Peroxisomas -kenmerken, functies, structuur, biogenese

De Peroxisomen, Ook bekend als microcurnms, zijn ze kleine celorganellen, zeer vergelijkbaar met lysosomen, die zijn gesuspendeerd in de cytosol van de meeste eukaryotische cellen.

Net zoals het menselijk lichaam organen heeft die verschillende functies vervullen om het in leven te houden, hebben de cellen ze ook en zijn de cellen die we "organellen" of "organellen" noemen.

Terwijl het hart het bloed naar de rest van het lichaam pompt, de neus en de longen dienen om te ademen, ontvangt de maag het voedsel en begint met zijn spijsvertering en is de hersenen verantwoordelijk voor het coördineren van alles (voor het geven van enkele voorbeelden), dus de organelles zijn essentieel voor veel van de functies van cellen.

Onder sommige van de celorganellen zijn de peroxisomen, die in 1960 werden beschreven door Christian René de Duve, dezelfde onderzoeker die de technieken van subcellulaire fractionering ontwikkelde om de verschillende celorganellen te scheiden op basis van zijn dichtheid.

De Duve deelde in 1974 de Nobelprijs voor fysiologie en geneeskunde met Albert Claude en George Palade dankzij hun werk met deze technieken en de ontdekking van peroxisomen.

De naam van deze organellen komt voort uit de interne productie van waterstofperoxide (H₂OF₂), Een bijproduct van oxide-reductiereacties die in deze optreden en dat potentieel toxisch is voor cellen (kan reageren met veel andere moleculen), dus het wordt snel afgebroken.

In een cel kunnen er tot 500 perxisomes zijn "zwemmen" in het cytosol, maar het aantal en de grootte van deze organellen hangt niet alleen af ​​van het type cel in kwestie, maar van de fysiologische toestand van hetzelfde en het medium dat eromheen omringt.

[TOC]

Algemene kenmerken van peroxisomen

Er zijn veel kenmerken die peroxisomen hebben die ze vergelijkbaar maken met andere celorganellen en tegelijkertijd heel anders. Vervolgens zijn een korte lijst waar enkele van de belangrijkste samengevat is:

- Het zijn kleine organellen omgeven door een eenvoudig membraan, dat hen scheidt van de rest van moleculen en organellen in de cytosol.

- Veel van wat erin zit, met name eiwitten en enzymen, worden gesynthetiseerd in de cytosol van de cel waartoe ze behoren door middel van vrije ribosomen, die complexe eiwitten zijn die in staat zijn om de vertaling van RNA -boodschappers (RNAM) uit de nucleus en afgeleid van de kern te bemiddelen en van de kern en afgeleid van de transcriptie van een specifiek gen.

- Ze hebben niet hun eigen genoom, dat wil zeggen, binnen is er geen DNA of de benodigde machines voor verwerking (replicatie, transcriptie en vertaling bijvoorbeeld).

- Ze vermenigvuldigen zich door divisie.

- Binnenin kunt u maximaal 50 verschillende spijsverteringsenzymen en hun secundaire producten vinden (gevaarlijk voor cellen).

- De grootte en het aantal kunnen sterk variëren tussen de ene cel en de andere, omdat ze afhankelijk zijn van de intracellulaire omstandigheden (zijn induceerbaar) en het celtype.

Functie

Schema van een microbe -cel met een peroxisoom (peroxisoom), een mitochondria (mitochondriom) en de nucleus (nucleus) (Bron: CNX OpenStax/CC door (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/4.0) Via Wikimedia Commons)

Peroxisomen vervullen verschillende functies in een cel, veel van hen gerelateerd aan de enzymen binnenin.

- Oxidatieve reacties

In peroxisomen komen veel oxide-reductiereacties op, dit is de uitwisseling van elektronen tussen de ene verbinding en de andere, meestal gekatalyseerd door eiwitten met enzymatische activiteit (enzymen).

Deze oxide-reductiereacties in peroxisomen produceren momenteel waterstofperoxide (H₂OF₂), Een verbinding die schadelijk is voor cellen.

