Peroksizomlar: Tanımı, Yapısı ve İşlevi

peroksizomlar hemen hemen hepsinin sitoplazmasında bulunan küçük, kabaca küresel zara bağlı varlıklardır. ökaryotik (bitki, hayvan, protist ve mantar) hücreleri. Normalde olarak sınıflandırılan hücreler içindeki çoğu gövdenin aksine organeller, peroksizomlar, bir çift zar tabakası yerine yalnızca tek bir plazma zarına sahiptir.

En yaygın türü temsil ederler. mikro gövde ile ökaryotik hücrelerde lizozomlar belki de daha iyi bilinen bir mikro cisimdir. Kendilerini kopyalasalar da, kendi DNA'larını içermezler. mitokondri yapmak.

Bu nedenle kendilerinin kopyalarını yaparken, olay yerine getirdikleri proteinleri bu amaçla kullanmaları gerekir. Bunun, spesifik bir amino asit dizisinden (proteinlerin monomerik birimleri) oluşan bir peroksizomal hedefleme sinyali yoluyla meydana geldiğine inanılmaktadır.

• Peroksizomlar vs. lizozomlar: Peroksizomlar kendi kendini kopyalarken, lizozomlar genellikle Golgi kompleksinde yapılır.

Peroksizomların yeri sitoplazmadadır. Bu organellerin çapı yaklaşık bir mikrometrenin onda biri ile 1 mikrometre arasındadır veya 0.1 ila 1 um.

Bu size yalnızca peroksizomların küçük olduğunu değil, aynı zamanda boyutlarının önemli ölçüde değiştiğini de söyler; bu, esasen biyolojik bir nakliye konteynerinden bekleyebileceğiniz şeydir. Sonuçta, koli dağıtım şirketleri tarafından kullanılan çoğu kutu, boyutları dışında aşağı yukarı aynı görünüyor.

hücre zarı ve hücrenin organellerinin çoğu (örneğin, mitokondri, çekirdek, endoplazmik retikulum) bir çiftiki katmanlı, dahil olmak üzere bu çift katmanların her biri ile hidrofilik (su arayan) taraf ve bir hidrofobik (su itici) taraf.

Bunun nedeni bir tekiki katmanlı esas olarak kabaca dikdörtgenden oluşur fosfolipid molekülleriSuda kolayca çözünmeyen yağlı bir uca ve çözünen bir fosfat (yüklü) uca sahip olan.

İçinde çift ​​zariki "su itici" lipit tarafı kimyasal olarak birbirini arar ve dolayısıyla merkezi oluşturarak birbirine bakar; bu arada, iki "su arayan" fosfat tarafından biri hücrenin dışına, diğeri ise hücrenin dışına bakar. sitoplazma.

Bu, şematik olarak, bir "ayna görüntüsü" tarzında birbirine yapıştırılmış bir çift özdeş levhanın oluşturulmasıyla sonuçlanır. Bir peroksizomda, peroksizomal zarın yağlı kısımları, sitoplazmadan uzağa bakan tek zarın iç kısmında da bulunur.

Peroksizomlar şunları içerir: en az 50 farklı enzim. Garajında ​​her türden yıkıcı ama potansiyel olarak yararlı kimyasal (böcek ilacı, herbisit, ağrı kesici) en az bir kutu bulunduran bir komşunuz oldu mu? Organeller dünyasında, peroksizomlar bir nevi komşu gibidir.

İçerdikleri enzimler, peroksizomun çevreleyen sitoplazmadan topladığı malzemeleri parçalamaya yardımcı olur. bir hücrenin yaşam sürecini ilerletmek için her an maruz kaldığı sayısız metabolik reaksiyonun atık ürünleri kendisi. Bu yaygın yan ürünlerden biri, hidrojen peroksit, veya H₂Ö₂; bu peroksizoma adını verir.

Peroksizom biyogenezi, ökaryotik hücrelerin bir bileşeni için tipik değildir. eksik DNA ve kendilerine ait üreme makineleri, peroksizomlar kendi kendini kopyalayabilir mitokondri tarzında basit fisyon ve kloroplastlar.

Bu sonuçta, küçük bir biyokimyasal biriktirici olan bir peroksizom kritik bir seviyeye ulaştığında meydana gelir. Sitoplazmada karşılaştığı yeterli miktarda protein ürününü lümenine (boşluk içinde) aktardıktan sonra boyut ve zar. Bu şişmiş peroksizom bölündüğü zaman, ortaya çıkan iki hücrenin her biri, başka bir yerde çöp olarak başlayan peroksizomal olmayan proteinlerin bir tamamlayıcısı ile varlığına başlar.

Peroksizomun içinde bir ürat oksidaz kristal çekirdekmikroskopta koyu dairesel bölge gibi görünen. Urat oksidaz, ürik asidin parçalanmasına yardımcı olan bir enzimdir. Çekirdek, kolayca görselleştirilemese de, çeşitli başka enzimlere de ev sahipliği yapar.

Peroksizomlar özellikle enzim açısından zengindir. katalazhidrojen peroksiti parçalayan ve onu suya dönüştüren veya organik (karbon içeren) bir bileşiğin oksidasyonunda kullanan. H₂Ö₂ kendisi, peroksizomların aldığı bir dizi farklı bileşiğin parçalanmasıyla üretildiği için önemli sayılarda mevcuttur.

