Charakteristiky peroxizómov, funkcie, štruktúra, biogenéza

Ten Peroxizómie, Známy tiež ako mikrokurnmy, sú to malé bunkové organely, veľmi podobné lyzozómom, ktoré sú suspendované v cytosóle väčšiny eukaryotických buniek.

Rovnako ako ľudské telo má orgány, ktoré plnia rôzne funkcie, aby ich udržali nažive, bunky ich tiež majú a sú tie, ktoré nazývame „organely“ alebo „organely“.

Keď srdce pumpuje krv smerom k zvyšku tela, nos a pľúca slúžia na dýchanie, žalúdok dostáva jedlo a začína svojím trávením a mozog je zodpovedný za koordináciu všetkého (za uvedenie niekoľkých príkladov), takže organely sú nevyhnutné pre mnohé funkcie buniek.

Medzi niektoré z bunkových organel patria peroxizómy, ktoré opísal v roku 1960 Christian René de Duve, ten istý výskumný pracovník, ktorý vyvinul techniky subcelulárnej frakcionácie na oddelenie rôznych bunkových organel na základe jeho hustoty.

De Duve zdieľa v roku 1974 Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu s Albertom Claudeom a Georgeom Paladeom vďaka ich práci s týmito technikami a objavom peroxizómov.

Názov týchto organel je odvodený z vnútornej produkcie peroxidu vodíka (H₂Ani₂), Vedľajší produkt oxid-redukčných reakcií, ktoré sa vyskytujú v týchto a ktoré sú potenciálne toxické pre bunky (môže reagovať s mnohými inými molekulami), takže sa rýchlo degraduje.

V bunke môže byť v cytosóle až 500 perxizómov, ale počet a veľkosť týchto organelov závisí nielen od typu príslušnej bunky, ale aj od fyziologického stavu toho istého a média, ktoré ho obklopuje.

[TOC]

Všeobecné charakteristiky peroxizómov

Existuje veľa charakteristík, ktoré majú peroxizómy, vďaka ktorým sú podobné iným bunkovým organelom a zároveň veľmi odlišné. Ďalej sú zhrnuté stručný zoznam, v ktorom sú zhrnuté niektoré z najdôležitejších:

- Sú to malé organely obklopené jednoduchou membránou, ktorá ich oddeľuje od ostatných molekúl a organel v cytosóle.

- Veľa z toho, čo je vo vnútri, najmä proteíny a enzýmy, sú syntetizované v cytosóle bunky, do ktorej patria prostredníctvom voľných ribozómov, ktoré sú komplexné proteíny schopné sprostredkovať transláciu RNA poslov (RNAM) transkripcia špecifického génu.

- Nemajú svoj vlastný genóm, to znamená, že vo vnútri neexistuje DNA ani potrebné zariadenie na spracovanie (napríklad replikácia, transkripcia a preklad).

- Vynásobia sa rozdelením.

- Vo vnútri nájdete až 50 rôznych tráviacich enzýmov a ich sekundárne produkty (nebezpečné pre bunky).

- Jeho veľkosť a počet sa môžu výrazne meniť medzi jednou bunkou a druhou, pretože závisia od intracelulárnych podmienok (sú indukovateľné) a typu bunky.

Funkcia

Schéma mikróbnych buniek vykazujúcich peroxizóm (peroxizóm), mitochondrie (mitochondriom) a jadro (jadro) (zdroj: CNX Openstax/CC od (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/4.0) Via Wikimedia Commons)

Peroxizómy plnia rôzne funkcie v bunke, z ktorých mnohé súvisia s enzýmami vo vnútri.

- Oxidačné reakcie

Vo vnútri peroxizómov sa vyskytuje mnoho oxid-redukčných reakcií, ide o výmenu elektrónov medzi jednou zlúčeninou a druhou, zvyčajne katalyzovanou proteínmi s enzymatickou aktivitou (enzýmy).

Tieto oxid-redukčné reakcie v peroxizómoch v súčasnosti produkujú peroxid vodíka (H₂Ani₂), Zlúčenina, ktorá je škodlivá pre bunky.

