Peroksisomit: määritelmä, rakenne ja toiminta

Peroksisomit ovat pieniä, karkeasti pallomaisia, membraaniin sitoutuneita kokonaisuuksia, joita esiintyy melkein kaikkien sytoplasmassa eukaryoottinen (kasvi-, eläin-, protisti- ja sienisolut). Toisin kuin useimmat solujen rungot, jotka normaalisti luokitellaan organellit, peroksisomeilla on vain yksi plasmakalvo kaksinkertaisen kalvokerroksen sijaan.

Ne edustavat yleisintä tyyppiä mikrobia eukaryoottisolujen sisällä lysosomit ehkä olla tunnetumpi mikrotyyppi. Vaikka ne itse replikoituvat, ne eivät sisällä omaa DNA: ta mitokondrioita tehdä.

Siksi, kun he tekevät kopioita itsestään, heidän on käytettävä tähän tarkoitukseen näyttämölle tuomia proteiineja. Tämän uskotaan tapahtuvan peroksisomaalisen kohdennussignaalin kautta, joka koostuu tietystä aminohapposarjasta (proteiinien monomeeriset yksiköt).

• Peroksisomit vs. Lysosomit: Vaikka peroksisomit replikoituvat itsestään, lysosomit valmistetaan yleensä Golgi-kompleksissa.

Peroksisomien sijainti on sytoplasmassa. Näiden organellien halkaisija on noin kymmenesosa mikrometristä 1 mikrometriin tai 0,1 - 1 μm.

Tämä kertoo paitsi, että peroksisomit ovat pieniä, myös sen, että niiden koko vaihtelee huomattavasti, mitä voit odottaa lähinnä biologisesta kuljetusastiasta. Suurin osa pakettien jakeluyritysten käyttämistä laatikoista näyttää loppujen lopuksi suunnilleen samoilta lukuun ottamatta niiden mittoja.

solukalvo ja useimmat solun organellit (esim. mitokondriot, ydin, endoplasminen verkkokalvo) koostuvat kaksinkertainenkaksikerroksinen, jossa jokaisessa näistä kaksikerroksisista on a hydrofiilinen (vettä etsivä) puoli ja a hydrofobinen (vettä hylkivä) puoli.

Tämä johtuu siitä, että a yksittäinenkaksikerroksinen koostuu pääosin karkeasti pitkänomaisista fosfolipidimolekyylit, joilla on rasvainen pää, joka ei liukene helposti veteen, ja fosfaatti (varattu) pää, joka hajoaa.

Jonkin sisällä kaksinkertainen kalvo, kaksi "vettä hylkivää" lipidipuolta etsivät kemiallisesti toisiaan ja täten kohtaavat toisiaan muodostaen keskuksen; sillä välin toinen kahdesta "vettä etsivästä" fosfaattipuolesta osoittaa solun ulkopuolelle ja toinen kohti sytoplasma.

Tämä johtaa kaaviomaisesti parin identtisten arkkien muodostamiseen, jotka ovat kiinni "peilikuvana". Peroksisomissa peroksisomaalisen kalvon rasvaosuudet makaavat myös yksittäisen kalvon sisäpuolella sytoplasmasta poispäin.

Peroksisomit sisältävät vähintään 50 erilaista entsyymiä. Onko sinulla koskaan ollut naapuria, jolla näyttää olevan vähintään yksi purkki kaikenlaisista tuhoisista, mutta mahdollisesti hyödyllisistä kemikaaleista (hyönteismyrkky, rikkakasvien torjunta-aine, kipua lieventävä aine) autotallissa? Organellien maailmassa peroksisomit ovat tavallaan samanlaisia ​​kuin se naapuri.

Niiden sisältämät entsyymit auttavat hajottamaan materiaaleja, joita peroksisomi kauhaa ympäröivästä sytoplasmasta, mukaan lukien solujen lukemattomien aineenvaihduntareaktioiden jätteet milloin tahansa elämänprosessin edistämiseksi itse. Yksi näistä tavallisista sivutuotteista on vetyperoksidi, tai H₂O₂; tämä antaa peroksisomille nimen.

Peroksisomibiogeneesi on epätyypillinen eukaryoottisolujen komponentille. Puuttuu DNA omat lisääntymiskoneet, peroksisomit voivat replikoitua itse yksinkertaisella fissiolla mitokondrioiden ja kloroplastit.

Tämä tapahtuu lopulta, kun peroksisomi, joka on jotain pienestä biokemiallisesta varastosta, saavuttaa kriittisen - kun se on tuonut riittävästi proteiinituotteita, se kohtaa sytoplasmassa sen onteloon (sisätilaan) ja kalvo. Aikana, jolloin tämä paisunut peroksisomi jakautuu, kukin kahdesta tuloksena olevasta solusta alkaa olemassaolonsa täydentämällä ei-peroksisomaalisia proteiineja, jotka alkoivat roskakorina jossakin muualla.

Peroksisomin sisällä on a uraattioksidaasin kiteinen ydin, joka näyttää mikroskoopilla tummalta pyöreältä alueelta. Uraattioksidaasi on entsyymi, joka auttaa erittämään virtsahapon. Ytimessä on myös useita muita entsyymejä, vaikka niitä ei voida niin helposti visualisoida.

