פרקיזומים מאפיינים, מיקום, פונקציות ומבנה



ה peroxisomes הם אורגניים הסלולר כדורית, עם קוטר של 0.2-1 מיקרומטר בערך ומוקף קרום. הם נמצאים בתאים בעלי חיים וצמחים ויש להם את האנזימים הדרושים עבור מסלולים מטבוליים הקשורים לתהליכי חמצון של ביומולקולות (חומצות אמינו וחומצות שומן) או חומרים רעילים (אלכוהול)..

האנזימים המעורבים בתהליכים אלה נקראים אוקסידים, המעורבים גם במסלולים סינתטיים. Peroxisomes יש אנזים מיוחד: catalase, שבה הם מסוגלים לחסל מי חמצן (H2הו2), שהוא מוצר משני שנגרם על ידי השפלה של חומרים רעילים.

שים לב כי זה חומר מזיק פוטנציאלי הוא מקורו ו בוטלו באותה אברון, ולכן התא מעולם לא נחשף למתחם זה. הפרקיזומים התגלו בשנת 1954 על ידי יוהנס רודין השוודי, תוך כדי לימוד המורפולוגיה של הכליות במרידים. בתחילה הם נקראו גופים זעירים.

מאוחר יותר, בשנת 1966, קבוצה של חוקרים תיארה את המאפיינים הביוכימיים של האורגנל החדש והקצתה לו את השם של הפרוקסומיום, בשל הפקה והשפלה של2הו2.

אינדקס

  • 1 מאפיינים כלליים ומיקום
    • 1.1 מגוון של פרקיזומים
  • 2 פונקציות
    • 2.1 השפלה של חומצות שומן
    • 2.2 השפלה של מוצרים רעילים
    • 2.3 סינתזה של ביומולקולות
  • 3 peroxisome בצמחים
    • 3.1 גלוקסיזומים
    • 3.2 צילום
  • מבנה
  • 5 מוצא
  • 6 הפניות

מאפיינים כלליים ומיקום

פרקיזומים הם תאים כדוריים מוקפים בקרום יחיד. אין להם גנום משלהם או ריבוזומים הקשורים למבנה שלהם, בניגוד לתאים תאיים אחרים, כגון מיטוכונדריה או כלורופלסטים, המקיפים מערכת מורכבת של שניים או שלושה ממברנות, בהתאמה..

רוב בעלי חיים ותאי הצמח יש peroxisomes. החריג העיקרי הוא תאי דם אדומים או אריתרוציטים.

אנזימים המעורבים בחילוף חומרים חמצוני נמצאים במבנה זה. החמצון של כמה מוצרים מייצר מי חמצן, שכן ההידרוגנים של מצעים אלה מועברים מולקולות חמצן.

מי חמצן הוא חומר רעיל לתא ויש לבטל. לכן, peroxisomes מכילים את האנזים catalase, המאפשר המרה שלה למים מולקולות חמצן.

מגוון של peroxisomes

פרקיזומים הם אברונים מגוונים למדי. בהתאם לסוג התא ומחקר המינים, הם יכולים לשנות את הרכב אנזימטי בפנים. באותו אופן, הם יכולים להשתנות בהתאם לתנאים הסביבתיים שאליהם הם נחשפים.

לדוגמה, הוכח כי בשמרים כי לגדול בנוכחות של פחמימות, peroxisomes הם קטנים. כאשר אורגניזמים אלה גדלים בסביבות עשירות במתנול או בחומצות שומן, הפרקיזומים גדולים יותר לחמצון תרכובות אלו.

אצל הפרוטאיסטים של הז'אנר טריפנוסומה (סוג זה כולל את המינים הפתוגניים ט קרוזי, הסוכן הסיבתי של מחלת Chagas) ו kinetoplastids אחרים, יש סוג של peroxisome שנקרא glycosoma. זה אורגנל בעל אנזימים מסוימים של גליקוליזה.

בפטריות יש מבנה הנקרא גוף של וורונין. זהו סוג של peroxisome המשתתף בתחזוקה של המבנה הסלולר.

כמו כן, ישנם אנזימים של peroxisomes של מינים מסוימים, כי הם ייחודיים. ב fireflies, peroxisomes מכילים את luciferase האנזים, אשר אחראי על פליטת אור טיפוסית של קבוצה זו של coleoptera. בפטריות הסוג פניציליום, peroxisomes מכילים אנזימים המעורבים בייצור של פניצילין.

