Plik peroksysomy, zwane również mikrociałami, są małymi organellami komórkowymi, bardzo podobnymi do lizosomów, które są zawieszone w cytozolu większości komórek eukariotycznych.
Tak jak ludzkie ciało ma narządy, które pełnią różne funkcje, aby utrzymać je przy życiu, tak komórki też je mają i są one tym, co nazywamy „organellami” lub „organellami”.
Tak jak serce pompuje krew do reszty ciała, tak nos i płuca są wykorzystywane do oddychania, żołądek otrzymuje pożywienie i rozpoczyna jego trawienie, a mózg jest odpowiedzialny za koordynację wszystkiego (by podać kilka przykładów). Organelle są niezbędne dla wielu funkcji komórek.
Wśród niektórych organelli komórkowych są peroksysomy, które zostały opisane w 1960 roku przez Christiana René de Duve, tego samego badacza, który opracował techniki frakcjonowania subkomórkowego w celu oddzielenia różnych organelli komórkowych na podstawie ich gęstości..
de Duve podzielił w 1974 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny z Albertem Claude i George'em Palade dzięki ich pracy z tymi technikami i odkryciu peroksysomów.
Nazwa tych organelli pochodzi od wewnętrznej produkcji nadtlenku wodoru (H.dwaLUBdwa), produkt uboczny reakcji utleniania-redukcji, które w nich zachodzą i który jest potencjalnie toksyczny dla komórek (może reagować z wieloma innymi cząsteczkami), więc ulega szybkiej degradacji.
W komórce w cytozolu może „pływać” do 500 peroksysomów, ale liczba i wielkość tych organelli zależy nie tylko od rodzaju danej komórki, ale także od stanu fizjologicznego komórki i otaczającego ją środowiska ..
Indeks artykułów
Istnieje wiele cech, które mają peroksysomy, które sprawiają, że są one podobne do innych organelli komórkowych, a jednocześnie bardzo różne. Oto krótka lista najważniejszych:
- Są to małe organelle otoczone prostą błoną, która oddziela je od reszty cząsteczek i organelli w cytozolu..
- Wiele z tego, co jest w środku, zwłaszcza białka i enzymy, jest syntetyzowanych w cytozolu komórki, do której należą, za pomocą wolnych rybosomów, które są kompleksami białkowymi zdolnymi do pośredniczenia w translacji informacyjnego RNA (mRNA). z transkrypcji danego genu.
- Nie mają własnego genomu, to znaczy wewnątrz nie ma DNA ani mechanizmu niezbędnego do jego przetwarzania (na przykład replikacja, transkrypcja i translacja).
- Pomnóż przez dzielenie.
- Wewnątrz można znaleźć do 50 różnych enzymów trawiennych i ich produktów ubocznych (niebezpiecznych dla komórek).
- Ich rozmiar i liczba mogą się znacznie różnić w zależności od komórki, ponieważ zależą od warunków wewnątrzkomórkowych (są indukowalne) i rodzaju komórki..
Peroksysomy pełnią w komórce różne funkcje, wiele z nich związanych jest z enzymami, które są w komórce..
Wiele reakcji utleniania-redukcji zachodzi wewnątrz peroksysomów, jest to wymiana elektronów między jednym związkiem a drugim, na ogół katalizowana przez białka o aktywności enzymatycznej (enzymy)..
Te reakcje redukcji tlenków w peroksysomach zwykle wytwarzają nadtlenek wodoru (H.dwaLUBdwa), związek szkodliwy dla komórek.
Jednak wewnątrz peroksysomów znajduje się enzym zwany katalazą, który jest odpowiedzialny za rozkładanie nadtlenku wodoru do postaci wody lub wykorzystanie go do utleniania innych związków..
Zdolność do powstrzymywania tych reakcji wewnątrz jest ściśle związana z innymi funkcjami, które pełnią te organelle komórkowe, ponieważ metaboliczna degradacja wielu cząsteczek implikuje ich utlenianie..
Bez reakcji utleniania peroksysomów nagromadzenie związków, takich jak na przykład długołańcuchowe kwasy tłuszczowe, mogłoby spowodować znaczne uszkodzenie komórek nerwowych w mózgu..
Peroksysomy biorą udział w produkcji ATP, która jest główną „walutą” energetyczną komórki.
Jednym ze sposobów, w jaki to robią, jest rozkład kwasów tłuszczowych (z których zbudowane są tłuszcze i wiele lipidów), trawienie etanolu (rodzaj alkoholu) i aminokwasów („cegiełek” tworzących białka) itp..