Kan u dienen: Common Tijereta: kenmerken, habitat, reproductie, voeding

In het interieur van peroxisomen is er echter een enzym genaamd catalase, dat verantwoordelijk is voor het ontbinden van waterstofperoxide om water te vormen of te gebruiken om andere verbindingen te oxideren.

Het vermogen om deze reacties binnen te bevatten, is nauw verwant aan de andere functies die deze celorganellen uitvoeren, omdat de metabole afbraak van veel moleculen de oxidatie ervan inhoudt.

Zonder de oxidatieve reacties van peroxisomen kan de accumulatie van verbindingen zoals vetzuren met lange keten bijvoorbeeld aanzienlijke schade aan zenuwcellen in de hersenen veroorzaken.

- Energiemetabolisme

Peroxisomas nemen deel aan ATP -productie, de belangrijkste energie "valuta" van een cel.

Een van de manieren waarop ze doen, is het afbreken van vetzuren (waarvan de vetten en veel lipiden zijn samengesteld), het verteren van ethanol (een soort alcohol) en aminozuren (de "blokken" die eiwitten vormen), enz.

In diercellen worden de meeste vetzuren afgebroken in mitochondriën en een klein deel wordt verwerkt in peroxisomen, maar in gisten en planten is deze functie praktisch exclusief voor peroxisomen.

- Biosynthese

Peroxisomen werken ook bij de productie van moleculen die deel uitmaken van celmembranen. Deze moleculen staan ​​bekend als plasmalogenen en zijn een zeer belangrijk type lipide voor hersen- en hart (hart) cellen van mensen en andere zoogdieren.

Andere lipiden gesynthetiseerd in peroxisomen en met de deelname van het endoplasmatisch reticulum (een andere zeer belangrijke celorganel) zijn cholesterol en dolicol, essentieel voor de werking van cellen.

Bij veel gemammateerde dieren, bijvoorbeeld, nemen de peroxisomen van levercellen ook deel aan de synthese van galzuren, die zijn afgeleid van cholesterol en zeer noodzakelijk voor de digestie van de vetten in het voedsel dat in de maag en vervolgens wordt verwerkt en in de maag en vervolgens dunne darm.

Structuur

Peroxisomas zijn membraneuze organellen, maar in tegenstelling tot de membranen die worden waargenomen in andere organellen zoals mitochondria en chloroplasten, hebben ze bijvoorbeeld een eenvoudig membraan en geen dubbel membraansysteem.

Het uiterlijk is niet constant, dat wil zeggen, het kan veranderen. Het zijn echter meestal bolvormige organellen met een gemiddelde diameter tussen 0.2 en 1 μm, dat wil zeggen de miljoenste van één meter.

Basisschema van de structuur van een peroxisoom (Bron: Thureson/CC BY-SA (http: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/) Via Wikimedia Commons)

Wanneer ze geen bolvormige vorm hebben, kunnen ze worden gezien als kleine tubuli van verschillende maten, die met elkaar zijn verbonden (het zijn zeker verdeeldheidsperoxisomen).

Ze hebben vaak een kristallijn centrum of kern, dat wetenschappers op deze manier beschrijven door hoe ze het waarnemen aan de microscoop, waarschijnlijk als gevolg van de enorme hoeveelheid eiwitten binnenin.

Biogenese (oorsprong)

Hoewel peroxisomen geen DNA binnenin bevatten, dat wil zeggen dat ze niet hun eigen genoom hebben, kunnen ze worden gedeeld door geming of splijting.

Dit proces hangt af van de hoeveelheid eiwitten en materialen om nieuwe membranen te bouwen die beschikbaar zijn, die worden "geïmporteerd" uit de cytosol.

Degenen die deelnemen?

Het endoplasmatische reticulum is verantwoordelijk voor de synthese van fosfolipiden die het peroxisom -membraan vormen, evenals de synthese van sommige van hun eiwitten, dit door de bijbehorende ribosomen.

