Peroxisomas egenskaper, funktioner, struktur, biogenes

De Peroxisomer, Även känd som mikrocurnmer, de är småcellsorganeller, mycket lik lysosomer, som är suspenderade i cytosolen i de flesta eukaryota celler.

Precis som människokroppen har organ som uppfyller olika funktioner för att hålla den vid liv, har cellerna också dem och är de vi kallar "organeller" eller "organeller".

När hjärtat pumpar blodet mot resten av kroppen, näsan och lungorna tjänar till att andas, magen tar emot maten och börjar med matsmältningen och hjärnan är ansvarig för att samordna allt (för att sätta några exempel), så organellerna är viktiga för många av cellernas funktioner.

Bland några av cellorganellerna är peroxisomas, som beskrivs 1960 av Christian René de Duve, samma forskare som utvecklade teknikerna för subcellulär fraktionering för att separera de olika cellorganellerna baserade på hans densitet.

De Duve delade 1974 Nobelpriset för fysiologi och medicin med Albert Claude och George Palade tack vare deras arbete med dessa tekniker och upptäckten av peroxisomer.

Namnet på dessa organeller härstammar från den inre produktionen av väteperoxid (h₂ANTINGEN₂), En biprodukt av oxidreduceringsreaktioner som förekommer i dessa och som är potentiellt giftiga för celler (kan reagera med många andra molekyler), så det försämras snabbt.

I en cell kan det finnas upp till 500 perxisomer "simning" i cytosolen, men antalet och storleken på dessa organeller beror inte bara på typen av cell i fråga, utan på det fysiologiska tillståndet av samma och mediet som omger det.

[TOC]

Allmänna egenskaper hos peroxisomer

Det finns många egenskaper som har peroxisomer som gör dem liknar andra cellorganeller och samtidigt mycket annorlunda. Därefter är en kort lista där några av de viktigaste sammanfattas:

- De är små organeller omgiven av ett enkelt membran, som skiljer dem från resten av molekyler och organeller i cytosolen.

- Mycket av det som finns inuti, särskilt proteiner och enzymer, syntetiseras i cytosolen i den cell som de tillhör med fria ribosomer, som är komplexa proteiner som kan förmedla översättningen av RNA -budbärare (RNAM) från kärnan och härledas från transkriptionen av en specifik gen.

- De har inte sitt eget genom, det vill säga inuti finns det inget DNA eller nödvändiga maskiner för bearbetning (replikering, transkription och översättning, till exempel).

- De multiplicerar med uppdelning.

- Inuti kan du hitta upp till 50 olika matsmältningsenzymer och deras sekundära produkter (farliga för celler).

- Dess storlek och antal kan variera mycket mellan en cell och en annan, eftersom de beror på de intracellulära förhållandena (är inducerbara) och celltypen.

Funktioner

Schema för en mikrobcell som visar en peroxisom (peroxisom), en mitokondri (mitokondriom) och kärnan (kärnan) (källa: cnx openstax/cc av (https: // creativecommons.Org/licenser/av/4.0) via Wikimedia Commons)

Peroxisomer uppfyller olika funktioner i en cell, många av dem relaterade till enzymerna inuti.

- Oxidativa reaktioner

Inuti peroxisomer förekommer många oxidreduktionsreaktioner, detta är utbytet av elektroner mellan en förening och en annan, vanligtvis katalyserad av proteiner med enzymatisk aktivitet (enzymer).

Dessa oxidreduktionsreaktioner i peroxisomer producerar för närvarande väteperoxid (h₂ANTINGEN₂), En förening som är skadlig för celler.

Kan tjäna dig: Common Tijereta: Egenskaper, livsmiljö, reproduktion, näring

I det inre av peroxisomer finns emellertid ett enzym som kallas katalas, som är ansvarig för att sönderdela väteperoxid för att bilda vatten eller använda den för att oxidera andra föreningar.

Möjligheten att innehålla dessa reaktioner inuti är nära besläktad med de andra funktionerna som dessa cellorganeller utför, eftersom den metaboliska nedbrytningen av många molekyler innebär dess oxidation.

Utan oxidativa reaktioner från peroxisomer kan till exempel ackumulering av föreningar såsom fettsyror med lång kedja, orsaka betydande skador på nervceller i hjärnan.

- Energi metabolism

Peroxisomas deltar i ATP -produktion, som är den huvudsakliga energi "valutan" för en cell.

Ett av sätten på vilka de gör är att förnedra fettsyror (av vilka fetten och många lipider är sammansatta), smälta etanol (en typ av alkohol) och aminosyror ("blocken" som utgör proteiner), etc.

