Peroksisomos: apibrėžimas, struktūra ir funkcijos

Peroksisomos yra maži, maždaug sferiniai su membrana susieti objektai, randami beveik visų citoplazmoje eukariotas (augalų, gyvūnų, protistų ir grybelių) ląstelės. Skirtingai nuo daugelio kūnų ląstelėse, kurie paprastai klasifikuojami kaip organelės, peroksisomos turi tik vieną plazmos membraną, o ne dvigubą membranos sluoksnį.

Jie atstovauja dažniausiai pasitaikančiam tipui mikrobas eukariotų ląstelių viduje su lizosomos galbūt yra geriau žinomas mikrobų tipas. Nors jie patys kartojasi, jie neturi savo DNR kaip mitochondrijos padaryti.

Todėl, pasidarydami savo kopijas, jie tam tikslui turi naudoti baltymus, kuriuos importuoja į sceną. Manoma, kad tai įvyksta peroksisominio nukreipimo signalu, susidedančiu iš tam tikros aminorūgščių (baltymų monomerinių vienetų) eilutės.

• Peroksisomos vs. Lizosomos: Peroksisomos savaime dauginasi, o lizosomos dažniausiai gaminamos Golgi komplekse.

Peroksisomų vieta yra citoplazmoje. Šių organelių skersmuo yra maždaug dešimtoji mikrometro iki 1 mikrometro arba 0,1–1 μm.

Tai jums sako ne tik tai, kad peroksisomos yra mažos, bet ir tai, kad jų dydis labai skiriasi, ko galite tikėtis iš esmės biologinio gabenimo konteinerio. Dauguma siuntų pristatymo įmonių naudojamų dėžučių atrodo daugmaž vienodos, išskyrus jų matmenis.

The ląstelės membrana ir daugumos ląstelės organelių (pvz., mitochondrijų, branduolio, endoplazminio tinklelio) susideda iš dvigubaidvisluoksnis, kiekviename iš šių dviejų sluoksnių yra a hidrofilinis (vandens ieškančios) pusės ir a hidrofobiškas (vandenį atstumianti) pusė.

Taip yra todėl, kad a viengungisdvisluoksnis susideda iš maždaug pailgų fosfolipidų molekulės, kurių riebus galas lengvai netirpsta vandenyje, ir fosfato (įkrautą) galą.

A dviguba membrana, dvi „vandenį atstumiančios“ lipidų pusės chemiškai ieško viena kitos ir todėl susiduria viena su kita, formuodamos centrą; tuo tarpu viena iš dviejų „vandens ieškančių“ fosfatų pusių nukreipta į ląstelės išorę, kita - į citoplazma.

Dėl to schematiškai sukuriama identiškų lakštų pora, sujungta „veidrodinio atvaizdo“ būdu. Peroksisomoje riebalinės peroksisominės membranos dalys taip pat guli ant vienos membranos vidaus, nukreiptos nuo citoplazmos.

Peroksisomose yra mažiausiai 50 skirtingų fermentų. Ar kada nors turėjote kaimyną, kuris, atrodo, savo garaže turi bent vieną skardinę visų rūšių destruktyvios, bet potencialiai naudingos cheminės medžiagos (insekticido, herbicido, skausmo skiediklio)? Organelių pasaulyje peroksisomos yra panašios į tą kaimynę.

Juose esantys fermentai padeda suardyti medžiagas, kurias peroksisoma semia iš aplinkinės citoplazmos, įskaitant nesuskaičiuojamų medžiagų apykaitos reakcijų atliekos, kurias ląstelė bet kuriuo metu vykdo, norėdama paskleisti gyvenimo procesą pats. Vienas iš šių įprastų šalutinių produktų yra vandenilio peroksidas, arba H₂O₂; tai suteikia peroksisomai jo pavadinimą.

Peroksisomos biogenezė yra netipinė eukariotinių ląstelių komponentui. Trūksta DNR savo pačių reprodukcinės mašinos, peroksisomos gali savarankiškai daugintis paprastu dalijimusi mitochondrijų būdu ir chloroplastai.

Tai galiausiai įvyksta tada, kai peroksisoma, kuri yra maža biocheminio kaupimo priemonė, pasiekia kritinę padėtį dydžio importavus pakankamai baltymų produktų, kuriuos jis sutinka citoplazmoje į savo spindį (kosmoso viduje) ir membrana. Tuo metu, kai ši išsipūtusi peroksisoma dalijasi, kiekviena iš dviejų gautų ląstelių pradeda savo egzistavimą papildydama ne peroksisominius baltymus, kurie prasidėjo kaip šiukšlės kažkur kitur.

Peroksisomos viduje yra a uratų oksidazės kristalinė šerdis, kuris mikroskopijoje atrodo kaip tamsus apskritas regionas. Uratų oksidazė yra fermentas, padedantis skaidyti šlapimo rūgštį. Šerdyje taip pat yra įvairių kitų fermentų, nors jų negalima taip lengvai vizualizuoti.

Peroksisomose yra ypač daug fermento katalazė, kuris skaido vandenilio peroksidą ir arba paverčia jį vandeniu, arba naudoja organinio (anglies turinčio) junginio oksidacijai. H₂O₂ pati yra daug, tik todėl, kad ji susidaro skaidant daugelį skirtingų junginių, kuriuos peroksisomos nurija.