Peroksizomlar, mitokondri gibi, yağ asidi oksidasyonunda coşkuyla yer alırlar ve muhtemelen serbest yaşayan ilkel aerobik veya oksijen kullanan bakteriler olarak başlamışlardır. (Günümüzde çoğu serbest yaşayan bakteri tek başına anaerobik glikolize güvenebilir.)

Peroksizomlar ayrıca biyosentezde yer almalarına ve safra ve kolesterol bileşenleri de dahil olmak üzere bir dizi farklı lipid molekülü üretmelerine rağmen, hücre biyolojisindeki başlıca rolleri kataboliktir. Karaciğerdeki bazı peroksizomlar içeceklerdeki etil alkolü detoksifiye edin oksidasyonun tanımı olan alkolden elektronları çıkararak ve başka bir yere yerleştirerek.

Peroksizomlardaki bazı enzimler uzun zincirli yağ asitlerini parçalamak diyetteki trigliseritlerin metabolizmasından ve diğer kaynaklardan kaynaklanır. Bu hayati bir işlevdir çünkü bu yağ asitlerinin birikmesi sinir dokusu için toksik olabilir. Bu reaksiyonlar için gerekli olan enzimler, sitoplazma tarafından polipeptit zincirleri olarak sentezlendikten sonra ribozomlar endoplazmik retikulum üzerinde.

reaktif oksidatif türlerveya ROS, araba egzozunun gaz yakan otomobillerin kaçınılmaz bir ürünü olması gibi, gerekli hücresel işlemler için enerji kullanımında kaçınılmaz olarak oluşan kimyasallardır.

Adlarından da anlaşılacağı gibi, nispeten düşük konsantrasyonlarda tutulmadıkları takdirde çeşitli hücre hasarı türlerine katkıda bulunabilecekleri için oksitleyici ajanlardır. Yine de bu oksidatif reaksiyonlar yaşamın kendisi için hayati öneme sahiptir; ROS zararlı olabilir, ancak öncüleri olarak hizmet eden molekülleri görmezden gelmek bir seçenek değildir.

Bu nedenle, araştırma ilgi alanlarından biri, peroksizomların ihtiyaç duyulan ROS üretimi ile bunların temizlenmesi arasında nasıl bir denge kurduğunu incelemektir. maddeler ve onları üreten enzimler, peroksizoma ve hücreye yarardan çok zarar verebilecek seviyelere yükselmeden önce bütün.

Tüm hayvan hücreleri peroksizomlar içerir, ancak bunlar özellikle önemli bir rol oynarlar. sinir hücreleribeyindekiler de dahil. Bunun nedeni, peroksizomların sentez yeri olarak hizmet etmesidir. plazmalojenler. Bunlar, kalp ve vücudun nöronları da dahil olmak üzere belirli dokulardaki hücrelerin plazma zarlarına dahil edilen özel bir fosfolipid molekülü türüdür. Merkezi sinir sistemi.

Plazmalojenler maddenin önemli bir bileşenidir. miyelinsinir uyarılarının normal iletimi için gerekli olan. Miyelin hasarı aşağıdaki gibi hastalıklara yol açabilir: multipl skleroz (MS) ve amyotrofik lateral skleroz (ALS). Bilim adamları, peroksizom işlevini içeren bozukluklar ile belirli sinir bozukluklarının ilerlemesi arasındaki kesin bağlantıyı öğrenmeyi amaçlıyor.

Karaciğer ve böbrek başlıca detoksifikasyon merkezleridir; bu nedenle, bu organlar yüksek yoğunlukta kimyasal reaksiyonlara ve buna bağlı olarak potansiyel olarak zararlı atık ürünlerin yüksek birikimine sahiptir. Karaciğerde, peroksizomlar safra asitlerini üretir ve safranın kendisi, yağın ve yağlarda kolayca çözünen b12 vitamini.

Böbrekte, peroksizomlarda yaygın olarak bulunan belirli bir protein böbrek taşı oluşumunu önlemeye yardımcı olurveya böbrek taşı. Bu, kalsiyum birikintilerine bağlı son derece acı verici bir durumdur.

Bitki hücrelerinde peroksizomlar, fotorespirasyon. Bu reaksiyonlar dizisi, bitki tarafından ihtiyaç duyulmayan tesadüfi bir fotosentez ürünü olan fosfogliserattan bitkinin kurtulmasına hizmet eder ve önemli seviyelerde rahatsızlık verir.

Fosfogliserat, peroksizomlar içinde gliserata dönüştürülür ve daha sonra Calvin döngüsünün faydalı reaksiyonlarında yer alabileceği kloroplastlara geri döndürülür.

Peroksizomlar da rol oynar bitkilerde tohum çimlenmesi. Bunu, yeni oluşan organizmanın yakınındaki lipitleri ve yağ asitlerini, çok daha yararlı bir adenozin trifosfat kaynağı olan şekerlere dönüştürerek yaparlar. ATP (enerji sağlayan bir molekül), hızla büyüyen ve olgunlaşan tohum ürünleri için.