I djurceller nedbryts de flesta fettsyror i mitokondrier och en liten del bearbetas i peroxisomer, men i jäst och växter är denna funktion praktiskt taget exklusiv för peroxisomer.

- Biosyntes

Peroxisomer fungerar också i produktion av molekyler som ingår i cellmembranen. Dessa molekyler är kända som plasmalogener och är en mycket viktig typ av lipid för hjärn- och hjärtceller hos människor och andra däggdjur.

Andra lipider syntetiserade i peroxisomer och med deltagande av endoplasmatisk retikulum (en annan mycket viktig cellorganell) är kolesterol och dolicol, väsentliga för drift av celler.

I många mammade djur, till exempel, deltar också peroxisomerna av leverceller också i syntesen av gallsyror, som härrör från kolesterol och mycket nödvändiga för att matsmältningen av fettet finns i de livsmedel som bearbetas i magen och sedan i magen tunntarm.

Strukturera

Peroxisom är membranösa organeller, men till skillnad från membranen som observeras i andra organeller såsom mitokondrier och kloroplaster, har de till exempel ett enkelt membran och inte ett dubbelmembransystem.

Dess utseende är inte konstant, det vill säga det kan förändras. Men de är vanligtvis sfäriska organeller som har en medeldiameter mellan 0.2 och 1 μm, det vill säga miljonm meter.

Grundläggande schema för strukturen för en peroxisom (källa: Thureson/CC BY-SA (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/) via Wikimedia Commons)

När de inte har någon sfärisk form, kan de ses som små tubuli i olika storlekar, som är anslutna till varandra (det är säkert divisionsperoxisomer).

De har ofta ett kristallint centrum eller kärna, som forskare beskriver på detta sätt genom hur de observerar det vid mikroskopet, troligen som ett resultat av den enorma mängden protein inuti.

Biogenes (ursprung)

Även om peroxisomer inte innehåller DNA inuti, det vill säga att de inte har sitt eget genom, kan de delas upp av Geming eller Fission.

Denna process beror på mängden proteiner och material för att bygga nya membran som finns tillgängliga, som "importeras" från cytosolen.

De som deltar?

Endoplasmatisk retikulum ansvarar för syntesen av fosfolipider som bildar peroxisommembranet, liksom syntesen av några av deras proteiner, detta genom deras associerade ribosomer.

Ribosomerna (faktiskt finns i cytosolen som "fria polyribosomer") är de som översätter de flesta proteiner. Dessa proteiner kan bara komma in i Peroxisomas om de har en speciell etikett eller "märke".

Kan tjäna dig: makrofager: egenskaper, bildning, typer, funktioner

Utan dessa märken kan proteiner inte kännas igen av andra proteiner i peroxisommembranet och därför kommer de inte att kunna korsa det.

Sedan, om i cytosolen ribosomerna fäst vid den grova endoplasmiska retikulum.

Peroxisom i djurceller

Djurceller har många perxisomer och lysosomer, liknande organeller som är ansvariga för "återvinningen" av andra organeller och olika typer av molekyler i olika storlekar.

Cellerna hos vissa djur (men inte de hos människor) har till exempel peroxisomer som kan förnedra urinsyra, som i allmänhet är ett metaboliskt avfall som är rikt på kväve, vars ackumulering i blod kan ha skadliga effekter.

"Sällsynta" funktioner

Förutom alla de funktioner som nämns ovan utför peroxisomer mycket speciella funktioner i vissa djur. Lightening och andra insekter, till exempel, använder ett enzym i peroxisomerna i deras celler för att hitta en partner och i vissa fall hitta deras mat.

Detta enzym är känt som luciferas. Luciferas hjälper män att producera en ljus "blixt" av ljus som kan vara grönt eller gult, och som tjänar till att locka kvinnor hos samma art.

Varaktigheten för varje blixt och intervallet i vilket de verkar är typiskt för varje art, så kvinnor kan skilja män i nattens mörker. I vissa arter producerar kvinnan också en blixt och avger i andra ett ljus som lockar hanen att äta den.

Modifierade peroxisomer

Precis som växter har glioxisomer, som är en typ av peroxisom specialiserad på en specifik metabolisk väg, har vissa djurceller modifierat peroxisomer.

Kinetoplastids, en grupp parasiter som orsakar olika sjukdomar för människor och andra djur, har en modifierad typ av "men glykosom peroxisom".

Glykosomer får detta namn eftersom inuti de enzymer som är nödvändiga för glukosbearbetning (glykolytiska enzymer) är låsta, utöver andra enzymer som deltar i andra metaboliska vägar för att erhålla energi.

