Пероксисомы: определение, структура и функции

Пероксисомы небольшие, примерно сферические мембраносвязанные образования, обнаруженные по всей цитоплазме почти всех эукариотический (растительные, животные, простейшие и грибковые) клетки. В отличие от большинства тел внутри клеток, которые обычно классифицируются как органеллы, пероксисомы имеют только одну плазматическую мембрану, а не двойной мембранный слой.

Они представляют собой наиболее распространенный вид микротело внутри эукариотических клеток с лизосомы возможно, это более известный вид микротел. Хотя самовоспроизводящиеся, они не содержат собственной ДНК, как митохондрии делать.

Следовательно, когда они делают копии самих себя, они должны использовать для этой цели белки, которые они импортируют на сцену. Считается, что это происходит через пероксисомный нацеливающий сигнал, состоящий из определенной цепочки аминокислот (мономерных единиц белков).

• Пероксисомы vs. Лизосомы: В то время как пероксисомы самовоспроизводятся, лизосомы обычно образуются в комплексе Гольджи.

Расположение пероксисом находится в цитоплазме. Эти органеллы имеют диаметр от одной десятой микрометра до 1 микрометра, или От 0,1 до 1 мкм.

Это говорит вам не только о том, что пероксисомы крошечные, но и о том, что их размер значительно различается, чего и можно ожидать от того, что по сути является биологическим транспортным контейнером. В конце концов, большинство коробок, используемых службами доставки посылок, выглядят более или менее одинаково, за исключением своих размеров.

В клеточная мембрана и что большинство органелл клетки (например, митохондрии, ядро, эндоплазматический ретикулум) состоят из двойнойдвухслойный, причем каждый из этих бислоев включает гидрофильный (поиск воды) сторона и гидрофобный (водоотталкивающая) сторона.

Это потому, что Одиндвухслойный состоит в основном из примерно продолговатых молекулы фосфолипидов, у которых есть жирный конец, который не растворяется легко в воде, и фосфатный (заряженный) конец, который не растворяется.

В двойная мембранадве «водоотталкивающие» липидные стороны химически ищут друг друга и, следовательно, обращены друг к другу, образуя центр; Между тем, одна из двух сторон фосфата, «ищущих воду», обращена к внешней стороне ячейки, а другая - к цитоплазма.

Это приводит к конструкции, схематично, из пары идентичных листов, склеенных вместе "зеркальным отражением". В пероксисоме жировые части пероксисомальной мембраны также лежат внутри единственной мембраны, обращенной в сторону от цитоплазмы.

Пероксисомы содержат не менее 50 различных ферментов. Был ли у вас когда-нибудь сосед, у которого, кажется, есть хотя бы одна банка всех видов разрушительных, но потенциально полезных химикатов (инсектицидов, гербицидов, обезболивающих) в гараже? В мире органелл пероксисомы - что-то вроде этого соседа.

Содержащиеся в них ферменты способствуют разложению материалов, которые пероксисома собирает из окружающей цитоплазмы, в том числе отходы бесчисленных метаболических реакций, которым клетка подвергается в любой момент, чтобы способствовать процессу жизни сам. Одним из таких распространенных побочных продуктов является пероксид водорода, или же ЧАС₂O₂; это дало название пероксисоме.

Биогенез пероксисом нетипичен для компонента эукариотических клеток. Не хватает ДНК и собственные репродуктивные механизмы, пероксисомы могут самовоспроизводиться простым делением митохондрий и хлоропласты.

В конечном итоге это происходит, когда пероксисома, представляющая собой крошечный биохимический накопитель, достигает критического уровня. размер после импорта достаточного количества белковых продуктов, с которыми он сталкивается в цитоплазме, в ее просвет (внутреннее пространство) и мембрана. В то время, когда эта раздутая пероксисома расщепляется, каждая из двух образовавшихся клеток начинает свое существование с дополнением непероксисомных белков, которые зародились как мусор где-то в другом месте.

Внутри пероксисомы находится кристаллическое ядро ​​уратоксидазы, который на микроскопии выглядит как темная круглая область. Уратоксидаза - это фермент, который помогает расщеплять мочевую кислоту. Ядро также является домом для множества других ферментов, хотя их не так легко визуализировать.

