Peroksisoomien ominaisuudet, toiminnot, rakenne, biogeneesi

Se Peroksisomit, Ne tunnetaan myös nimellä mikrokuurut, ne ovat pienisoluisia organeleja, hyvin samanlaisia ​​kuin lysosomit, jotka suspendoivat useimpien eukaryoottisten solujen sytosoliin.

Aivan kuten ihmiskehossa on elimiä, jotka suorittavat erilaisia ​​toimintoja pitääkseen sen hengissä, soluilla on myös niitä ja niitä kutsumme "organelleiksi" tai "organelleiksi".

Kun sydän pumppaa verta kohti muuta vartaloa, nenä ja keuhkot hengittävät, vatsa saa ruoan ja alkaa ruuansulatuksellaan ja aivot ovat vastuussa kaiken koordinoinnista (joidenkin esimerkkien asettamisesta), joten organelit ovat välttämättömiä monille solujen toiminnoille.

Joidenkin solujen organelien joukossa ovat peroksisomat, joita Christian René de Duve kuvasi vuonna 1960, sama tutkija, joka kehitti solunsisäisen fraktioinnin tekniikat eri soluorganelien erottamiseksi hänen tiheyden perusteella.

De Duve jakoi vuonna 1974 Nobel -fysiologian ja lääketieteen palkinnon Albert Clauden ja George Paladen kanssa heidän työstään näiden tekniikoiden ja peroksisomien löytämisen ansiosta.

Näiden organelien nimi on peräisin vetyperoksidin sisäisestä tuotannosta (H₂JOMPIKUMPI₂), Oksidien vähentämisreaktioiden sivutuote, joka esiintyy näissä ja joka on potentiaalisesti myrkyllinen soluille (voi reagoida monien muiden molekyylien kanssa), joten se hajoaa nopeasti.

Solussa sytosolissa voi olla jopa 500 perksiomia "uinti", mutta näiden organelien lukumäärä ja koko riippuvat vain kyseisen solutyypin, vaan myös sen ympäröivän fysiologisesta tilasta ja väliaineesta, joka sitä ympäröi.

[TOC]

Peroksisomien yleiset ominaisuudet

On monia ominaisuuksia, joilla on peroksisomeja, jotka tekevät niistä samanlaisia ​​kuin muut soluorganelit ja samalla hyvin erilaiset. Seuraavaksi on esitetty lyhyt luettelo, jossa on yhteenveto:

- Ne ovat pieniä organeleita.

- Suuri osa sisällä on, etenkin proteiinit ja entsyymit, syntetisoidaan solun sytosolissa, johon ne kuuluvat vapaiden ribosomien avulla, jotka ovat monimutkaisia ​​proteiineja, jotka kykenevät välittämään RNA -lähettimien (RNAM) translaatiota ytimestä ja johdettuista tietyn geenin transkriptio.

- Heillä ei ole omaa genomia, ts. Sisällä ei ole DNA: ta tai tarvittavia koneita prosessointiin (esimerkiksi replikointi, transkriptio ja translaatio).

- Ne moninkertaistuvat jakoon.

- Sisältä löydät jopa 50 erilaista ruuansulatusentsyymiä ja niiden toissijaista tuotteita (vaarallisia soluille).

- Sen koko ja luku voi vaihdella suuresti solun ja toisen välillä, koska ne riippuvat solunsisäisistä olosuhteista (ovat indusoitavissa) ja solutyypistä.

Funktiot

Mikrobisolun kaavio, joka osoittaa peroksisomia (peroksisomia), mitokondrioita (mitokondriomia) ja ytimiä (ydin) (lähde: CNX OpenStax/CC BY (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/4.0) Wikimedia Commonsin kautta)

Peroksisomit täyttävät erilaiset toiminnot solussa, monet niistä liittyvät sisällä oleviin entsyymeihin.

- Oksidatiiviset reaktiot

Peroksisomien sisällä esiintyy monia oksidien vähentämisreaktioita, tämä on elektronien vaihto yhdisteen ja toisen välillä, yleensä entsymaattisen aktiivisuuden proteiinien katalysoiduilla (entsyymeillä) (entsyymit).

Nämä peroksisomien oksidin vähentämisreaktiot tuottavat tällä hetkellä vetyperoksidia (H₂JOMPIKUMPI₂), Yhdiste, joka on haitallinen soluille.

