Пероксизоми: Дефиниција, структура и функција

Пероксисоми су мали, грубо сферни целински везани елементи који се налазе у цитоплазми готово свих еукариотски (биљне, животињске, протистичке и гљивичне) ћелије. За разлику од већине тела у ћелијама које су обично класификоване као органеле, пероксисоми имају само једну плазма мембрану, а не двоструки мембрански слој.

Они представљају најчешћи тип микротело унутар еукариотских ћелија са лизосоми можда је познатија врста микротела. Иако се сами умножавају, не садрже свој ДНК као митохондрије урадите.

Стога, када праве копије себе, у ту сврху морају да користе протеине које увезу на сцену. Верује се да се ово догађа путем пероксизомског циљаног сигнала који се састоји од специфичног низа аминокиселина (мономерних јединица протеина).

• Пероксисоми вс. Лизозоми: Док се пероксизоми сами умножавају, лизосоми се обично праве у Голгијевом комплексу.

Локација пероксизома је у цитоплазми. Ови органели имају пречник од око једне десетине микрометра до 1 микрометра, или 0,1 до 1 μм.

То вам говори не само да су пероксизоми сићушни, већ и да њихова величина знатно варира, што бисте могли очекивати од онога што је у суштини биолошки контејнер за отпрему. Већина кутија које користе компаније за доставу пакета, изгледају мање-више исто, осим својих димензија.

Тхе ћелијске мембране а она већине органела ћелије (нпр. митохондрији, језгро, ендоплазматски ретикулум) састоји се од двострукодвослој, са сваким од ових двослојних слојева укључујући а хидрофилни (водена) страна и а хидрофобни (водоодбојна) страна.

То је зато што а једнодвослој састоји се углавном од грубо дугуљастих молекули фосфолипида, који имају масни крај који се не раствара лако у води и фосфатни (наелектрисани) крај који се.

У а двострука мембрана, две липидне стране које "одбијају воду" хемијски се траже и према томе окрећу једна према другој, чинећи средиште; у међувремену, једна од две фосфатне стране „у потрази за водом“ окренута је ка спољној страни ћелије, а друга према цитоплазме.

То резултира шематском конструкцијом пара идентичних листова залепљених на начин „огледала“. У пероксизому, масни делови пероксисомске мембране такође леже у унутрашњости појединачне мембране, окренути према цитоплазми.

Пероксисоми садрже најмање 50 различитих ензима. Да ли сте икада имали комшију за кога се чини да у гаражи има бар једну конзерву сваке врсте деструктивне, али потенцијално корисне хемикалије (инсектицид, хербицид, средство за разрешавање болова)? У свету органела, пероксизоми су некако попут тог суседа.

Ензими које садрже помажу у разградњи материјала које пероксизом извлачи из околне цитоплазме, укључујући отпадни производи безбројних метаболичких реакција у којима ћелија пролази сваког тренутка да би ширила процес живота себе. Један од ових уобичајених нуспроизвода је водоник пероксид, или Х.₂О.₂; ово даје име пероксисому.

Биогенеза пероксизома је нетипична за компоненту еукариотских ћелија. Недостаје ДНК и сопствене репродуктивне машине, пероксисоми се могу сами реплицирати једноставном цепањем на начин митохондрија и хлоропласти.

То се на крају дешава када пероксизом, који је нешто попут малог биохемијског гомилања, достигне критичну вредност величина након увоза довољно протеинских производа на које наилази у цитоплазми у свој лумен (унутар свемира) и мембрана. У време када се овај надути пероксизом подели, свака од две резултујуће ћелије започиње своје постојање комплементом непероксизомских протеина који су негде другде почели као смеће.

Унутар пероксизома је а кристално језгро урат-оксидазе, који на микроскопији изгледа као тамно кружно подручје. Уратна оксидаза је ензим који помаже у разградњи мокраћне киселине. Језгро је дом и разним другим ензимима, мада се не могу тако лако визуализовати.