Môže vám slúžiť: Common Tijereta: Charakteristiky, biotop, reprodukcia, výživa

Avšak vo vnútri peroxizómov je enzým nazývaný kataláza, ktorý je zodpovedný za rozklad peroxidu vodíka na vytvorenie vody alebo ho používať na oxidáciu iných zlúčenín.

Schopnosť obsahovať tieto reakcie vo vnútri úzko súvisí s ostatnými funkciami, ktoré tieto bunkové organely vykonávajú, pretože metabolická degradácia mnohých molekúl znamená jeho oxidáciu.

Bez oxidačných reakcií peroxizómov by napríklad akumulácia zlúčenín, ako sú napríklad mastné kyseliny s dlhým reťazcom, môže spôsobiť značné poškodenie nervových buniek v mozgu.

- Energetický metabolizmus

Peroxizómy sa podieľajú na výrobe ATP, ktorá je hlavnou energetickou „menou“ bunky.

Jedným zo spôsobov, ako to robia, je degradovanie mastných kyselín (z ktorých sú zložené tuky a mnoho lipidov), tráviť etanol (druh alkoholu) a aminokyseliny („bloky“, ktoré tvoria bielkoviny) atď.

V živočíšnych bunkách sa väčšina mastných kyselín degraduje v mitochondriách a malá časť sa spracováva v peroxizómoch, ale v kvasinkách a rastlinách je táto funkcia prakticky výlučná pre peroxizómy.

- Biosyntéza

Peroxizómy tiež pracujú pri produkcii molekúl, ktoré sú súčasťou bunkových membrán. Tieto molekuly sú známe ako plazmalogény a sú veľmi dôležitým typom lipidov pre mozgové a srdcové (srdcové) bunky ľudí a iných cicavcov.

Ostatné lipidy syntetizované v peroxizómoch as účasťou endoplazmatického retikula (ďalšia veľmi dôležitá bunková organela) sú cholesterol a dolicol, ktoré sú nevyhnutné pre prevádzku buniek.

Napríklad u mnohých zvierat z davu, napríklad peroxizómy pečeňových buniek sa tiež podieľajú na syntéze žlčových kyselín, ktoré sú odvodené od cholesterolu a sú veľmi potrebné pre trávenie tukov obsiahnutých v potravinách, ktoré sú spracované v žalúdku a potom v tenké črevo.

Štruktúra

Peroxizómy sú membránové organely, ale na rozdiel od membrán, ktoré sú pozorované v iných organelách, ako sú mitochondrie a chloroplasty, majú napríklad jednoduchú membránu a nie dvojitý membránový systém.

Jeho vzhľad nie je konštantný, to znamená, že sa môže zmeniť. Zvyčajne sú to však sférické organely, ktoré majú priemerný priemer medzi 0.2 a 1 μm, to znamená miliónty jedného merača.

Základná schéma štruktúry peroxizómu (Zdroj: thureson/cc By-SA (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/) cez Wikimedia Commons)

Keď nemajú žiadny sférický tvar, potom ich môžu byť vnímané ako malé tubuly rôznych veľkostí, ktoré sú navzájom spojené (určite je to divízia peroxizómov).

Často majú kryštalické centrum alebo jadro, ktoré vedci týmto spôsobom opisujú tým, ako ho pozorujú na mikroskope, pravdepodobne v dôsledku obrovského množstva proteínu vo vnútri.

Biogenéza (pôvod)

Aj keď peroxizómy neobsahujú DNA vo vnútri, to znamená, že nemajú svoj vlastný genóm, možno ich rozdeliť drahokamom alebo štiepením.

Tento proces závisí od množstva proteínov a materiálov na zostavenie k dispozícii nové membrány, ktoré sú „importované“ z cytosolu.

Tí, ktorí sa zúčastňujú?

Endoplazmatické retikula je zodpovedné za syntézu fosfolipidov, ktoré tvoria peroxizómovú membránu, ako aj syntézu niektorých ich proteínov, to prostredníctvom ich pridružených ribozómov.

