Peroxisomer Egenskaper, Plats, Funktioner och Struktur



den peroxisomer de är sfäriska cellulära organeller, med en diameter av 0,2 till 1,0 um approximativt och omgiven av ett membran. De finns i djur- och växtceller och har nödvändiga enzymer för metaboliska vägar kopplade till oxidationsprocesser av biomolekyler (aminosyror och fettsyror) eller giftiga ämnen (alkohol)..

De enzymer som är involverade i dessa processer kallas oxidaser, vilka också är involverade i syntetiska vägar. Peroxisomer har ett speciellt enzym: katalas, med vilket de kan eliminera väteperoxid (H2O2), vilket är en sekundär produkt som orsakas av nedbrytningen av giftiga ämnen.

Observera att detta potentiellt skadliga ämnet härstammar och elimineras i samma organell, så cellen utsätts aldrig för denna förening. Peroxisomerna upptäcktes 1954 av Svenska Johannes Rhodin, medan de studerade morfologin hos njurarna i murider. I början kallades de mikrokroppar.

Senare år 1966 beskrev en grupp forskare de biokemiska egenskaperna hos den nya organellen och tilldelade den namnet på peroxisomen på grund av produktion och nedbrytning av2O2.

index

  • 1 Allmänna egenskaper och plats
    • 1.1 Mångfald av peroxisomer
  • 2 funktioner
    • 2.1 Nedbrytning av fettsyror
    • 2.2 Nedbrytning av giftiga produkter
    • 2.3 Syntes av biomolekyler
  • 3 peroxisom i växter
    • 3.1 Glioxysomer
    • 3.2 Fotorespiration
  • 4 struktur
  • 5 Ursprung
  • 6 referenser

Allmänna egenskaper och plats

Peroxisomer är sfäriska fack omgivna av ett enda membran. De har inte sitt eget genom eller ribosomer fästa vid sin struktur i motsats till andra cellulära fack, såsom mitokondrier eller kloroplaster, vilka är omgivna av ett komplext system med två eller tre membran..

De flesta djur- och växtceller har peroxisomer. Det huvudsakliga undantaget är röda blodkroppar eller erytrocyter.

Enzymer som är involverade i oxidativ metabolism finns inom denna struktur. Oxideringen av vissa produkter ger väteperoxid, eftersom hydrogenerna av dessa substrat överförs till syremolekyler.

Väteperoxid är en giftig substans i cellen och måste elimineras. Därför innehåller peroxisomer katalasenzymet, vilket möjliggör omvandling till vatten och syremolekyler.

Mångfald av peroxisomer

Peroxisomer är ganska olika organeller. Beroende på celltyp och undersökningsart kan de modifiera den enzymatiska kompositionen inuti. På samma sätt kan de förändras enligt de miljöförhållanden som de utsätts för.

Det har till exempel visat sig att i jästar som växer i närvaro av kolhydrater är peroxisomerna små. När dessa organismer växer i miljöer rik på metanol eller fettsyror, är peroxisomer större för att oxidera dessa föreningar.

I protisterna av genren Trypanosoma (detta släkt omfattar den patogena arten T. cruzi, orsakssambandet till Chagas sjukdom) och andra kinetoplastider, har en typ av peroxisom som kallas glykosom. Denna organel har vissa enzymer av glykolys.

I svampen finns en struktur kallad Woronins kropp. Detta är en typ av peroxisom som deltar i underhållet av den cellulära strukturen.

På liknande sätt finns enzymer i peroxisomer av vissa arter som är unika. I eldflugor innehåller peroxisomer enzymet luciferas, vilket är ansvarigt för den bioluminescens som är typisk för denna grupp av coleoptera. I svampens svampar Penicillium, peroxisomer innehåller enzymer som är involverade i produktionen av penicillin.

funktioner

Oxidationsvägar som är väsentliga för celler förekommer i peroxisomen. De har mer än femtio typer av enzymer som kan bryta ned fettsyror, urinsyra och aminosyror. De deltar också i lipidsyntesvägar. Därefter beskrivs var och en av dess funktioner i detalj:

Nedbrytning av fettsyror

Oxidation av fettsyror i peroxisomen sker genom en metabolisk väg kallad β-oxidation, vilket härrör från produktionen av acetylgrupp. Detta strider mot den analoga nedbrytningsreaktionen som uppträder i mitokondrier, i vilka slutprodukter av nedbrytningen av fettsyror är koldioxid och ATP.

Till skillnad från djurceller, där β-oxidation uppträder i mitokondrier och i peroxisomen, hos jäst sker det endast i peroxisomer.

Acetylgrupper kan transporteras till andra cellfack och inkluderas i biosyntesvägar av väsentliga metaboliter.

Nedbrytning av giftiga produkter

Peroxisomer deltar i avgiftningsreaktioner, särskilt i lever och njurar.

Peroxisomer kan bryta ned giftiga substrat som kommer in i blodet, såsom alkohol, fenoler, myrsyra och formaldehyd. Dessa oxidationsreaktioner producerar väteperoxid.

Namnet på organellen ges genom produktionen av denna molekyl. För att bryta ned den har den katalasenzymet som katalyserar följande kemiska reaktion som producerar ämnen som är ofarliga mot cellen, vattnet och syre:

2 H2O2 -> H2O + O2

Syntes av biomolekyler

I djurceller förekommer syntesen av kolesterol och dolichol i peroxisomen och i endoplasmatisk retikulum. Kolesterol är en väsentlig lipid av vissa vävnader. Dess närvaro i plasmamembranen bestämmer dess fluiditet. Det finns också i blodplasman.

