Peroksisomas ir mazas, aptuveni sfēriskas, ar membrānu saistītas struktūras, kas sastopamas gandrīz visu citoplazmā eikariots (augu, dzīvnieku, protistu un sēnīšu) šūnas. Atšķirībā no vairuma šūnu šūnās, kuras parasti tiek klasificētas kā organellas, peroksisomām ir tikai viena plazmas membrāna, nevis divkāršs membrānas slānis.
Tie pārstāv visizplatītāko veidu mikrobu iekšpusē eikariotu šūnās ar lizosomas iespējams, ka tas ir labāk pazīstams mikrobu veids. Lai arī tie atkārtojas, tie nesatur savu DNS kā mitohondrijos darīt.
Tāpēc, izgatavojot sevis kopijas, šim nolūkam jāizmanto olbaltumvielas, kuras viņi importē uz skatuves. Tiek uzskatīts, ka tas notiek ar peroksisomāla mērķa signālu, kas sastāv no noteiktas aminoskābju virknes (olbaltumvielu monomēru vienības).
- Peroksisomas vs. Lizosomas: Tā kā peroksisomas replikējas paši, lizosomas parasti tiek izgatavotas Golgi kompleksā.
Peroksisomu struktūra
Peroksisomu atrašanās vieta ir citoplazmā. Šo organellu diametrs ir apmēram viena desmitā daļa no mikrometra līdz 1 mikrometram vai 0,1 līdz 1 μm.
Tas jums saka ne tikai to, ka peroksisomas ir niecīgas, bet arī to, ka to lielums ievērojami atšķiras, ko jūs varētu sagaidīt no tā, kas būtībā ir bioloģisks pārvadāšanas konteiners. Galu galā vairums paku piegādes uzņēmumu izmantoto kastīšu izskatās vairāk vai mazāk vienādas, izņemot izmērus.
The šūnu membrānu un lielākā daļa šūnas organoļu (piemēram, mitohondriji, kodols, endoplazmatiskais tīklojums) sastāv no dubultādivslānis, ar katru no šiem divslāņiem iekļaujot a hidrofils (ūdens meklējošā) puse un a hidrofobisks (ūdeni atgrūdoša) puse.
Tas ir tāpēc, ka a viensdivslānis sastāv galvenokārt no apmēram iegarenas fosfolipīdu molekulas, kam ir taukains gals, kas ūdenī viegli neizšķīst, un fosfāta (lādēts) gals, kas to izdara.
Iekšā dubultā membrāna, abas "ūdeni atgrūdošās" lipīdu puses ķīmiski meklē viena otru un tādējādi vēršas viena pret otru, veidojot centru; tikmēr viena no divām "ūdeni meklējošajām" fosfāta pusēm ir vērsta pret šūnas ārpusi, bet otra - pret citoplazma.
Tā rezultātā tiek shematiski izveidots identisku lokšņu pāris, kas salīmēti "spoguļattēla" veidā. Peroksisomā peroksisomu membrānas taukainās daļas atrodas arī uz vienas membrānas iekšpuses, vērstas prom no citoplazmas.
Peroksisomas satur vismaz 50 dažādi fermenti. Vai jums kādreiz ir bijis kaimiņš, kura garāžā, šķiet, ir vismaz viena jebkura iznīcinoša, bet potenciāli noderīga ķīmiskā viela (insekticīds, herbicīds, sāpju mazinātājs)? Organellu pasaulē peroksisomas ir līdzīgas šim kaimiņam.
Tajos esošie fermenti palīdz noārdīt materiālus, ko peroksisoma sagūst no apkārtējās citoplazmas, ieskaitot neskaitāmo vielmaiņas reakciju atkritumi, kurus šūna jebkurā brīdī veic, lai izplatītu dzīves procesu pati. Viens no šiem parastajiem blakusproduktiem ir ūdeņraža peroksīds, vai H2O2; tas piešķir peroksisomam tā nosaukumu.
Peroksisomu bioģenēze ir netipiska eikariotu šūnu sastāvdaļai. Trūkst DNS savas reproduktīvās iekārtas, peroksisomas var sevi atkārtot ar vienkāršu skaldīšanu mitohondriju veidā un hloroplasts.
Tas galu galā notiek, kad peroksisoma, kas ir kaut kas mazs bioķīmiskais krājējs, sasniedz kritisko pēc pietiekami daudz olbaltumvielu produktu importēšanas, ko tā sastop citoplazmā savā lūmenā (iekšējā telpā) un membrāna. Laikā, kad šī uzpūstā peroksisoma sadalās, katra no abām iegūtajām šūnām sāk savu eksistenci ar neperoksisomu olbaltumvielu papildinājumu, kas sākās kā atkritumi kaut kur citur.
Kas ir peroksisoma iekšpusē?
Peroksisomas iekšienē ir a urātu oksidāzes kristāliskais kodols, kas mikroskopijā izskatās kā tumšs apļveida reģions. Urātu oksidāze ir ferments, kas palīdz noārdīt urīnskābi. Kodolā dzīvo arī dažādi citi fermenti, lai gan tos nevar tik viegli vizualizēt.