Voi palvella sinua: Yleinen Tijereta: Ominaisuudet, elinympäristö, lisääntyminen, ravitsemus

Peroksisomien sisäpuolella on kuitenkin katalaasi -niminen entsyymi, joka vastaa vetyperoksidin hajottamisesta veden muodostamiseksi tai muiden yhdisteiden hapettamiseksi.

Kyky sisältää nämä reaktiot sisäpuolella liittyy läheisesti muihin toimintoihin, joita nämä soluorganelit suorittavat, koska monien molekyylien metabolinen hajoaminen merkitsee sen hapettumista.

Ilman peroksisomien oksidatiivisia reaktioita, esimerkiksi yhdisteiden, kuten pitkän ketjun rasvahapot, kertyminen voi aiheuttaa huomattavia vaurioita aivojen hermosoluille.

- Energian aineenvaihdunta

Peroksisoomat osallistuvat ATP -tuotantoon, joka on solun tärkein energian "valuutta".

Yksi tapa, jolla ne tekevät, on rasvahappojen hajoamista (joista rasvat ja monet lipidit koostuvat), sulattaen etanolin (alkoholin tyyppi) ja aminohapot ("lohkot", jotka muodostavat proteiineja) jne.

Eläinsoluissa suurin osa rasvahapoista hajoaa mitokondrioissa ja pieni osa prosessoidaan peroksisomeissa, mutta hiivoissa ja kasveissa tämä toiminta on käytännössä yksinoikeudella peroksisomeissa.

- Biosynteesi

Peroksisomit työskentelevät myös molekyylien tuotannossa, jotka ovat osa solukalvoja. Nämä molekyylit tunnetaan plasmalogeeneinä ja ovat erittäin tärkeä lipidityyppi ihmisten ja muiden nisäkkäiden aivojen ja sydämen (sydämen) soluille.

Muut peroksisomeissa syntetisoidut lipidit ja endoplasmisen retikulumin (toinen erittäin tärkeä soluorganelli) osallistumisen myötä kolesteroli ja dolaroli, jotka ovat välttämättömiä solujen toiminnalle.

Esimerkiksi monissa häiriöeläimissä maksasolujen peroksisomit osallistuvat myös kolesterolista johdettujen sappihappojen synteesiin ja erittäin välttämättömiä mahalaukun sisältämien rasvojen ruuansulatukselle, joka on käsitelty vatsassa ja sitten ohutsuoli.

Rakenne

Peroksisoomat ovat kalvojen organeleja, mutta toisin kuin muissa organeleissa, kuten mitokondrioissa ja kloroplastien, havaittuissa kalvoissa, niillä on yksinkertainen kalvo eikä kaksinkertainen membraanijärjestelmä.

Sen ulkonäkö ei ole vakio, ts. Se voi muuttua. Ne ovat kuitenkin yleensä pallomaisia ​​organeleja, joiden keskimääräinen halkaisija on välillä 0.2 ja 1 μm, toisin sanoen miljoonan yhden metrin osalta.

Peroksisomin rakenteen peruskaavio (lähde: Thureson/CC BY-SA (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/) Wikimedia Commonsin kautta)

Kun heillä ei ole pallomaisia ​​muotoja, ne voidaan nähdä pieninä erikokoisina putkina, jotka on kytketty toisiinsa (se on varmasti jakautumista peroksisomeihin).

Heillä on usein kiteinen keskus tai ydin, jota tutkijat kuvaavat tällä tavalla kuinka he tarkkailevat sitä mikroskoopissa, luultavasti sen sisällä olevan valtavan määrän proteiinimäärän seurauksena.

Biogeneesi (alkuperä)

Vaikka peroksisomit eivät sisällä DNA: ta, ts. Heillä ei ole omaa genomia, ne voidaan jakaa gemingillä tai fissiolla.

Tämä prosessi riippuu proteiinien ja materiaalien määrästä rakentaaksesi uusia kalvoja, jotka on "tuodu" sytosolista.

Ne, jotka osallistuvat?

Endoplasminen retikulum on vastuussa peroksisomikalvon muodostavien fosfolipidien synteesistä, samoin kuin joidenkin niiden proteiinien synteesistä, jotka ovat sen liittyvien ribosomien kautta.