De ribosomen (eigenlijk aanwezig in de cytosol als "vrije polyribosomen") zijn degenen die de meeste eiwitten vertalen. Deze eiwitten kunnen alleen de peroxisomen binnenkomen als ze een speciaal label of "merk" hebben.

Kan u bedienen: macrofagen: kenmerken, formatie, typen, functies

Zonder deze merken kunnen eiwitten niet worden herkend door andere eiwitten in het peroxisom -membraan en zullen ze het daarom niet kunnen oversteken.

Dan, als in de cytosol de ribosomen bevestigd aan het ruwe endoplasmatische reticulum.

Peroxisomas in dierencellen

Dierlijke cellen hebben veel perxisomen en lysosomen, vergelijkbare organellen die verantwoordelijk zijn voor de "recycling" van andere organellen en verschillende soorten moleculen van verschillende grootte.

De cellen van sommige dieren (maar niet die van mensen) hebben bijvoorbeeld peroxisomen die in staat zijn om urinezuur af te breken, wat in het algemeen een metabolisch afval is dat rijk is aan stikstof, waarvan de accumulatie in bloed schadelijke effecten kan hebben.

"Zeldzame" functies

Naast alle hierboven genoemde functies, voeren peroxisoma's bij sommige dieren zeer specifieke functies uit. Bliksem en andere insecten gebruiken bijvoorbeeld een enzym in de peroxisomen van hun cellen om een ​​partner te vinden en, in sommige gevallen, om hun voedsel te vinden.

Dit enzym staat bekend als luciferase. Luciferase helpt mannen een heldere "flits" van licht te produceren dat groen of geel kan zijn, en die dient om de vrouwtjes van dezelfde soort aan te trekken.

De duur van elke flits en het interval waarin ze verschijnen is typerend voor elke soort, zodat vrouwen mannetjes kunnen onderscheiden in het donker van de nacht. Bij bepaalde soorten produceert het vrouwtje ook een flits en straalt in andere een licht uit dat het mannetje aantrekt om het te eten.

Gemodificeerde peroxisomen

Net zoals planten glioxisomen bezitten, die een type peroxisoom zijn gespecialiseerd in een specifieke metabole route, hebben sommige diercellen gemodificeerde peroxisomen.

Kinetoplastiden, een groep parasieten die verschillende ziekten veroorzaken voor mensen en andere dieren, hebben een gemodificeerd type "maar glycosoomperoxisoom".

Glycosomen ontvangen deze naam omdat binnen de enzymen die nodig zijn voor glucoseverwerking (glycolytische enzymen) zijn vergrendeld, naast andere enzymen die deelnemen aan andere metabole routes om energie te verkrijgen.

Peroxisomas in plantencellen

Plantencellen bevatten ook peroxisomen en deze hebben zeer belangrijke functies voor het functioneren van planten, naast de functies die worden gedeeld met die van peroxisomen van andere soorten cellen.

- Glixylaatcyclus

In de zaden zijn bijvoorbeeld de peroxisomen van hun cellen verantwoordelijk voor het veranderen van opgeslagen vetten in koolhydraten, die de grondstof zijn die nodig zijn voor de ontwikkeling van de zaailing die zal ontkiemen.

Het proces waarbij plantenperoxisomas deze functie uitvoert, staat bekend als de glyxilaatcyclus, die wordt beschouwd als een variant van de Krebs -cyclus, dus sommige teksten verwijzen naar deze peroxisomen zoals glioxisomen.

- Fotoreerspiratie

In planten zijn deze organellen ook betrokken bij een proces dat bekend staat als fotorerderspiratie, dat bestaat uit een metabole route "tegengesteld" met fotosynthese, omdat er geen zuurstof wordt geproduceerd, maar wordt geconsumeerd, en koolstofdioxide wordt vrijgegeven zonder ATP te verkrijgen zonder ATP te verkrijgen.

Kan u van dienst zijn: Amyloplast

Ondanks het bovenstaande staat dit proces ook bekend als het "koolstofherstel", omdat peroxisomen ontvangen van chloroplasten (een ander ornaul -aminozuur).