W komórkach zwierzęcych większość kwasów tłuszczowych ulega degradacji w mitochondriach, a niewielka część jest przetwarzana w peroksysomach, ale w drożdżach i roślinach funkcja ta jest praktycznie wyłączna dla peroksysomów..
Peroksysomy działają również w produkcji cząsteczek wchodzących w skład błon komórkowych. Cząsteczki te są znane jako plazmalogeny i są bardzo ważnym rodzajem lipidów dla komórek mózgu i serca (serca) u ludzi i innych ssaków..
Innymi lipidami syntetyzowanymi w peroksysomach oraz przy udziale retikulum endoplazmatycznego (kolejnej bardzo ważnej organelli komórkowej) są niezbędne do funkcjonowania komórek cholesterol i dolichol..
Na przykład u wielu ssaków peroksysomy komórek wątroby uczestniczą również w syntezie kwasów żółciowych, które pochodzą z cholesterolu i są bardzo potrzebne do trawienia tłuszczów zawartych w pożywieniu, które są przetwarzane w żołądku, a następnie w jelito cienkie.
Peroksysomy są błoniastymi organellami, ale w przeciwieństwie do błon obserwowanych w innych organellach, takich jak mitochondria i chloroplasty, mają na przykład pojedynczą membranę, a nie system podwójnej membrany..
Jego wygląd nie jest stały, to znaczy może się zmieniać. Jednak są to zwykle organelle kuliste, które mają średnią średnicę od 0,2 do 1 μm, czyli jedną milionową metra..
Jeśli nie mają one kulistego kształtu, można je postrzegać jako małe kanaliki o różnych rozmiarach, które są ze sobą połączone (z pewnością są to peroksysomy w podziale).
Często mają krystaliczne centrum lub jądro, które naukowcy opisują w ten sposób, jak patrzą na nie pod mikroskopem, prawdopodobnie z powodu ogromnej ilości białka w środku..
Chociaż peroksysomy nie zawierają wewnątrz DNA, to znaczy nie mają własnego genomu, można je podzielić przez pączkowanie lub rozszczepienie.
Proces ten zależy od ilości białek i materiałów do budowy nowych membran, którymi dysponują, a które są „importowane” z cytozolu..
Retikulum endoplazmatyczne jest odpowiedzialne zarówno za syntezę fosfolipidów, które tworzą błonę peroksysomów, jak i za syntezę niektórych jej białek, poprzez powiązane z nią rybosomy..
Rybosomy (faktycznie obecne w cytozolu jako „wolne poliryboosomy”) to te, które tłumaczą większość białek. Te białka mogą dostać się do wnętrza peroksysomów tylko wtedy, gdy mają specjalną etykietę lub „znak”.
Bez tych znaków białka nie mogą być rozpoznawane przez inne białka na błonie peroksysomu i dlatego nie mogą przez nią przenikać..
Tak więc, jeśli w cytozolu rybosomy przyczepione do szorstkiej retikulum endoplazmatycznego (RER) i te, które są wolne, „wysyłają” wystarczającą ilość materiału do peroksysomów, można je podzielić na dwie.
Komórki zwierzęce mają wiele peroksysomów i lizosomów, podobnych organelli, które są odpowiedzialne za „recykling” innych organelli oraz różne typy cząsteczek o różnych rozmiarach.
Na przykład komórki niektórych zwierząt (ale nie ludzkich) zawierają peroksysomy zdolne do rozkładania kwasu moczowego, który jest na ogół produktem przemiany materii bogatym w azot, którego nagromadzenie we krwi może mieć szkodliwe skutki..
Oprócz wszystkich funkcji wymienionych powyżej, peroksysomy pełnią bardzo szczególne funkcje u niektórych zwierząt. Na przykład świetliki i inne owady używają enzymu w peroksysomach ich komórek do znajdowania partnerów, a w niektórych przypadkach do lokalizowania ich pożywienia..
Ten enzym jest znany jako lucyferaza. Lucyferaza pomaga samcom wytwarzać jasny „błysk” światła, który może być zielony lub żółty, aby przyciągnąć samice tego samego gatunku..
Czas trwania każdego błysku i interwał, w którym się pojawiają, są specyficzne dla każdego gatunku, dzięki czemu samice mogą odróżnić samce w ciemności nocy. U niektórych gatunków samica również wytwarza błysk, a u innych emituje światło, które przyciąga samca do jego zjedzenia..