Ribosomit (tosiasiallisesti läsnä sytosolissa "vapaina polyribosomeina") ovat ne, jotka kääntävät useimmat proteiinit. Nämä proteiinit voivat päästä peroksisoomiin vain, jos niillä on erityinen etiketti tai "tuotemerkki".

Voi palvella sinua: makrofagit: ominaisuudet, muodostuminen, tyypit, toiminnot

Ilman näitä tuotemerkkejä peroksisomikalvon muut proteiinit eivät voi tunnistaa proteiineja, ja siksi ne eivät pysty ylittämään sitä.

Sitten, jos sytosolissa ribosomit kiinnitetty karkeaan endoplasmiseen retikulumiin.

Peroksisoomat eläinsoluissa

Eläinsoluissa on monia vatsaita ja lysosomeja, samanlaisia ​​organeleja, jotka ovat vastuussa muiden organelien "kierrätyksestä" ja erityyppisiä erikokoisia molekyylejä.

Joidenkin eläinten (mutta ei ihmisten solujen) soluilla on esimerkiksi peroksisomit, jotka kykenevät hajottamaan virtsahappoa, joka on yleensä typessä runsaasti aineenvaihdunnan jätettä, jonka veressä voi olla haitallisia vaikutuksia.

"Harvinaiset" toiminnot

Kaikkien edellä mainittujen toimintojen lisäksi peroksisoomat suorittavat hyvin erityisiä toimintoja joillakin eläimillä. Esimerkiksi valaistus ja muut hyönteiset käyttävät entsyymiä solujen peroksisomeissa löytääkseen kumppanin ja joissain tapauksissa heidän ruokansa löytämiseksi.

Tämä entsyymi tunnetaan nimellä lusiferaasi. Lusiferaasi auttaa miehiä tuottamaan kirkkaan ”salaman” valon, joka voi olla vihreä tai keltainen, ja joka houkuttelee saman lajin naisia.

Kunkin salaman kesto ja aika, johon ne ilmestyvät, on tyypillistä jokaiselle lajille, joten naaraat voivat erottaa miehet yön pimeässä. Tietyissä lajeissa naaras tuottaa myös salaman ja emittoi valon, joka houkuttelee uroksen syömään sitä.

Muokatut peroksisomit

Aivan kuten kasveilla on glioksisomeja, jotka ovat eräänlaista peroksisomia, joka on erikoistunut tiettyyn aineenvaihduntaan, jotkut eläinsolut ovat muokanneet peroksisomeja.

Kinetoplastidit, loiset, jotka aiheuttavat erilaisia ​​sairauksia ihmisille ja muille eläimille, on muokattu "mutta glykosomin peroksisomi".

Glykosomit vastaanottavat tämän nimen, koska glukoosiprosessointiin tarvittavat entsyymit (glykolyyttiset entsyymit) on lukittu muiden entsyymien lisäksi, jotka osallistuvat muihin aineenvaihduntareitteihin energian saamiseksi.

Peroksisoomat kasvisoluissa

Kasvisolut sisältävät myös peroksisomeja, ja niillä on erittäin tärkeitä toimintoja kasvien toiminnalle, toimintojen lisäksi, jotka jaetaan muun tyyppisten solujen peroksisomien kanssa.

- Glioksylaattisykli

Esimerkiksi siemenissä niiden solujen peroksisomit ovat vastuussa varastoiduista rasvoista hiilihydraateiksi, jotka ovat raaka -ainetta, joka on välttämätön.

Prosessi, jolla kasvien peroksisomat suorittaa tämän toiminnon, tunnetaan glyksilaattisyklinä, jota pidetään Krebs -syklin varianttina, joten jotkut tekstit viittaavat näihin peroksisomeihin, kuten glioksisomeihin.

- Valonhalvaus

Kasveissa nämä organelit osallistuvat myös fotosspiraationa kutsuttuun prosessiin, joka koostuu metabolisesta reitistä "vastoin" fotosynteesin kanssa, koska happea ei tuoteta, vaan sitä kulutetaan ja hiilidioksidi vapautuu saamatta ATP: tä.

Voi palvella sinua: Amyloplasti

Edellä mainituista prosessista tunnetaan myös nimellä "hiilen talteenotto", koska peroksisomit saavat kloroplastien (toinen ornaul -aminohappo).