פונקציות

מסלולי חמצון חיוניים עבור תאים להתרחש peroxisome. יש להם יותר מחמישים סוגים של אנזימים שיכולים לבזות חומצות שומן, חומצת שתן וחומצות אמינו. הם גם להשתתף נתיבי סינתזה השומנים. לאחר מכן, כל אחד מתפקידיו יתואר בפירוט:

השפלה של חומצות שומן

חמצון של חומצות שומן ב peroxisome מתרחשת דרך מסלול מטבולי הנקרא חמצון β, אשר נובע מייצור של קבוצת אצטיל. זה בניגוד לתגובה השפלה מקבילה המתרחשת המיטוכונדריה, שבו מוצרים הסופי של השפלה של חומצות שומן הם פחמן דו חמצני ATP.

שלא כמו תאים בעלי חיים, שם חמצון β מתרחשת המיטוכונדריה ב peroxisome, בשמרים זה קורה רק peroxises.

קבוצות אצטיל יכול להיות מועבר תאים תא אחרים להיכלל מסלולים ביוסינתזה של מטבוליטים חיוניים.

השפלה של מוצרים רעילים

Peroxisomes להשתתף בתגובות דטוקסיפיקציה, במיוחד בכבד ובכליות.

פרקיזומים עלולים לפגוע במצעים רעילים הנכנסים לזרם הדם, כגון אלכוהול, פנולים, חומצה פורמית ופורמלדהיד. אלה תגובות חמצון לייצר מי חמצן.

שם האורגנה ניתן על ידי ייצור של מולקולה זו. כדי להשפיל אותו, הוא מכיל את האנזים קטלז, אשר מזרז את התגובה הכימית הבאה המייצרת חומרים שאינם מזיקים לתא, מים וחמצן:

2 ח2הו2 -> ח2O + O2

סינתזה של ביומולקולות

בתאי בעלי חיים, הסינתזה של כולסטרול ו dolichol מתרחשת peroxisome ו reopulum endoplasmic. כולסטרול הוא שומנים חיוניים של כמה רקמות. נוכחותה בקרום הפלזמה קובעת את נזילותה. זה נמצא גם פלזמה בדם.

Dolichol, כמו כולסטרול, הוא שומנים והוא נוכח קרום התא, במיוחד reticulum endoplasmic.

פרוקסיזומים משתתפים גם בסינתזה של חומצות מרה, מרכיבי מרה. תרכובות אלה מקורן כולסטרול. הפונקציה העיקרית של מרה היא הספיגה של שומנים במעיים, מתנהג כמו סוג של חומר ניקוי.

פלסמלוגנים הם מולקולות בעלות אופי שומני, המאופיינות בנוכחות של קשר מסוג אתר. ליפיד זה נמצא כמרכיב חיוני של הקרומים של התאים המרכיבים את הרקמה של הלב והמוח. Peroxisomes להשתתף בשני הצעדים הראשונים שמעוררים שומנים אלה.

מסיבה זו, כאשר חלק מהכישלון הסלולר מתרחש ברמת הפרוקסומיום, הוא יכול להתבטא בחריגות נוירולוגיות. דוגמה לפתולוגיות אלה היא תסמונת זלוגר.

Peroxisome בצמחים

גלוקסיזומים

הצמחים מכילים מיוחד peroxisome סוג האברונים שנקרא glyoxysomes. הפונקציה היא לאחסן חומרים ולפגוע בשומנים. הם נמצאים בעיקר זרעים.

תגובה טיפוסית של צמחים מתרחשת glyoxysomes: המרה של חומצות שומן לתוך גלוקוז.

מסלול מטבולי זה ידוע בתור מחזור glyoxylate והוא די דומה למחזור חומצת לימון. כדי להשיג המרה זו, שתי מולקולות של COA אצטיל משמשים לייצר חומצה succinic, אשר לאחר מכן עובר גלוקוז.

הצמח העולה מן הזרע עדיין אינו פעיל באופן פוטוסיניטי. כדי לפצות על עובדה זו, הם יכולים להשתמש אלה carbohydrates מ glyoxysome עד המפעל יכול לסנתז אותם על ידי עצמו. תהליך זה הוא חיוני עבור נביטה נכונה של הזרע.