Пероксизоми су посебно богати ензимом каталазе, који разлаже водоник-пероксид и претвара га у воду или користи у оксидацији органског једињења (које садржи угљеник). Х.₂О.₂ сам је присутан у значајном броју само зато што је генерисан разградњом одређеног броја различитих једињења која пероксизоми уносе.

Пероксисоми, попут митохондрија, са ентузијазмом учествују у оксидацији масних киселина и вероватно су започели као примитивне аеробне бактерије које слободно живе или користе кисеоник. (Већина слободно живећих бактерија данас се може ослонити само на анаеробну гликолизу.)

Иако пероксизоми такође учествују у биосинтези и производе бројне молекуле липида, укључујући компоненте жучи и холестерола, њихова главна улога у ћелијској биологији је катаболичка. Неки пероксисоми у јетри детоксификовати етилни алкохол у пићима уклањањем електрона из алкохола и њиховим смештањем на друго место, што је дефиниција оксидације.

Неки ензими у пероксизомима разграђују дуголанчане масне киселине који су резултат метаболизма триглицерида у исхрани и из других извора. Ово је витална функција, јер накупљање ових масних киселина може бити токсично за нервно ткиво. Ензими потребни за ове реакције морају се преузети из цитоплазме након што је синтетизовао као полипептидне ланце рибозоми на ендоплазматском ретикулуму.

Реактивне оксидативне врсте, или РОС, су хемикалије које се неизбежно стварају у употреби енергије за неопходне ћелијске процесе, слично као што су издувни гасови аутомобила неизбежни производ аутомобила који гори гас.

Као што им само име говори, они су оксиданти, као такви могу допринети разним врстама оштећења ћелија ако се не одржавају у релативно ниским концентрацијама. Ипак, ове оксидативне реакције су виталне за сам живот; РОС може бити штетан, али игнорисање молекула који служе као њихови претходници није опција.

Дакле, једно подручје од истраживачког интереса је испитивање како пероксизоми постижу равнотежу између производње потребних РОС и уклањања ових супстанци и ензима који их производе, пре него што се повисе до нивоа који може учинити више штете него користи пероксисому и ћелији као целина.

Све животињске ћелије укључују пероксизоме, али играју посебно важну улогу у нервне ћелије, укључујући и оне у мозгу. То је зато што пероксизоми служе као место синтезе плазмалогени. То су посебна врста молекула фосфолипида који су уграђени у плаземске мембране ћелија у одређеним ткивима, укључујући срце и неуроне Централни нервни систем.

Плазмалогени су кључна компонента супстанце мијелин, што је неопходно за нормално провођење нервних импулса. Оштећење мијелина може довести до болести као што су мултипла склероза (МС) и амиотрофична латерална склероза (АЛС). Научници имају за циљ да сазнају тачну везу између поремећаја који укључују функцију пероксизома и напредовања одређених нервних поремећаја.

Јетра и бубрези су главни центри за детоксикацију; као такви, ови органи имају високу густину хемијских реакција и истовремено велику акумулацију потенцијално штетних отпадних производа. У јетри пероксизоми стварају жучне киселине, при чему је сама жуч пресудна за правилну апсорпцију масти и супстанци које се лако растварају у мастима, попут витамин Б-12.

У бубрезима, одређени протеин који се обично налази у пероксизомима помаже у спречавању стварања бубрежних каменаца, или бубрежни каменац. Ово је изузетно болно стање повезано са наслагама калцијума.

У биљним ћелијама пероксизоми су укључени у процес фотореспирација. Ова серија реакција служи да се биљка ослободи фосфоглицерата, случајног продукта фотосинтезе који биљка не захтева и постаје сметња на значајним нивоима.

Фосфоглицерат се у пероксизомима претвара у глицерат, а затим се враћа у хлоропласте, где може учествовати у корисним реакцијама Цалвиновог циклуса.

Пероксисоми такође играју улогу у клијање семена у биљкама. То чине претварањем липида и масних киселина у близини новонасталог организма у шећере, који су много кориснији извор аденозин трифосфата, или АТП (молекул који даје енергију) за производе семена који брзо расту и сазревају.