Пероксисомы особенно богаты ферментом каталаза, который расщепляет перекись водорода и либо превращает ее в воду, либо использует ее для окисления органических (углеродсодержащих) соединений. ЧАС₂O₂ сам по себе присутствует в значительных количествах только потому, что он образуется в результате расщепления ряда различных соединений, которые пероксисомы попадают в организм.

Пероксисомы, как и митохондрии, с энтузиазмом участвуют в окислении жирных кислот, и, вероятно, изначально они были свободноживущими примитивными аэробными или потребляющими кислород бактериями. (Большинство свободноживущих бактерий сегодня могут полагаться только на анаэробный гликолиз.)

Хотя пероксисомы также участвуют в биосинтезе и вырабатывают ряд различных липидных молекул, включая компоненты желчи и холестерина, их главная роль в биологии клетки является катаболической. Некоторые пероксисомы в печени детоксифицируют этиловый спирт в напитках удаляя электроны из спирта и помещая их в другое место, что является определением окисления.

Некоторые ферменты в пероксисомах расщепляют длинноцепочечные жирные кислоты которые возникают в результате метаболизма триглицеридов, содержащихся в пище и из других источников. Это жизненно важная функция, поскольку накопление этих жирных кислот может быть токсичным для нервной ткани. Ферменты, необходимые для этих реакций, должны поступать из цитоплазма после синтеза полипептидных цепей рибосомы на эндоплазматическом ретикулуме.

Реактивные окислительные формы, или же ROS, являются химическими веществами, которые неизбежно образуются при использовании энергии для необходимых клеточных процессов, подобно тому, как выхлопные газы автомобилей являются неизбежным продуктом сжигания газа в автомобилях.

Как следует из их названия, они являются окислителями, поскольку сами по себе могут способствовать различным типам повреждения клеток, если их не поддерживать в относительно низких концентрациях. Однако эти окислительные реакции жизненно важны для самой жизни; АФК могут быть вредными, но игнорировать молекулы, служащие их предшественниками, нельзя.

Таким образом, одна из областей исследовательского интереса - изучение того, как пероксисомы достигают баланса между производством необходимых АФК и их удалением. вещества и производящие их ферменты, прежде чем они поднимутся до уровней, которые могут принести больше вреда, чем пользы для пероксисомы и клетки как весь.

Все животные клетки включают пероксисомы, но они играют особенно важную роль в нервные клетки, в том числе и в головном мозге. Это потому, что пероксисомы служат местом синтеза плазмалогены. Это особый тип молекулы фосфолипидов, которые встраиваются в плазматические мембраны клеток определенных тканей, включая сердце и нейроны Центральная нервная система.

Плазмалогены - ключевой компонент вещества. миелин, который необходим для нормального проведения нервных импульсов. Повреждение миелина может привести к таким заболеваниям, как: рассеянный склероз (МС) а также боковой амиотрофический склероз (БАС). Ученые стремятся выяснить точную связь между нарушениями, связанными с функцией пероксисом, и прогрессированием определенных нервных расстройств.

Печень и почки являются основными центрами детоксикации; как таковые, эти органы характеризуются высокой плотностью химических реакций и одновременно высоким накоплением потенциально вредных продуктов жизнедеятельности. В печени пероксисомы производят желчные кислоты, причем сама желчь имеет решающее значение для правильного усвоения жиров и веществ, которые легко растворяются в жирах, таких как витамин B-12.

В почках особый белок, обычно содержащийся в пероксисомах. помогает предотвратить образование камней в почках, или почечные камни. Это чрезвычайно болезненное состояние, связанное с отложениями кальция.

В клетках растений пероксисомы участвуют в процессе фотодыхание. Эта серия реакций служит для того, чтобы избавить растение от фосфоглицерата, побочного продукта фотосинтеза, который не требуется растению и становится серьезным раздражителем.

Фосфоглицерат превращается в глицерат в пероксисомах, а затем возвращается в хлоропласты, где он может принимать участие в полезных реакциях цикла Кальвина.

Пероксисомы также играют роль в прорастание семян у растений. Они делают это, превращая липиды и жирные кислоты в непосредственной близости от зарождающегося организма в сахара, которые являются гораздо более полезным источником аденозинтрифосфата, или АТФ (молекула, обеспечивающая энергию) для быстрорастущих и созревающих семенных продуктов.