Perossisomi: definizione, struttura e funzione

perossisomi sono piccole entità legate alla membrana approssimativamente sferiche che si trovano in tutto il citoplasma di quasi tutti eucariotico cellule (vegetali, animali, protisti e fungine). A differenza della maggior parte dei corpi all'interno delle cellule che sono normalmente classificati come organelli, i perossisomi hanno solo una singola membrana plasmatica anziché un doppio strato di membrana.

Rappresentano il tipo più comune di microcorpo all'interno delle cellule eucariotiche con lisosomi forse essendo un tipo più noto di microcorpo. Sebbene autoreplicanti, non contengono il proprio DNA come mitocondri fare.

Pertanto, quando creano copie di se stessi, devono utilizzare le proteine ​​che importano sulla scena per questo scopo. Si ritiene che ciò avvenga tramite un segnale di targeting perossisomiale costituito da una specifica stringa di amminoacidi (le unità monomeriche delle proteine).

• Perossisomi vs. Lisosomi: Mentre i perossisomi sono autoreplicanti, i lisosomi sono generalmente prodotti nel complesso di Golgi.

La posizione dei perossisomi è nel citoplasma. Questi organelli hanno un diametro da circa un decimo di micrometro a 1 micrometro, o da 0,1 a 1 μm.

Questo ti dice non solo che i perossisomi sono minuscoli, ma anche che le loro dimensioni variano considerevolmente, il che è quello che potresti aspettarti da quello che è essenzialmente un contenitore di spedizione biologico. La maggior parte delle scatole utilizzate dalle aziende di consegna pacchi, dopo tutto, sembrano più o meno le stesse, tranne che per le dimensioni.

Il membrana cellulare e quello della maggior parte degli organelli della cellula (es. mitocondri, nucleo, reticolo endoplasmatico) è costituito da un Doppiodoppio strato, con ciascuno di questi doppi strati incluso a idrofilo (ricerca d'acqua) lato e a idrofobico lato (idrorepellente).

Questo perché a singledoppio strato consiste principalmente di approssimativamente oblungo molecole di fosfolipidi, che hanno un'estremità grassa che non si dissolve facilmente in acqua e un'estremità fosfatica (carica) che lo fa.

In un doppia membrana, i due lati lipidici "idrorepellenti" si cercano chimicamente e quindi si fronteggiano, formando il centro; nel frattempo, uno dei due lati fosfatici "ricerca acqua" è rivolto verso l'esterno della cellula e l'altro è rivolto verso il citoplasma.

Ciò si traduce nella costruzione, schematicamente, di una coppia di fogli identici incollati tra loro in modo "speculare". In un perossisoma, le porzioni grasse della membrana perossisomiale si trovano anche all'interno della membrana singola, rivolte verso il citoplasma.

I perossisomi contengono almeno 50 enzimi diversi. Hai mai avuto un vicino che sembra avere almeno una lattina di ogni tipo di sostanza chimica distruttiva ma potenzialmente utile (insetticida, erbicida, antidolorifico) nel suo garage? Nel mondo degli organelli, i perossisomi sono un po' come quel vicino.

Gli enzimi che contengono aiutano a degradare i materiali che il perossisoma raccoglie dal citoplasma circostante, incluso i prodotti di scarto delle innumerevoli reazioni metaboliche che una cellula sta subendo in ogni momento per propagare il processo della vita si. Uno di questi sottoprodotti comuni è perossido di idrogeno, o H₂oh₂; questo dà il nome al perossisoma.

La biogenesi dei perossisomi è atipica per un componente delle cellule eucariotiche. Carente DNA e il proprio apparato riproduttivo, i perossisomi possono auto-replicarsi per semplice fissione alla maniera dei mitocondri e cloroplasti.

Questo alla fine si verifica una volta che un perossisoma, che è una specie di piccolo accumulatore biochimico, raggiunge un punto critico dimensioni dopo aver importato abbastanza prodotti proteici che incontra nel citoplasma nel suo lume (spazio interno) e membrana. Nel momento in cui questo perossisoma gonfio si divide, ciascuna delle due cellule risultanti inizia la sua esistenza con un complemento di proteine ​​non perossisomiali che sono iniziate come spazzatura da qualche altra parte.

All'interno del perossisoma è a nucleo cristallino di urato ossidasi, che al microscopio sembra una regione circolare scura. L'urato ossidasi è un enzima che aiuta a scomporre l'acido urico. Il nucleo ospita anche una varietà di altri enzimi, sebbene non possano essere visualizzati facilmente.