Peroksisomās ir īpaši daudz fermentu katalāze, kas sadala ūdeņraža peroksīdu un vai nu pārvērš to ūdenī, vai arī izmanto organiskā (oglekli saturoša) savienojuma oksidēšanā. H2O2 pati par sevi ir ievērojams skaits tikai tāpēc, ka to rada vairāku dažādu peroksisomu uzņemtu savienojumu sadalīšanās.
Peroksisomas, tāpat kā mitohondriji, ar entuziasmu piedalās taukskābju oksidēšanā, un tās, iespējams, sākās kā brīvi dzīvojošas primitīvas aerobas vai skābekli lietojošas baktērijas. (Mūsdienās lielākā daļa brīvi dzīvojošo baktēriju var paļauties tikai uz anaerobo glikolīzi.)
Peroksisomas loma metabolismā
Kaut arī peroksisomas piedalās arī biosintēzē un ražo vairākas dažādas lipīdu molekulas, ieskaitot žults un holesterīna komponentus, to galvenā loma šūnu bioloģijā ir kataboliska. Dažas peroksisomas aknās detoksicēt etilspirtu dzērienos noņemot elektronus no spirta un ievietojot tos citur, kas ir oksidācijas definīcija.
Daži peroksisomu fermenti sadalīt taukskābes ar garu ķēdi kas rodas no triglicerīdu metabolisma uzturā un no citiem avotiem. Tā ir vitāli svarīga funkcija, jo šo taukskābju uzkrāšanās var būt toksiska nervu audiem. Fermenti, kas nepieciešami šīm reakcijām, jāņem no citoplazma pēc sintezēšanas kā polipeptīdu ķēdes ribosomas uz endoplazmas retikuluma.
Peroksisoma kā antioksidants
Reaktīvās oksidatīvās sugasvai ROS, ir ķīmiskas vielas, kuras neizbēgami rodas enerģijas izmantošanā nepieciešamajiem šūnu procesiem, līdzīgi kā automašīnu izplūdes gāzes ir neizbēgams gāzu automobiļu produkts.
Kā norāda viņu nosaukums, tie ir oksidētāji, kā tādi, ja tie netiek uzturēti relatīvi zemā koncentrācijā, tie var veicināt dažādu veidu šūnu bojājumus. Tomēr šīs oksidatīvās reakcijas ir vitāli svarīgas pašai dzīvei; ROS var būt kaitīgs, taču ignorēt molekulas, kas kalpo kā to prekursori, nav iespējams.
Tādējādi viena pētniecības interešu joma ir pārbaudīt, kā peroksisomas panāk līdzsvaru starp vajadzīgās ROS ražošanu un šo vielas un fermentus, kas tos ražo, pirms tie paaugstinās līdz līmenim, kas var vairāk nodarīt kaitējumu nekā labums peroksisomai un šūnai kā vesels.
Peroksisomas un nervu funkcija
Visas dzīvnieku šūnas ietver peroksisomas, taču tām ir īpaši svarīga loma nervu šūnas, ieskaitot smadzenēs esošos. Tas ir tāpēc, ka peroksisomas kalpo kā sintēzes vieta plazmalogēni. Tie ir īpašs fosfolipīdu molekulu veids, kas tiek iekļauti šūnu audos plazmas membrānās noteiktos audos, ieskaitot sirds un neironu Centrālā nervu sistēma.
Plazmalogēni ir galvenā vielas sastāvdaļa mielīns, kas ir būtiska nervu impulsu normālai vadīšanai. Mielīna bojājumi var izraisīt tādas slimības kā multiplā skleroze (MS) un amiotrofiskā laterālā skleroze (ALS). Zinātnieku mērķis ir uzzināt precīzu saikni starp traucējumiem, kas saistīti ar peroksisomu funkciju, un noteiktu nervu traucējumu progresēšanu.
Peroksisomas un jūsu aknas un nieres
Aknas un nieres ir galvenie detoksikācijas centri; Šiem orgāniem piemīt augsts ķīmisko reakciju blīvums un vienlaikus liela potenciāli kaitīgo atkritumu uzkrāšanās. Aknās peroksisomas veido žultsskābes, un pati žults ir izšķiroša, lai pareizi absorbētu taukus un vielas, kuras viegli izšķīst taukos, piemēram, vitamīns B-12.
Nierēs īpašs proteīns, kas parasti atrodams peroksisomās palīdz novērst nierakmeņu veidošanosvai nieru akmeņi. Tas ir ārkārtīgi sāpīgs stāvoklis, kas saistīts ar kalcija nogulsnēm.
Peroksisomu funkcija augos
Augu šūnās peroksisomas tiek iesaistītas fotospirācija. Šī reakciju sērija kalpo, lai atbrīvotu augu no fosfoglicerāta, kas ir nejaušs fotosintēzes produkts, kas augam nav vajadzīgs un ievērojami traucē.
Fosfoglicerāts peroksisomās tiek pārveidots par glicerātu un pēc tam atgriezies hloroplastos, kur tas var piedalīties Kalvina cikla lietderīgajās reakcijās.
Peroksisomas spēlē arī lomu sēklu dīgtspēja augos. Viņi to dara, pārveidojot lipīdus un taukskābes topošā organisma tuvumā par cukuriem, kas ir daudz noderīgāks adenozīna trifosfāta avots, vai ATP (molekula, kas nodrošina enerģiju) ātri augošiem un nobriestošiem sēklu produktiem.