המרה זו של חומצות שומן לפחמימות בלתי אפשרי בתאי בעלי חיים, שכן אין להם את האנזימים של מחזור glyoxylate.

התפוגגות

Peroxisomes להשתתף photorespiration תהליכים בתאי הצמח. הפונקציה העיקרית שלה בדרך זו היא לחילוף חומרים משניים שנוצרו במהלך התהליכים פוטוסינתטית.

אנזים rubisco (ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase / oxygenase) משתתפת קיבעון של פחמן דו חמצני. עם זאת, אנזים זה יכול לקחת חמצן ולא פחמן דו חמצני. כמו שם האנזים מציין, הוא carboxylase ו oxygenase בו זמנית.

אחד התרכובות המיוצר על ידי נתיב חלופי זה של חמצון הוא phosphoglycolate. לאחר שהוסב לגליקולאט, המולקולה הזו נשלחת לפרוקסיזום, שם מתרחשת החמצון שלה לגליצין.

גליצין ניתן לקחת את המיטוכונדריה, שם הוא הופך לסרין. הסרין מחזירה את peroxisome והופך גליצרי. האחרון מעביר את הכלורופלסט ויכול להשתלב במחזור קלווין.

במילים אחרות, peroxisomes לעזור לשחזר את הפחמנים, שכן phosphoglycolate אינו מטבוליט שימושי עבור הצמח.

מבנה

Peroxisomes יש מבנים פשוטים מאוד. הם מוקפים בקרום שומנים אחד.

מכיוון שלתאים אלה אין חומר גנטי כלשהו, ​​יש לייבא את כל החלבונים הדרושים לתפקודם. החלבונים כי יש להעביר את peroxisomes מסונתזים על ידי הריבוזומים ומועברים מן cytosol אל היעד הסופי שלהם.

התווית המציינת את המיקום של חלבון מסוים כדי peroxisomes מאופיין על ידי הכללת רצף של serine, lysine ו leucine ב פחמן סופי של שרשרת החלבון. תווית זו ידועה בשם PTS1 עבור ראשי התיבות שלה באנגלית, מיקוד peroxisome 1.

יש גם תוויות אחרות המציינות את המיקום של החלבון ב peroxisome, כגון נוכחות של תשע חומצות אמינו ב טרמינל אמינו בשם PTS2. באותו אופן, phospholipids הם מסונתז reticulum endoplasmic ונלקחים peroxisome.

הם דומים לליזוזומים, פרט למקורם. הליזוזומים נובעים ממערכת הממברנה של התאים. פרקיזומים, כמו מיטוכונדריה ופלסטידים, יכולים לשכפל בחלוקה. בזכות שילוב של חלבונים ושומנים, פרוקסיזומים יכולים לגדול ולפצל לשני תאים נפרדים.

מוצא

בעבר הוצע כי peroxisomes שמקורם על ידי תהליך endosymbiotic; עם זאת, השקפה זו נחקרה מאוד.

עדויות חדשות הראו את קיומה של מערכת יחסים הדוקה בין הרטיקולום האנדופלאסמי לבין הפרוקסיסומים, התומכת בהשערה שמקורם בגזע.

הפניות

  1. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). ביולוגיה. אד פנמריקנה מדיקל.
  2. קופר, ג 'מ' (2000). התא: גישה מולקולרית. מהדורה שנייה. סינואר
  3. Gabaldón, T. (2010). מגוון ואבולוציה של פרוקסומיום. עסקאות פילוסופיות של החברה המלכותית ב: מדעי הביולוגיה, 365(1541), 765-773.
  4. Lodish, H. (2005). ביולוגיה תאית ומולקולרית. אד פנמריקנה מדיקל.
  5. Terlecky, S. R., & Walton, P. A. (2005). ביוגנזה וביולוגיה של תאים של פרקיזומים בבריאות ומחלות אנושיים. ב ביוגנזה של אורגנים סלולריים (עמ '164-175). שפרינגר, בוסטון, תואר שני.
  6. Titorenko, V. I., & Rachubinski, R. A. (2004). את peroxisome: תזמון החלטות התפתחותיות חשובות מתוך התא. Journal of Cell Cell, 164 (5), 641-645.
  7. Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2007). מבוא למיקרוביולוגיה. אד פנמריקנה מדיקל.