Ribozómy (skutočne prítomné v cytosole ako „voľné polyribozómy“) sú tie, ktoré prekladajú väčšinu proteínov. Tieto proteíny môžu vstúpiť do peroxizómov iba vtedy, ak majú špeciálny štítok alebo „značku“.

Môže vám slúžiť: makrofágy: Charakteristiky, formovanie, typy, funkcie

Bez týchto značiek nemožno proteíny rozpoznať inými proteínmi v peroxizómovej membráne, a preto ich nebudú môcť prekročiť.

Potom, ak v cytosóle sú ribozómy pripevnené k hrubému endoplazmatickému retikulum.

Peroxizómy v živočíšnych bunkách

Živočíšne bunky majú veľa perxizómov a lyzozómov, podobné organely, ktoré sú zodpovedné za „recykláciu“ iných organel a rôznych typov molekúl rôznych veľkostí.

Napríklad bunky niektorých zvierat (ale nie buniek ľudí) majú peroxizómy schopné degradovať kyselinu močovú, čo je vo všeobecnosti metabolický odpad bohatý na dusík, ktorého akumulácia v krvi môže mať škodlivé účinky.

Funkcie „zriedkavé“

Okrem všetkých vyššie uvedených funkcií, peroxizómy vykonávajú veľmi konkrétne funkcie u niektorých zvierat. Zosvetlenie a iný hmyz, napríklad používajte enzým v peroxizómoch svojich buniek na nájdenie partnera av niektorých prípadoch na lokalizáciu svojej potravy.

Tento enzým je známy ako luciferáza. Luciferáza pomáha samcom vytvárať jasný „záblesk“ svetla, ktorý môže byť zelený alebo žltý a ktorý slúži na prilákanie žien toho istého druhu.

Trvanie každého blesku a interval, v ktorom sa javí, je typický pre každý druh, takže samice dokážu rozlíšiť samce v tme noci. U niektorých druhov samica tiež vytvára blesk a v iných emituje svetlo, ktoré priťahuje muža, aby ho jedol.

Modifikované peroxizómy

Rovnako ako rastliny majú glioxizómy, ktoré sú typom peroxizómu špecializovaného na špecifickú metabolickú cestu, niektoré živočíšne bunky modifikovali peroxizómy.

Kinetoplastids, skupina parazitov, ktoré spôsobujú rôzne choroby ľudským bytostiam a iným zvieratám, majú modifikovaný typ „ale glykozómového peroxizómu“.

Glykozómy prijímajú toto meno, pretože vo vnútri enzýmov potrebných na spracovanie glukózy (glykolytické enzýmy) sú uzamknuté, okrem iných enzýmov, ktoré sa podieľajú na iných metabolických trasách na získanie energie.

Peroxizómy v rastlinných bunkách

Rastlinné bunky tiež obsahujú peroxizómy a majú veľmi dôležité funkcie pre fungovanie rastlín, okrem funkcií, ktoré sa zdieľajú s funkciami peroxizómov iných typov buniek.

- Glioxylát

Napríklad v semenách sú peroxizómy ich buniek zodpovedné za premenu uložených tukov na sacharidy, ktoré sú surovinou potrebnou na vývoj sadeníc, ktorý bude klíčiť.

Proces, ktorým peroxizómy rastlín vykonávajú túto funkciu, je známy ako cyklus glyxílie, ktorý sa považuje za variant cyklu Krebs, takže niektoré texty sa týkajú týchto peroxizómov, ako sú glioxizómy.

- Fotorerspirácia

V rastlinách sa tieto organely podieľajú aj na procese známeho ako Photorerspirácia, ktorý pozostáva z metabolickej trasy „naopak“ k fotosyntéze, pretože sa nevyrába žiadny kyslík, ale spotrebuje sa a oxid uhličitý sa uvoľňuje bez získania ATPPP.

Môže vám slúžiť: amyloplast

Napriek vyššie uvedenému je tento proces tiež známy ako „regenerácia uhlíka“, pretože peroxizómy prijímajú z chloroplastov (iná ORNAUL aminokyselina).

