Peroksisoomid: määratlus, struktuur ja funktsioon

Peroksisoomid on väikesed, umbes sfäärilised membraaniga seotud üksused, mida leidub peaaegu kõigi tsütoplasmas eukarüootne (taime-, looma-, protisti- ja seenrakud). Erinevalt enamikust rakkudes asuvatest kehadest, mis tavaliselt klassifitseeritakse organellid, on peroksisoomidel ainult üks plasmamembraan, mitte topeltmembraanikiht.

Nad esindavad kõige levinumat tüüpi mikrokeha eukarüootsete rakkude sees koos lüsosoomid võib-olla olla tuntum mikroorganism. Ehkki nad ise korduvad, ei sisalda nad omaenda DNA-d mitokondrid tegema.

Seega peavad nad endast koopiaid tehes kasutama selleks sündmusele imporditavaid valke. Arvatakse, et see toimub peroksisomaalselt suunava signaali kaudu, mis koosneb spetsiifilisest aminohapete stringist (valkude monomeersed üksused).

• Peroksisoomid vs. Lüsosoomid: Kui peroksisoomid paljunevad ise, siis lüsosoomid valmistatakse tavaliselt Golgi kompleksis.

Peroksisoomide asukoht on tsütoplasmas. Nende organellide läbimõõt on umbes kümnendik mikromeetrist kuni 1 mikromeetrini või 0,1 kuni 1 μm.

See ütleb teile mitte ainult, et peroksisoomid on väikesed, vaid ka seda, et nende suurus varieerub märkimisväärselt, mida võite eeldada sisuliselt bioloogilisest transpordikonteinerist. Enamik pakiveofirmade kasutatavaid kaste näevad ju enam-vähem ühesugused välja arvatud nende mõõtmed.

The rakumembraan ja enamuse raku organellidest (nt mitokondrid, tuum, endoplasmaatiline retikulum) koosneb topeltkahekihiline, kusjuures igaüks neist kahekihilistest sisaldab a hüdrofiilne (vett otsiv) pool ja a hüdrofoobne (vett tõrjuv) pool.

Seda seetõttu, et a üksikkahekihiline koosneb peamiselt umbes piklikest fosfolipiidmolekulid, millel on rasvane ots, mis ei lahustu vees kergesti, ja fosfaadiga (laetud) ots, mis lahustub.

Sees topeltmembraan, kaks "vett tõrjuvat" lipiidikülge otsivad keemiliselt teineteist ja on seega vastamisi, moodustades keskpunkti; vahepeal on üks kahest "vett otsivast" fosfaadiküljest suunatud raku välisküljele ja teine ​​tahule tsütoplasma.

Selle tulemusel ehitatakse skemaatiliselt paar identset lehte, mis on kokku kleepunud "peegelpildi" viisil. Peroksisoomis asuvad peroksisomaalse membraani rasvased osad ka ühe membraani siseküljel, suunatud tsütoplasmast eemale.

Peroksisoomid sisaldavad vähemalt 50 erinevat ensüümi. Kas teil on kunagi olnud naabrimeest, kelle garaažis näib olevat vähemalt üks purk igat liiki hävitavast, kuid potentsiaalselt kasulikust ainest (insektitsiid, herbitsiid, valuvaigisti)? Organellide maailmas on peroksisoomid umbes nagu naaber.

Neis sisalduvad ensüümid aitavad lagundada materjale, mida peroksisoom ümbritseb tsütoplasmast, sealhulgas elu jooksul levinud rakkude arvukate ainevahetusreaktsioonide jäägid ise. Üks neist tavalistest kõrvalproduktidest on vesinikperoksiidi, või H₂O₂; see annab peroksisoomile nime.

Peroksisoomi biogenees on eukarüootsete rakkude komponendi jaoks ebatüüpiline. Puudumine DNA omaenda reproduktiivmasinad, peroksisoomid võivad ise paljuneda lihtsa lõhustumise teel mitokondrite viisil ja kloroplastid.

Lõpuks toimub see siis, kui peroksisoom, mis on midagi väikest biokeemilist kogurit, jõuab kriitilisse suurus pärast piisava valgusisaldusega toodete importimist, mida ta tsütoplasmas oma valendikku (siseruumis) leiab ja membraan. Ajal, mil see paisunud peroksisoom jaguneb, alustab kumbki saadud rakk eksistentsi mitteperoksüsomaalsete valkude täiendiga, mis algasid prügikastina kusagil mujal.

Peroksisoomi sees on a uraatide oksüdaasi kristalne südamik, mis näeb mikroskoopias välja nagu tume ümmargune piirkond. Uraatoksüdaas on ensüüm, mis aitab kusihapet lagundada. Tuum on koduks ka paljudele teistele ensüümidele, kuigi neid ei saa nii lihtsalt visualiseerida.

