Peroxisomii: definiție, structură și funcție

Peroxisomii sunt entități mici, aproximativ sferice legate de membrană, care se găsesc în citoplasma aproape tuturor eucariotă (vegetale, animale, protiste și fungice) celule. Spre deosebire de majoritatea corpurilor din celule care sunt clasificate în mod normal ca organite, peroxizomii au doar o singură membrană plasmatică mai degrabă decât un strat dublu de membrană.

Ele reprezintă cel mai comun tip de microcorp în interiorul celulelor eucariote cu lizozomi poate fiind un tip de microcorp mai cunoscut. Deși se auto-reproduc, ele nu conțin propriul ADN ca mitocondrii do.

Prin urmare, atunci când fac copii de la sine, trebuie să facă uz de proteinele pe care le importă în scenă în acest scop. Se crede că acest lucru are loc printr-un semnal de țintire peroxizomal format dintr-un șir specific de aminoacizi (unitățile monomerice ale proteinelor).

• Peroxisomii vs. Lizozomi: În timp ce peroxizomii se auto-replică, lizozomii se produc de obicei în complexul Golgi.

Localizarea peroxisomilor se află în citoplasmă. Aceste organite au un diametru de aproximativ o zecime de micrometru până la 1 micrometru sau

Acest lucru vă spune nu numai că peroxizomii sunt mici, ci și că dimensiunea lor variază considerabil, ceea ce vă puteți aștepta de la ceea ce este în esență un container biologic de transport. Majoritatea cutiilor utilizate de companiile de livrare a coletelor, la urma urmei, arată mai mult sau mai puțin la fel, cu excepția dimensiunilor lor.

membrana celulara și cea a majorității organelor celulei (de exemplu, mitocondriile, nucleul, reticulul endoplasmatic) constau dintr-un dublabistrat, cu fiecare dintre aceste bistraturi, inclusiv un hidrofil (căutarea apei) latură și a hidrofob partea (respingătoare de apă).

Acest lucru se datorează faptului că a singurbistrat constă în principal din aproximativ alungite molecule de fosfolipide, care au un capăt gras care nu se dizolvă ușor în apă și un capăt de fosfat (încărcat) care are.

Într-o membrana dubla, cele două părți lipidice „care resping apa” se caută chimic și, prin urmare, se confruntă, formând centrul; între timp, una dintre cele două părți ale fosfatului „în căutarea apei” se confruntă cu exteriorul celulei, iar cealaltă cu fața spre citoplasma.

Acest lucru are ca rezultat construirea, schematic, a unei perechi de foi identice lipite între ele într-o manieră „în oglindă”. Într-un peroxizom, porțiunile grase ale membranei peroxizomale se află, de asemenea, pe interiorul membranei unice, cu fața îndepărtată de citoplasmă.

Peroxisomii conțin cel puțin 50 de enzime diferite. Ați avut vreodată un vecin care pare să aibă cel puțin o cutie de orice fel de substanță chimică distructivă, dar potențial utilă (insecticid, erbicid, diluant) în garajul său? În lumea organelor, peroxizomii sunt cam ca acel vecin.

Enzimele pe care le conțin ajută la degradarea materialelor pe care peroxizomul le scoate din citoplasma din jur, inclusiv produsele reziduale ale nenumăratelor reacții metabolice pe care le suferă o celulă în orice moment pentru a propaga procesul vieții în sine. Unul dintre aceste produse secundare comune este apă oxigenată, sau H₂O₂; aceasta îi dă numele peroxizomului.

Biogeneza peroxisomului este atipică pentru o componentă a celulelor eucariote. Lipsit ADN și aparate de reproducere proprii, peroxizomii se pot autoreplica prin simplă fisiune în maniera mitocondriilor și cloroplaste.

Acest lucru se întâmplă în cele din urmă odată ce un peroxizom, care este ceva de tip mic tezaur biochimic, ajunge la un punct critic dimensiunea după importul unor produse proteice suficiente pe care le întâlnește în citoplasmă în lumenul său (spațiul interior) și membrană. În momentul în care acest peroxizom umflat se desparte, fiecare dintre cele două celule rezultate își începe existența cu un complement de proteine ​​non-peroxizomale care a început ca gunoi în altă parte.

În peroxizom se află un miez cristalin urat oxidază, care arată ca o regiune circulară întunecată la microscopie. Uratul oxidază este o enzimă care ajută la descompunerea acidului uric. Miezul găzduiește și o varietate de alte enzime, deși nu pot fi vizualizate la fel de ușor.