Peroksisomeissa on erityisen paljon entsyymiä katalaasi, joka hajottaa vetyperoksidia ja joko muuntaa sen vedeksi tai käyttää sitä orgaanisen (hiiltä sisältävän) yhdisteen hapetuksessa. H₂O₂ itseään on läsnä merkittävässä määrin vain siksi, että se syntyy hajoamalla useita erilaisia ​​yhdisteitä, joita peroksisomit nauttivat.

Peroksisomit, kuten mitokondriot, osallistuvat innokkaasti rasvahappojen hapettumiseen, ja ne todennäköisesti alkoivat vapaasti elävinä primitiivisinä aerobisina tai happea käyttävinä bakteereina. (Useimmat vapaasti elävät bakteerit voivat nykyään luottaa pelkästään anaerobiseen glykolyysiin.)

Vaikka peroksisomit osallistuvat myös biosynteesiin ja valmistavat useita erilaisia ​​lipidimolekyylejä, mukaan lukien sapen ja kolesterolin komponentit, niiden päärooli solubiologiassa on katabolinen. Jotkut maksan peroksisomit detoksifioida etyylialkoholi juomissa poistamalla elektronit alkoholista ja sijoittamalla ne muualle, mikä on hapettumisen määritelmä.

Jotkut entsyymit peroksisomeissa hajottaa pitkäketjuiset rasvahapot jotka johtuvat triglyseridien metaboliasta ruokavaliossa ja muista lähteistä. Tämä on tärkeä tehtävä, koska näiden rasvahappojen kertyminen voi olla myrkyllistä hermokudokselle. Näihin reaktioihin tarvittavat entsyymit on otettava talteen sytoplasma syntetisoituna polypeptidiketjuina ribosomit endoplasmisessa verkkokalvossa.

Reaktiiviset hapettavat aineettai ROS, ovat kemikaaleja, jotka muodostuvat väistämättä energiankäytössä tarvittaviin soluprosesseihin, aivan kuten auton pakokaasu on väistämätön kaasupolttoaineiden tuote.

Kuten nimestään käy ilmi, ne ovat hapettavia aineita, sellaisenaan ne voivat edistää erityyppisiä soluvaurioita, ellei niitä ylläpidetä suhteellisen pieninä pitoisuuksina. Nämä hapettumisreaktiot ovat kuitenkin elintärkeitä itselleen; ROS voi olla haitallista, mutta niiden edeltäjinä toimivien molekyylien huomiotta jättäminen ei ole vaihtoehto.

Siksi yksi tutkimuskohde on tutkia, kuinka peroksisomit saavuttavat tasapainon tarvittavan ROS: n tuotannon ja näiden puhdistuman välillä. aineita ja niitä tuottavia entsyymejä, ennen kuin ne nousevat tasolle, joka voi aiheuttaa enemmän haittaa kuin hyötyä peroksisomille ja solulle koko.

Kaikissa eläinsoluissa on peroksisomeja, mutta niillä on erityisen tärkeä rooli hermosolut, mukaan lukien aivoissa olevat. Tämä johtuu siitä, että peroksisomit toimivat kohderyhmänä plasmalogeenit. Nämä ovat erityyppisiä fosfolipidimolekyylejä, jotka sisällytetään tiettyjen kudosten solujen plasmamembraaneihin, mukaan lukien sydämen sydän ja neuronit. keskushermosto.

Plasmalogeenit ovat aineen keskeinen osa myeliini, mikä on välttämätöntä hermoimpulssien normaalille johtamiselle. Myeliinin vaurio voi johtaa sellaisiin sairauksiin kuin multippeliskleroosi (MS) ja amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS). Tutkijoiden tavoitteena on oppia tarkka yhteys peroksisomitoimintaan liittyvien häiriöiden ja tiettyjen hermosairauksien etenemisen välillä.

Maksa ja munuaiset ovat suuria vieroitus keskuksia; sinänsä näillä elimillä on suuri kemiallisten reaktioiden tiheys ja samanaikaisesti suuri mahdollisesti haitallisten jätetuotteiden kertyminen. Maksassa peroksisomit tuottavat sappihappoja, ja sappi itsessään on kriittinen rasvan ja rasvaan helposti liukenevien aineiden, kuten B-12-vitamiini.

Munuaisissa erityinen proteiini, jota tavallisesti esiintyy peroksisomeissa auttaa estämään munuaiskivien muodostumistatai munuaiskivi. Tämä on erittäin kivulias tila, joka liittyy kalsiumkertymiin.

Kasvisoluissa peroksisomit ovat mukana prosessissa valohengitys. Tämän reaktiosarjan avulla kasvi voidaan vapauttaa fosfoglyseraatista, satunnaisesta fotosynteesituotteesta, jota kasvi ei vaadi ja josta tulee ärsytystä merkittävillä tasoilla.

Fosfoglyseraatti muutetaan glyseraatiksi peroksisomien sisällä ja palautetaan sitten kloroplasteiksi, missä se voi osallistua Calvin-syklin hyödyllisiin reaktioihin.

Peroksisomeilla on myös rooli siementen itävyys kasveissa. He tekevät tämän muuttamalla syntyvän organismin läheisyydessä olevat lipidit ja rasvahapot sokereiksi, jotka ovat paljon hyödyllisempi adenosiinitrifosfaatin lähde, tai ATP (molekyyli, joka tuottaa energiaa) nopeasti kasvaville ja kypsyville siementuotteille.