Dolichol, som kolesterol, är en lipid och är närvarande i cellmembran, speciellt i endoplasmatisk retikulum.

Peroxisomer deltar också i syntesen av gallsyror, gallekomponenter. Dessa föreningar härstammar från kolesterol. Galls huvudfunktion är förtvålning av fetter i tarmarna, som fungerar som ett slags tvättmedel.

Plasmalogener är molekyler med en lipid natur, som kännetecknas av närvaron av en eter-typbindning. Denna lipid finns som en oumbärlig komponent i membranen i cellerna som utgör hjärnans och hjärnans vävnader. Peroxisomer deltar i de två första stegen som ger upphov till dessa lipider.

Av denna anledning kan det uppstå cellfel på peroxisomnivån, vilket kan uppstå i neurologiska abnormiteter. Ett exempel på dessa patologier är Zellwegers syndrom.

Peroxisom i växter

glyoxisomes

Växterna innehåller specialiserade peroxisom-typ organeller som kallas glyoxysomer. Funktionen är att lagra ämnen och bryta ned lipider. De finns främst i frön.

En typisk reaktion av växter förekommer i glyoxysomer: omvandlingen av fettsyror till glukos.

Denna metaboliska väg är känd som glyoxylatcykeln och är ganska lik citronsyracykeln. För att uppnå denna omvandling används två molekyler acetyl CoA för att framställa bärnstenssyra, som därefter passerar till glukos.

Växten som kommer från fröet är ännu inte fotosyntetiskt aktiv. För att kompensera för detta faktum kan de använda dessa kolhydrater från glyoxysomen tills växten kan syntetisera dem själv. Denna process är nödvändig för korrekt spiring av fröet.

Denna omvandling av fettsyror till kolhydrater är omöjlig i djurceller, eftersom de inte äger enzymerna i glyoxylatcykeln.

fotorespiration

Peroxisomer deltar i fotorespirationsprocesser i växtceller. Dess huvudsakliga funktion på detta sätt är att metabolisera de sekundära produkter som bildas under fotosyntetiska processer.

Rubisco-enzymet (ribulos-1,5-bisfosfatkarboxylas / oxygenas) deltar i fixeringen av koldioxid. Detta enzym kan emellertid ta syre och inte koldioxid. Som namnet på enzymet indikerar är det ett karboxylas och ett oxygenas samtidigt.

En av föreningarna som framställs genom denna alternativa syrningsväg är fosfoglykolatet. Efter omvandling till glykolat sänds denna molekyl till peroxisomen, där dess oxidation sker till glycin.

Glycin kan tas till mitokondrier, där det blir serin. Serinen återvänder till peroxisomet och blir glycerat. Den senare passerar kloroplasten och kan införlivas i Calvin-cykeln.

Med andra ord hjälper peroxisomer till att återvinna kolatomen, eftersom fosfoglykolatet inte är en användbar metabolit för växten.

struktur

Peroxisomer har mycket enkla strukturer. De är omgivna av ett enda lipidmembran.

Eftersom dessa fack inte har någon typ av genetiskt material måste alla proteiner som är nödvändiga för deras funktioner importeras. De proteiner som måste transporteras till peroxisomerna syntetiseras av ribosomen och transporteras från cytosolen till deras slutliga destination.

Märkningen som anger läget för ett visst protein till peroxisomer karakteriseras genom att innehålla en sekvens av serin, lysin och leucin i proteinkedjans terminala kol. Denna etikett är känd som PTS1 för dess akronym på engelska, peroxisom-riktningssignal 1.

Det finns också andra etiketter som anger proteinets placering i peroxisomen, såsom närvaron av nio aminosyror vid aminoterminalen kallad PTS2. På samma sätt syntetiseras fosfolipider i endoplasmatisk retikulum och tas till peroxisomet.

De liknar lysosomer, förutom deras ursprung. Lysosomerna spirer från membransystemet av cellerna. Peroxisomer, som mitokondrier och plastider, kan replikera genom uppdelning. Tack vare införlivandet av proteiner och lipider kan peroxisomer växa och delas upp i två separata fack.

källa

Tidigare föreslogs att peroxisomer härrörde från en endosymbiotisk process; Emellertid har denna uppfattning varit mycket ifrågasatt.

Nya bevis har visat förekomsten av ett nära samband mellan endoplasmatisk retikulum och peroxisomerna, vilket stöder hypotesen att de härstammade från retikeln.

referenser

  1. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologi. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G. M. (2000). Cellen: En molekylär tillvägagångssätt. 2: a upplagan. Sinauer Associates
  3. Gabaldón, T. (2010). Peroxisomdiversitet och evolution. Filosofiska transaktioner av Royal Society B: Biological Sciences, 365(1541), 765-773.
  4. Lodish, H. (2005). Cell- och molekylärbiologi. Ed. Panamericana Medical.
  5. Terlecky, S. R., & Walton, P.A. (2005). Biogenesen och cellbiologin av peroxisomer i människors hälsa och sjukdom. i Biogenesen av cellulära organeller (sid 164-175). Springer, Boston, MA.
  6. Titorenko, V. I., & Rachubinski, R.A. (2004). Peroxisomen: Orkestrerar viktiga utvecklingsbeslut från insidan av cellen. Journal of Cell Biology, 164 (5), 641-645.
  7. Tortora, G.J., Funke, B.R., och Case, C.L. (2007). Introduktion till mikrobiologi. Ed. Panamericana Medical.