Kasvien peroksisomeissa esiintyvä glysiini kuljetetaan mitokondrioihin (organelli, jossa hengitys tapahtuu ja suurten ATP -määrien synteesi). Mitokondrioissa tästä glysiinistä tulee seriini, toinen aminohappo, joka palautetaan peroksisomiin.

Seriini, joka oli peroksisomissa, muunnetaan glyseraiseksi ja sieltä se lähetetään uudelleen kloroplastiin. Tämä koko prosessi ei johda energiantuotantoon, vaan hiiliatomien käyttöön, jotka on asetettu glykolaattiin.

Peroksisomit sairaudet

Peroksisomeihin liittyy erityyppisiä "häiriöitä". Yleensä nämä häiriöt liittyvät geenien mutaatioihin, jotka osallistuvat näiden organelien biogeneesiin tai jopa niihin geeneihin, jotka koodaavat entsyymejä tai kuljettavat proteiineja näitä.

Koska heillä on geneettinen komponentti, nämä häiriöt ovat yleensä synnynnäisiä (ne ovat peritty vanhemmilta lapsille), joilla voi olla kohtalaisia ​​tai vakavia seurauksia, tapauksesta riippuen.

Zellweger -oireyhtymä

Tämä oireyhtymä, vaikkakin outo, sisältää yhden vakavimmista olosuhteista. Sille on ominaista täydellinen puuttuminen tai kehon solujen kromosomien lukumäärä huomattava väheneminen.

Tätä oireyhtymää aiheuttavat geneettiset mutaatiot aiheuttavat myös elementtien, kuten raudan ja kuparin, yhdisteiden kertymistä sekä erittäin pitkän ketjun rasvahappoja veressä ja muissa kudoksissa, kuten maksassa, aivoissa ja munuaisissa.

Mitkä ovat seuraukset?

Pienet lapset, joihin tämä oireyhtymä kärsii. He voivat kärsiä ongelmia näkökulmasta ja korvasta, samoin kuin kärsimys maha -suolikanavan ja maksaongelmien kanssa, joten ne eivät yleensä elä yli vuoden.

Muut liittyvät oireyhtymät

Peroksisomien virheisiin liittyy muita sairauksia. Näiden joukossa ovat vastasyntyneen adrenololeuktofian (nald, englanti Vastasyntyneen adrenoleukodstrofia) Ja Re Refsum -tauti.

Molemmille sairauksille on ominaista oireiden myöhäinen ulkonäkö, jota yleensä havaitaan lapsuudessa, joten potilaat voivat selviytyä varhaisesta aikuisuudesta.

Viitteet

1. Britannian solubiologian yhdistys. (n.d -d.-A. Haettu 13. huhtikuuta 2020, www.Bscb.Org/oppimisresurssi/softcell-e-oppi/peroksisomi/.
2. Cooper, G. M., & Hausman, R. JA. (2004). Solu: Lähestymismolekyyli. Medicska Naklada.
3. Duve, c. -Lla. B -. P., & Baudhuin, P. (1966). Peroksisomit (mikrokehykset ja niihin liittyvät kumppanit). Fysiologiset arvostelut, 46 (2), 323-357.
4. Encyclopaedia Britannica Editors. (2014). Britannica Encyclopaedia. Haettu 13. huhtikuuta 2020, www.Britannica.com/tiede/peroksisomi.
5. Hu, J., Leipuri, a., Bartel, b., Linda, n., Mullen, r. T., Reumann, S., & Zolman, b. K -k -. (2012). Kasvien peroksisomit: biogeneesi ja toiminta. Kasvisolu, 24 (6), 2279-2303.
6. Lazarow, p. B -., & Fujiki, ja. (1985). Peroksisomien biogeneesi. Solusbiologian vuosikatsaus, 1 (1), 489-530.
7. Roels, f., Baes, m., & Delanghe, S. (Toim.-A. (2012). Peroksisomaaliset häiriöt ja geenien säätely (Vol. 544). Springer Science & Business Media.
8. Van den Bosch, H., Schutgens, R. B -. H., Vaeltaa, r. J -. -Lla., & Tager, J. M. (1992). Peroksisomien biokemia. Biokemistien vuosikatsaus.