Glycín, ktorý sa vyskytuje v peroxizómoch rastlín, sa transportuje do mitochondrií (organela, kde sa vyskytuje dýchanie, a syntéza veľkých množstiev ATP). V mitochondriách sa tento glycín stáva serínom, ďalšou aminokyselinou, ktorá sa vracia do peroxizómu.

Serín, raz v peroxizóme, sa premieňa na glycerát a odtiaľ sa znova posiela do chloroplastu. Celý tento proces nevedie k výrobe energie, ale k používaniu atómov uhlíka, ktoré sú nastavené na glykolát.

Choroby peroxizómov

Existujú rôzne typy „porúch“ súvisiacich s peroxizómami. Všeobecne platí, že tieto poruchy súvisia s mutáciami v génoch, ktoré sú zapojené do biogenézy týchto organel alebo dokonca aj v génoch, ktoré kódujú enzýmy alebo transportujú proteíny.

Pretože majú genetickú zložku, tieto poruchy sú zvyčajne vrodené (sú zdedené od rodičov k deťom), ktoré môžu mať v závislosti od prípadu mierne alebo vážne následky, v závislosti od prípadu.

Syndróm Zellweger

Tento syndróm, hoci je čudný, zahŕňa jednu z najzávažnejších podmienok. Vyznačuje sa úplnou neprítomnosťou alebo značným znížením počtu chromozómov v telesných bunkách.

Genetické mutácie, ktoré spôsobujú tento syndróm, tiež spôsobujú akumuláciu zlúčenín bohatých na prvky, ako je železo a meď, a mastné kyseliny veľmi dlhého reťazca v krvi a iných tkanivách, ako sú pečeň, mozog a obličky.

Aké sú dôsledky?

Malé deti postihnuté týmto syndrómom sa zvyčajne rodia s deformáciami tváre (tvárou v tvár) a s určitým mentálnym postihnutím. Môžu trpieť problémami v očiach a ušiach, ako aj trpiacich gastrointestinálne a pečeňové problémy, takže zvyčajne nežijú viac ako rok.

Ďalšie súvisiace syndrómy

Existujú aj ďalšie choroby súvisiace s defektmi peroxizómov. Medzi nimi patrí novorodenecká adrenoleuktofia (Nald, angličtina Novorodenecká adrenoleukodstropia) A refsum choroba.

Obe choroby sa vyznačujú neskorom výskytom symptómov, ktoré sa zvyčajne pozorujú počas detstva, takže pacienti môžu prežiť včasnú dospelosť.

Odkazy

1. Britská spoločnosť bunkovej biológie. (n.d.). Získané 13. apríla 2020, z www.Bscb.Org/vzdelávacie zdroje/softcell-e-learning/peroxizóm/.
2. Cooper, G. M., & Hausman, R. A. (2004). Bunka: Priblížte sa molekulárne. Medicinska Naklada.
3. Duve, c. Do. B. P., & Baudhuin, P. (1966). Peroxizómy (mikrobody a príbuzní partneri). Physiological Reviews, 46 (2), 323-357.
4. Encyclopaedia Britannica redaktory. (2014). Encyclopaedia Britannica. Získané 13. apríla 2020, z www.Britannica.com/veda/peroxizóm.
5. Hu, j., Baker, a., Bartel, B., Linda, n., Mullen, r. Tón., Reumann, s., & Zolman, B. Klimatizovať. (2012). Peroxizómy rastlín: biogenéza a funkcia. Plant Cell, 24 (6), 2279-2303.
6. Lazarow, P. B., & Fujiki a. (1985). Biogenéza peroxizómov. Ročný prehľad bunkovej biológie, 1 (1), 489-530.
7. Roels, f., Baes, m., & Delanghe, s. (Eds.). (2012). Peroxizomálne poruchy a regulácia génov (zv. 544). Springer Science & Business Media.
8. Van den Bosch, h., Schutgens, r. B. H., Putá, r. J. Do., & Tager, J. M. (1992). Biochémia peroxizómov. Ročný prehľad biochemikov.