I perossisomi sono particolarmente ricchi di enzima catalasi, che scompone il perossido di idrogeno e lo converte in acqua o lo utilizza nell'ossidazione di un composto organico (contenente carbonio). H₂oh₂ stesso è presente in numero significativo solo perché è generato dalla scomposizione di un numero di composti diversi che i perossisomi ingeriscono.

I perossisomi, come i mitocondri, prendono parte con entusiasmo all'ossidazione degli acidi grassi e probabilmente hanno iniziato come batteri aerobici primitivi a vita libera, o che utilizzano ossigeno. (La maggior parte dei batteri a vita libera oggi può fare affidamento solo sulla glicolisi anaerobica.)

Sebbene i perossisomi partecipino anche alla biosintesi e producano una serie di diverse molecole lipidiche, compresi i componenti della bile e del colesterolo, il loro ruolo principale nella biologia cellulare è catabolico. Alcuni perossisomi nel fegato disintossicare l'alcol etilico nelle bevande rimuovendo gli elettroni dall'alcol e collocandoli altrove, che è la definizione di ossidazione.

Alcuni enzimi nei perossisomi abbattere gli acidi grassi a catena lunga che derivano dal metabolismo dei trigliceridi nella dieta e da altre fonti. Questa è una funzione vitale perché un accumulo di questi acidi grassi può essere tossico per il tessuto neurale. Gli enzimi necessari per queste reazioni devono essere prelevati dal citoplasma dopo essere stato sintetizzato come catene polipeptidiche da ribosomi sul reticolo endoplasmatico.

Specie ossidative reattive, o ROS, sono sostanze chimiche che si formano inevitabilmente nell'uso dell'energia per i processi cellulari necessari, proprio come lo scarico delle auto è un prodotto inevitabile delle automobili a gas.

Come suggerisce il nome, sono agenti ossidanti, in quanto tali possono contribuire a vari tipi di danno cellulare se non mantenuti a concentrazioni relativamente basse. Eppure queste reazioni ossidative sono vitali per la vita stessa; I ROS possono essere dannosi, ma ignorare le molecole che fungono da precursori non è un'opzione.

Pertanto, un'area di interesse della ricerca sta esaminando come i perossisomi raggiungano un equilibrio tra la produzione dei ROS necessari e l'eliminazione di questi sostanze e gli enzimi che le producono, prima che salgano a livelli che possono fare più male che bene al perossisoma e alla cellula come totale.

Tutte le cellule animali includono i perossisomi, ma svolgono un ruolo particolarmente importante nella cellule nervose, compresi quelli nel cervello. Questo perché i perossisomi fungono da sito di sintesi di plasmalogeni. Si tratta di un tipo speciale di molecole fosfolipidiche incorporate nelle membrane plasmatiche delle cellule di alcuni tessuti, inclusi il cuore e i neuroni del sistema nervoso centrale.

I plasmalogeni sono un componente chiave della sostanza mielina, che è essenziale per la normale conduzione degli impulsi nervosi. Il danno alla mielina può portare a malattie come sclerosi multipla (SM) e sclerosi laterale amiotrofica (SLA). Gli scienziati mirano a conoscere l'esatta connessione tra i disturbi che coinvolgono la funzione dei perossisomi e la progressione di alcuni disturbi nervosi.

Il fegato e il rene sono i principali centri di disintossicazione; in quanto tali, questi organi presentano un'elevata densità di reazioni chimiche e un concomitante elevato accumulo di prodotti di scarto potenzialmente dannosi. Nel fegato, i perossisomi producono acidi biliari, e la bile stessa è fondamentale per il corretto assorbimento dei grassi e delle sostanze che si dissolvono facilmente nei grassi, come vitamina B-12.

Nel rene, una particolare proteina che si trova comunemente nei perossisomi aiuta a prevenire la formazione di calcoli renalio calcoli renali. Questa è una condizione estremamente dolorosa legata ai depositi di calcio.

Nelle cellule vegetali, i perossisomi sono coinvolti nel processo di fotorespirazione. Questa serie di reazioni serve a liberare la pianta dal fosfoglicerato, un prodotto incidentale della fotosintesi che non è richiesto dalla pianta e diventa un fastidio a livelli significativi.

Il fosfoglicerato viene convertito in glicerato all'interno dei perossisomi e poi restituito ai cloroplasti, dove può prendere parte alle reazioni utili del ciclo di Calvin.

Anche i perossisomi hanno un ruolo in germinazione dei semi nelle piante. Lo fanno convertendo i lipidi e gli acidi grassi nelle vicinanze dell'organismo nascente in zuccheri, che sono una fonte molto più utile di adenosina trifosfato, o ATP (molecola che fornisce energia), per i prodotti delle sementi a rapida crescita e maturazione.