Peroksisoomides on eriti palju ensüümi katalaas, mis lagundab vesinikperoksiidi ja muundab selle kas veeks või kasutab seda orgaanilise (süsinikku sisaldava) ühendi oksüdeerimisel. H₂O₂ iseenesest esineb märkimisväärses koguses ainult seetõttu, et see tekib paljude erinevate peroksisoomide neelatavate ühendite lagunemisel.

Peroksisoomid, nagu ka mitokondrid, osalevad entusiastlikult rasvhapete oksüdatsioonis ja tõenäoliselt alustasid nad vabalt elavate primitiivsete aeroobsete või hapnikku kasutavate bakteritena. (Enamik vabalt elavaid baktereid saab tänapäeval tugineda ainult anaeroobsele glükolüüsile.)

Kuigi peroksisoomid osalevad ka biosünteesis ja toodavad mitmeid erinevaid lipiidimolekule, sealhulgas sapi ja kolesterooli komponente, on nende peamine roll rakubioloogias kataboolne. Mõned peroksisoomid maksas detoksifitseerida jookides sisalduvat etüülalkoholi eemaldades alkoholist elektronid ja asetades need mujale, mis on oksüdatsiooni määratlus.

Mõned ensüümid peroksisoomides lagundada pika ahelaga rasvhapped mis tulenevad triglütseriidide metabolismist toidus ja muudest allikatest. See on oluline funktsioon, kuna nende rasvhapete kogunemine võib olla närvikoele toksiline. Nendeks reaktsioonideks vajalikud ensüümid tuleb võtta organismist tsütoplasma pärast sünteesimist polüpeptiidahelatena ribosoomid endoplasmaatilisel retikulumil.

Reaktiivsed oksüdatiivsed liigidvõi ROS, on kemikaalid, mis paratamatult tekivad energia kasutamisel vajalikeks rakuprotsessideks, sarnaselt autode heitgaasidele on gaasipõletavate autode vältimatu toode.

Nagu nende nimigi ütleb, on nad oksüdeerivad ained, kuna sellisena võivad nad soodustada mitmesuguseid rakukahjustusi, kui neid ei säilitata suhteliselt madalatel kontsentratsioonidel. Ometi on need oksüdatiivsed reaktsioonid elule endale eluliselt tähtsad; ROS võib olla kahjulik, kuid nende eelkäijatena toimivate molekulide ignoreerimine pole võimalus.

Seega uurib üks uurimisvaldkond, kuidas peroksisoomid saavutavad tasakaalu vajaliku ROS-i tootmise ja nende kliirensi vahel. aineid ja neid tootvaid ensüüme, enne kui need tõusevad tasemele, mis võib peroksisoomile ja rakule kui tervikuna.

Kõik loomarakud sisaldavad peroksisoome, kuid neil on eriti oluline roll närvirakud, sealhulgas ajus olevad. Seda seetõttu, et peroksisoomid toimivad saidi sünteesi kohana plasmalogeenid. Need on teatud tüüpi fosfolipiidmolekulid, mis on ühendatud teatud kudede rakkude plasmamembraanidesse, sealhulgas südame ja kesknärvisüsteem.

Plasmalogeenid on aine põhikomponent müeliin, mis on oluline närviimpulsside normaalseks juhtimiseks. Müeliini kahjustus võib põhjustada selliseid haigusi nagu hulgiskleroos (MS) ja amüotroofiline lateraalskleroos (ALS). Teadlaste eesmärk on õppida täpset seost peroksisoomifunktsiooniga seotud häirete ja teatud närvihäirete progresseerumise vahel.

Maks ja neerud on peamised võõrutuskeskused; sellisena on neil organitel suur keemiliste reaktsioonide tihedus ja samaaegselt suur potentsiaalselt kahjulike jääkainete kogunemine. Maksas tekitavad peroksisoomid sapphappeid, kusjuures sapi ise on kriitiline rasva ja rasvades kergesti lahustuvate ainete, näiteks vitamiin B-12.

Neerudes konkreetne valk, mida tavaliselt leidub peroksisoomides aitab vältida neerukivide teketvõi neerukivid. See on kaltsiumi ladestumisega seotud äärmiselt valus seisund.

Taimerakkudes osalevad peroksisoomid fotorespiratsioon. Selle reaktsioonide seeria eesmärk on vabastada taim fosfoglütseraadist, fotosünteesi juhuslikust produktist, mida taim ei vaja ja mis muutub märkimisväärsel tasemel häirivaks.

Fosfoglütseraat muundatakse peroksisoomides glütseraadiks ja viiakse seejärel tagasi kloroplastidesse, kus see saab osaleda Calvini tsükli kasulikes reaktsioonides.

Oma osa mängivad ka peroksisoomid seemnete idanemine taimedes. Nad teevad seda, muutes tekkiva organismi läheduses olevad lipiidid ja rasvhapped suhkruteks, mis on palju kasulikum adenosiinitrifosfaadi allikas või ATP (molekul, mis annab energiat) kiiresti kasvavatele ja valmivatele seemnetoodetele.