ornaul aminosyre).

Glycinet som oppstår i planteperoksisomer blir transportert til mitokondriene (organellen der pusten oppstår og syntese av store mengder ATP). I mitokondriene blir denne glycinet en serin, en annen aminosyre, som returneres til peroksisom.

Serinen, en gang i peroksis, omdannes til glyserat og derfra blir den sendt til kloroplast igjen. Hele prosessen fører ikke til energiproduksjon, men til bruk av karbonatomer som er satt til glykolat.

Peroksisomer sykdommer

Det er forskjellige typer "lidelser" relatert til peroksisomer. Generelt har disse lidelsene å gjøre med mutasjoner i genene som er involvert i biogenesen av disse organellene, eller til og med i de genene som koder for enzymene eller transporterer proteiner disse.

Siden de har en genetisk komponent, er disse lidelsene vanligvis medfødte (de arves fra foreldre til barn) som kan ha moderate eller alvorlige konsekvenser, avhengig av saken.

Zellweger syndrom

Dette syndromet, selv om det er rart, inkluderer en av de alvorligste forholdene. Det er preget av fullstendig fravær eller en betydelig reduksjon i antall kromosomer i kroppsceller.

De genetiske mutasjonene som forårsaker dette syndromet forårsaker også akkumulering av forbindelser rike på elementer som jern og kobber, og fettsyrer i veldig lang kjede i blodet og andre vev som lever, hjerne og nyrer.

Hva er konsekvensene?

Små barn som er berørt av dette syndromet blir vanligvis født med ansiktsdeformiteter (i ansiktet) og med litt intellektuell funksjonshemming. De kan lide problemer med syn og øre, i tillegg til å lide gastrointestinale og leverproblemer, slik at de vanligvis ikke lever mer enn ett år.

Andre relaterte syndromer

Det er andre sykdommer relatert til feil i peroksisomer. Blant disse er neonatal adrenoleuktofi (NALD, engelsk Neonatal adrenoleukodstrofi) Og re refsum sykdom.

Begge sykdommene er preget av det sene utseendet til symptomer, som vanligvis observeres i løpet av barndommen, slik at pasienter kan overleve tidlig voksen alder.

Referanser

1. British Society of Cell Biology. (n.d.). Hentet 13. april 2020 fra www.BSCB.Org/læringsressurs/softcell-e-learning/peroxisome/.
2. Cooper, g. M., & Hausman, r. OG. (2004). Cellen: tilnærming molekylær. Medicinska Naklada.
3. Duve, c. TIL. B. P., & Baudhuin, P. (1966). Peroksisomer (mikrobodier og relaterte partnere). Fysiologiske anmeldelser, 46 (2), 323-357.
4. Encyclopaedia Britannica redaktører. (2014). Britannica Encyclopaedia. Hentet 13. april 2020 fra www.Britannica.com/science/peroxisome.
5. HU, J., Baker, a., Bartel, f., Linka, n., Mullen, r. T., Reumann, s., & Zolman, B. K. (2012). Plante peroksisomer: biogenese og funksjon. Plantcellen, 24 (6), 2279-2303.
6. Lazarow, p. B., & Fujiki, og. (1985). Biogenese av peroksisomer. Årlig gjennomgang av cellebiologi, 1 (1), 489-530.
7. Roels, f., Baes, m., & Delanghe, S. (Eds.). (2012). Peroksisomale lidelser og regulering av gener (volum. 544). Springer Science & Business Media.
8. Van den Bosch, h., Schutgens, r. B. H., Wanders, r. J. TIL., & TAGER, J. M. (1992). Biokjemi av peroksisomer. Årlig gjennomgang av biokjemiker.