De glycine die optreedt in plantenperoxisomen wordt getransporteerd naar de mitochondriën (de organel waar ademhaling plaatsvindt en de synthese van grote hoeveelheden ATP). In de mitochondria wordt deze glycine een serine, een ander aminozuur, dat wordt teruggebracht naar peroxisoom.

De serine, eenmaal in peroxisoom, wordt omgezet in glyceraat en van daaruit wordt het opnieuw naar chloroplast gestuurd. Dit hele proces leidt niet tot energieproductie, maar tot het gebruik van koolstofatomen die zijn ingesteld op glycolaat.

Peroxisomen ziekten

Er zijn verschillende soorten "aandoeningen" gerelateerd aan peroxisomen. Over het algemeen hebben deze aandoeningen te maken met mutaties in de genen die betrokken zijn bij de biogenese van deze organellen of, zelfs, in die genen die coderen.

Omdat ze een genetische component hebben, zijn deze aandoeningen meestal aangeboren (ze zijn geërfd van ouders tot kinderen) die matige of ernstige gevolgen kunnen hebben, afhankelijk van de zaak.

ZellWeger -syndroom

Dit syndroom, hoewel raar, omvat een van de meest ernstige omstandigheden. Het wordt gekenmerkt door volledige afwezigheid of een aanzienlijke vermindering van het aantal chromosomen in lichaamscellen.

De genetische mutaties die dit syndroom veroorzaken, veroorzaken ook accumulatie van verbindingen die rijk zijn aan elementen zoals ijzer en koper, en vetzuren van een zeer lange keten in het bloed en andere weefsels zoals lever, hersenen en nieren.

Wat zijn de gevolgen?

Jonge kinderen die door dit syndroom worden getroffen, worden meestal geboren met gezichtsvervormingen (in het gezicht) en met enige intellectuele handicap. Ze kunnen problemen ondervinden met het oog en het oor, evenals het lijden van gastro -intestinale en leverproblemen, zodat ze meestal niet meer dan een jaar leven.

Andere gerelateerde syndromen

Er zijn andere ziekten gerelateerd aan defecten in peroxisomen. Onder deze zijn neonatale adrenoluctofy (Nald, Engels Neonatale adrenoleukodstrofie) En opnieuw refsumziekte.

Beide ziekten worden gekenmerkt door het late uiterlijk van symptomen, die meestal tijdens de kindertijd worden waargenomen, zodat patiënten vroege volwassenheid kunnen overleven.

Referenties

1. British Society of Cell Biology. (N.D.)). Ontvangen op 13 april 2020, van www.BSCB.Org/leerresource/softcell-e-learning/peroxisome/.
2. Cooper, G. M., & Hausman, r. EN. (2004). De cel: nader moleculair. Medicinska Naklada.
3. Duve, c. NAAR. B. P., & Baudhuin, p. (1966). Peroxisomen (microbodieën en aanverwante partners). Fysiologische beoordelingen, 46 (2), 323-357.
4. Encyclopaedia Britannica editors. (2014). Britannica Encyclopaedia. Ontvangen op 13 april 2020, van www.Britannica.com/wetenschap/peroxisome.
5. Hu, J., Baker, een., Bartel, B., Linka, n., Mullen, r. T., Reumann, s., & Zolman, B. K. (2012). Plantperoxisomen: biogenese en functie. De plantencel, 24 (6), 2279-2303.
6. Lazarow, p. B., & Fujiki, en. (1985). Biogenese van peroxisomen. Jaaroverzicht van Cell Biology, 1 (1), 489-530.
7. ROELS, F., Baes, m., & Delanghe, s. (Eds.)). (2012). Peroxisomale aandoeningen en regulatie van genen (vol. 544). Springer Science & Business Media.
8. Van den Bosch, h., Schutgens, r. B. H., Wanders, r. J. NAAR., & TAGER, J. M. (1992). Biochemie van peroxisomes. Jaaroverzicht van biochemist.