Peroksisomos, kaip ir mitochondrijos, entuziastingai dalyvauja riebalų rūgščių oksidacijoje, ir jos tikriausiai atsirado kaip laisvai gyvenančios primityvios aerobinės arba deguonį naudojančios bakterijos. (Dauguma šiandien laisvai gyvenančių bakterijų gali pasikliauti vien anaerobine glikolize.)

Nors peroksisomos taip pat dalyvauja biosintezėje ir gamina daugybę skirtingų lipidų molekulių, įskaitant tulžies ir cholesterolio komponentus, pagrindinis jų vaidmuo ląstelių biologijoje yra katabolizmas. Kai kurios peroksisomos kepenyse detoksikuoti gėrimuose esantį etilo alkoholį pašalinant elektronus iš alkoholio ir dedant juos kitur, o tai yra oksidacijos apibrėžimas.

Kai kurie peroksisomose esantys fermentai skaidyti ilgos grandinės riebalų rūgštis kurie atsiranda dėl dietoje esančių trigliceridų metabolizmo ir kitų šaltinių. Tai yra gyvybiškai svarbi funkcija, nes šių riebalų rūgščių kaupimasis gali būti toksiškas nerviniam audiniui. Fermentai, reikalingi šioms reakcijoms, turi būti paimti iš citoplazma po to, kai juos sintetina kaip polipeptido grandines ribosomos ant endoplazminio tinklo.

Reaktyvios oksidacinės rūšysarba ROS, yra cheminės medžiagos, kurios neišvengiamai susidaro naudojant energiją būtiniems koriniams procesams, panašiai kaip automobilių išmetamosios dujos yra neišvengiamas dujomis varomų automobilių produktas.

Kaip rodo jų pavadinimas, jie yra oksidatoriai, todėl jie gali prisidėti prie įvairių tipų ląstelių pažeidimo, jei nėra palaikomi santykinai mažomis koncentracijomis. Tačiau šios oksidacinės reakcijos yra gyvybiškai svarbios pačiam gyvenimui; ROS gali būti žalingas, tačiau ignoruoti molekules, kurios yra jų pirmtakai, nėra galimybės.

Taigi, viena iš svarbiausių mokslinių tyrimų sričių yra tirti, kaip peroksisomos pasiekia pusiausvyrą tarp reikalingos ROS gamybos ir šių klirensų. medžiagų ir juos gaminančių fermentų, kol jie nepakyla iki lygio, kuris gali daugiau pakenkti nei būti naudingas peroksisomai ir ląstelei kaip visas.

Visose gyvūnų ląstelėse yra peroksisomų, tačiau joms tenka ypač svarbus vaidmuo nervų ląstelės, įskaitant smegenyse esančius. Taip yra todėl, kad peroksisomos tarnauja kaip sintezės vieta plazmalogenai. Tai yra specialus fosfolipidų molekulių tipas, kuris yra įtrauktas į tam tikrų audinių ląstelių plazmos membranas, įskaitant širdies ir neuronų Centrinė nervų sistema.

Plazmalogenai yra pagrindinis medžiagos komponentas mielinas, kuris yra būtinas normaliam nervinių impulsų laidumui. Pažeidus mieliną, gali atsirasti tokių ligų kaip išsėtinė sklerozė (IS) ir amiotrofinė šoninė sklerozė (ALS). Mokslininkai siekia sužinoti tikslų ryšį tarp sutrikimų, susijusių su peroksisomos funkcija, ir tam tikrų nervų sutrikimų progresavimo.

Kepenys ir inkstai yra pagrindiniai detoksikacijos centrai; šiems organams būdingas didelis cheminių reakcijų tankis ir kartu daug potencialiai kenksmingų atliekų. Kepenyse peroksisomos gamina tulžies rūgštis, o pati tulžis yra labai svarbi norint tinkamai absorbuoti riebalus ir medžiagas, kurios lengvai ištirpsta riebaluose, pvz., vitaminas B-12.

Inkstuose tam tikras baltymas, paprastai randamas peroksisomose padeda išvengti inkstų akmenų susidarymoarba inkstų akmenligė. Tai yra labai skausminga būklė, susijusi su kalcio nuosėdomis.

Augalų ląstelėse peroksisomos dalyvauja fotorespiracija. Ši reakcijų serija padeda augalui atsikratyti fosfoglicerato - atsitiktinio fotosintezės produkto, kurio augalas nereikalauja ir tampa nemaloniu reikšmingu lygiu.

Fosfogliceratas peroksisomose paverčiamas gliceratu ir grąžinamas į chloroplastus, kur jis gali dalyvauti naudingose ​​Kalvino ciklo reakcijose.

Peroksisomos taip pat vaidina svarbų vaidmenį sėklų daigumas augaluose. Jie tai daro konvertuodami lipidus ir riebalų rūgštis, esančias šalia besiformuojančio organizmo, į cukrų, kurie yra daug naudingesnis adenozino trifosfato šaltinis, arba ATP (energiją teikianti molekulė), greitai augantiems ir bręstantiems sėklų produktams.