Tak jak rośliny posiadają glioksysomy, które są rodzajem peroksysomów wyspecjalizowanych w określonym szlaku metabolicznym, tak niektóre komórki zwierzęce posiadają zmodyfikowane peroksysomy.
Kinetoplastydy, grupa pasożytów wywołujących różne choroby u ludzi i innych zwierząt, mają rodzaj „zmodyfikowanego peroksysomu” zwanego glikosomem..
Glikosomy otrzymały tę nazwę, ponieważ zawierają enzymy niezbędne do przetwarzania glukozy (enzymy glikolityczne), a także inne enzymy, które uczestniczą w innych szlakach metabolicznych w celu uzyskania energii..
Komórki roślinne zawierają również peroksysomy, które pełnią bardzo ważne funkcje dla funkcjonowania roślin, oprócz funkcji, które są wspólne z funkcjami peroksysomów innych typów komórek.
Na przykład w nasionach peroksysomy ich komórek są odpowiedzialne za przekształcanie przechowywanych tłuszczów w węglowodany, które są surowcem niezbędnym do rozwoju kiełkującej sadzonki..
Proces, w którym peroksysomy roślinne pełnią tę funkcję, jest znany jako cykl glioksylanowy, który jest uważany za wariant cyklu Krebsa, dlatego niektóre teksty nazywają te peroksysomy glioksysomami..
W roślinach organelle te biorą również udział w procesie znanym jako fotooddychanie, który składa się ze ścieżki metabolicznej „przeciwnej” do fotosyntezy, ponieważ tlen nie jest wytwarzany, ale jest raczej zużywany, a dwutlenek węgla jest uwalniany bez uzyskania ATP..
Pomimo tego proces ten jest również nazywany „odzyskiem węgla”, ponieważ peroksysomy otrzymują z chloroplastów (innych organelli komórek roślinnych) związek chemiczny zwany glikolanem, który przekształcają w inny związek zwany glicyną (aminokwas).
Glicyna wytwarzana w peroksysomach roślinnych transportowana jest do mitochondriów (organelli, w których zachodzi oddychanie i synteza dużych ilości ATP). W mitochondriach ta glicyna jest przekształcana w serynę, inny aminokwas, który jest zawracany do peroksysomu..
Seryna znajdująca się w peroksysomie jest przekształcana w glicerynian i stamtąd ponownie przesyłana do chloroplastu. Cały ten proces nie prowadzi do produkcji energii, ale do wykorzystania atomów węgla, które są związane z glikolanem.
Istnieją różne rodzaje „zaburzeń” związanych z peroksysomami. Ogólnie rzecz biorąc, zaburzenia te mają związek z mutacjami w genach, które są zaangażowane w biogenezę tych organelli, a nawet w genach, które kodują enzymy lub transportują białka..
Ponieważ mają one komponent genetyczny, te zaburzenia są zwykle wrodzone (są dziedziczone od rodziców do dzieci) i mogą mieć umiarkowane lub poważne konsekwencje, w zależności od przypadku..
Zespół ten, choć rzadki, obejmuje niektóre z najcięższych schorzeń. Charakteryzuje się całkowitym brakiem lub znacznym zmniejszeniem liczby chromosomów w komórkach organizmu.
Mutacje genetyczne, które powodują ten zespół, powodują również gromadzenie się związków bogatych w pierwiastki takie jak żelazo i miedź oraz bardzo długołańcuchowych kwasów tłuszczowych we krwi i innych tkankach, takich jak wątroba, mózg i nerki..
Małe dzieci dotknięte tym zespołem rodzą się zwykle z deformacjami twarzy (twarzy) i niektórymi niepełnosprawnościami intelektualnymi. Mogą cierpieć na problemy ze wzrokiem i słuchem, a także problemy żołądkowo-jelitowe i wątrobowe, więc zwykle nie żyją dłużej niż rok.
Istnieją inne choroby związane z defektami peroksysomów. Należą do nich noworodkowa adrenoleukodystrofia (NALD). Noworodkowa Adrenoleukodystrofia) i choroba odrostowa wieku dziecięcego.
Obie choroby charakteryzują się późnym początkiem objawów, które zwykle obserwuje się w dzieciństwie, dzięki czemu pacjenci mogą przeżyć do wczesnej dorosłości..
Jeszcze bez komentarzy