Peroxisomii sunt deosebit de bogați în enzimă catalază, care descompune peroxidul de hidrogen și fie îl transformă în apă, fie îl folosește în oxidarea unui compus organic (care conține carbon). H₂O₂ el însuși este prezent în număr semnificativ numai pentru că este generat de descompunerea unui număr de compuși diferiți pe care peroxizomii le ingerează.

Peroxisomii, cum ar fi mitocondriile, participă cu entuziasm la oxidarea acizilor grași și probabil au început ca bacterii aerobe primitive cu viață liberă sau bacterii care utilizează oxigen. (Cele mai multe bacterii care trăiesc în prezent se pot baza doar pe glicoliză anaerobă.)

Deși peroxizomii participă, de asemenea, la biosinteză și produc o serie de molecule lipidice diferite, inclusiv componente ale bilei și colesterolului, rolul lor principal în biologia celulară este catabolic. Unele peroxizomi în ficat detoxificați alcoolul etilic din băuturi prin îndepărtarea electronilor din alcool și plasarea lor în altă parte, care este definiția oxidării.

Unele enzime din peroxizomi descompune acizii grași cu lanț lung care rezultă din metabolismul trigliceridelor din dietă și din alte surse. Aceasta este o funcție vitală, deoarece o acumulare a acestor acizi grași poate fi toxică pentru țesutul neural. Enzimele necesare pentru aceste reacții trebuie preluate din citoplasma după ce a fost sintetizat ca lanțuri polipeptidice de către ribozomi pe reticulul endoplasmatic.

Specii oxidative reactive, sau ROS, sunt substanțe chimice care se formează în mod inevitabil în utilizarea energiei pentru procesele celulare necesare, la fel ca evacuarea mașinilor este un produs de neuitat al automobilelor care ard gaz.

După cum sugerează și numele lor, aceștia sunt agenți oxidanți, ca atare, pot contribui la diferite tipuri de leziuni celulare dacă nu sunt menținuți la concentrații relativ scăzute. Cu toate acestea, aceste reacții oxidative sunt vitale pentru viața însăși; ROS poate fi dăunător, dar ignorarea moleculelor care servesc drept precursori nu este o opțiune.

Astfel, un domeniu de interes al cercetării este examinarea modului în care peroxizomii realizează un echilibru între producția de ROS necesară și eliminarea acestor substanțelor și enzimelor care le produc, înainte de a se ridica la niveluri care pot face mai mult rău decât bine peroxizomului și celulei ca întreg.

Toate celulele animale includ peroxizomi, dar joacă un rol deosebit de important în celule nervoase, inclusiv cele din creier. Acest lucru se datorează faptului că peroxizomii servesc ca un site al sintezei de plasmalogeni. Acestea sunt un tip special de moleculă de fosfolipide care sunt încorporate în membranele plasmatice ale celulelor din anumite țesuturi, inclusiv inima și neuronii sistem nervos central.

Plasmalogenii sunt o componentă cheie a substanței mielină, care este esențială pentru conducerea normală a impulsurilor nervoase. Deteriorarea mielinei poate duce la boli precum scleroză multiplă (SM) și scleroza laterală amiotrofică (SLA). Oamenii de știință își propun să învețe legătura exactă dintre tulburările care implică funcția peroxizomului și progresia anumitor tulburări nervoase.

Ficatul și rinichii sunt centre majore de detoxifiere; ca atare, aceste organe prezintă o densitate mare de reacții chimice și o acumulare concomitent ridicată de deșeuri potențial dăunătoare. În ficat, peroxizomii produc acizi biliari, bilele în sine fiind esențiale pentru absorbția corectă a grăsimilor și a substanțelor care se dizolvă ușor în grăsimi, cum ar fi vitamina B-12.

În rinichi, o anumită proteină întâlnită frecvent în peroxizomi ajută la prevenirea formării pietrelor la rinichi, sau calculi renali. Aceasta este o afecțiune extrem de dureroasă legată de depunerile de calciu.

În celulele vegetale, peroxizomii sunt implicați în procesul de fotorespiratie. Această serie de reacții servește la eliminarea plantei de fosfoglicerat, un produs incidental al fotosintezei care nu este necesară de către plantă și devine o supărare la niveluri semnificative.

Fosfogliceratul este transformat în glicerat în peroxizomi și apoi returnat la cloroplaste, unde poate participa la reacțiile utile ale ciclului Calvin.

Peroxisomii joacă, de asemenea, un rol în germinarea semințelor în plante. Acestea fac acest lucru prin conversia lipidelor și a acizilor grași din vecinătatea organismului născut în zaharuri, care sunt o sursă mult mai utilă de adenozin trifosfat sau ATP (o moleculă care furnizează energie), pentru creșterea rapidă și maturarea produselor din semințe.