Peroxisom i växtceller

Växtceller innehåller också peroxisomer och dessa har mycket viktiga funktioner för växternas funktion, utöver de funktioner som delas med peroxisomer från andra typer av celler.

- Glioxylatcykel

I frön är till exempel peroxisomerna i deras celler ansvariga för att förvandla lagrade fetter till kolhydrater, som är det råvaror som krävs för utvecklingen av plantan som kommer att spira.

Processen genom vilken växtperoxisoma utför denna funktion kallas glykilatcykeln, som anses vara en variant av Krebs -cykeln, så vissa texter hänvisar till dessa peroxisomer som glioxisomer.

- Fotorpiration

I växter är dessa organeller också involverade i en process som kallas fotorerspiration, som består av en metabolisk väg "motsatt" till fotosyntes, eftersom inget syre inte produceras, men konsumeras, och koldioxid frigörs utan att få ATP.

Kan tjäna dig: amyloplast

Trots ovanstående är denna process också känd som "kolåtervinning", eftersom peroxisomer får från kloroplaster (en annan ornaulaminosyra).

Glycinet som förekommer i växtperoxisomer transporteras till mitokondrierna (organellen där andning inträffar och syntesen av stora mängder ATP). I mitokondrierna blir denna glycin en serin, en annan aminosyra, som återgår till peroxisom.

Serinen, en gång i peroxisom, omvandlas till glycerat och därifrån skickas den till kloroplast igen. Hela processen leder inte till energiproduktion utan till användning av kolatomer som är inställda på glykolat.

Peroxisomsjukdomar

Det finns olika typer av "störningar" relaterade till peroxisomer. I allmänhet har dessa störningar att göra med mutationer i generna som är involverade i biogenesen av dessa organeller eller till och med i de gener som kodar enzymerna eller transporterande proteiner dessa.

Eftersom de har en genetisk komponent är dessa störningar vanligtvis medfödda (de ärvs från föräldrar till barn) som kan få måttliga eller allvarliga konsekvenser, beroende på fallet.

Zellweger syndrom

Detta syndrom, även om det är konstigt, inkluderar en av de mest allvarliga förhållandena. Det kännetecknas av fullständig frånvaro eller en betydande minskning av antalet kromosomer i kroppsceller.

De genetiska mutationerna som orsakar detta syndrom orsakar också ansamling av föreningar som är rika på element som järn och koppar, och fettsyror i mycket lång kedja i blodet och andra vävnader som lever, hjärna och njurar.

Vilka är konsekvenserna?

Små barn som drabbats av detta syndrom föds vanligtvis med ansiktsdeformiteter (i ansiktet) och med lite intellektuell funktionshinder. De kan drabbas av problem och örat, liksom lidande gastrointestinala och leverproblem, så de lever vanligtvis inte mer än ett år.

Andra relaterade syndrom

Det finns andra sjukdomar relaterade till defekter i peroxisomer. Bland dessa är neonatal adrenoleuktofi (nald, engelska Neonatal adrenoleukodstrofi) Och re refsumsjukdom.

Båda sjukdomarna kännetecknas av det sena utseendet på symtom, som vanligtvis observeras under barndomen, så patienter kan överleva tidigt vuxen ålder.

Referenser

1. British Society of Cell Biology. (n.d.). Hämtad 13 april 2020 från www.Bscb.Org/inlärningsresur/softcell-e-learning/peroxisome/.
2. Cooper, g. M., & Hausman, r. OCH. (2004). Cellen: närmar sig molekylär. Medicinsk naklada.
3. Duve, C. TILL. B. P., & Baudhuin, s. (1966). Peroxisomer (mikrobodier och relaterade partners). Fysiologiska recensioner, 46 (2), 323-357.
4. Encyclopaedia Britannica -redaktörer. (2014). Britannica Encyclopaedia. Hämtad 13 april 2020 från www.Brittisk.com/science/peroxisome.
5. Hu, j., Baker, a., Bartel, b., Linka, n., Mullen, r. T., Reumann, s., & Zolman, f. K. (2012). Växtperoxisomer: Biogenes och funktion. Plant Cell, 24 (6), 2279-2303.
6. Lazarow, s. B., & Fujiki, och. (1985). Biogenes av peroxisomer. Årlig översyn av cellbiologi, 1 (1), 489-530.
7. Rötter, f., Baes, m., & Delanghe, s. (Eds.). (2012). Peroxisomala störningar och reglering av gener (Vol. 544). Springer Science & Business Media.
8. Van den Bosch, h., Schutgens, r. B. H., Vandrare, r. J. TILL., & TAGER, J. M. (1992). Peroxisomernas biokemi. Årlig granskning av biokemist.