Peroksizomların Özellikleri, Yeri, Fonksiyonları ve Yapısı



peroksizomların bunlar yaklaşık 0,2 ila 1,0 µm çapında ve bir zarla çevrili küresel hücresel organellerdir. Hayvan ve bitki hücrelerinde bulunurlar ve biyomoleküllerin (amino asitler ve yağ asitleri) veya toksik maddelerin (alkol) oksidasyon süreçleriyle bağlantılı metabolik yollar için gerekli enzimlere sahiptirler..

Bu işlemlerde yer alan enzimlere ayrıca sentetik yollarda yer alan oksidazlar denir. Peroksizomların özel bir enzimi vardır: Hidrojen peroksiti (H'yi ortadan kaldırabildikleri katalaz)2Ey2), toksik maddelerin parçalanmasından kaynaklanan ikincil bir üründür..

Potansiyel olarak zararlı olan bu maddenin aynı organelde ortaya çıktığını ve elimine edildiğini, bu nedenle hücrenin asla bu bileşiğe maruz kalmadığını unutmayın. Peroksizomlar, 1954'te İsveç Johannes Rhodin tarafından, muridlerde böbreklerin morfolojisi incelenirken keşfedildi. İlk başta onlara mikro cisimler deniyordu..

Daha sonra, 1966'da, bir grup araştırmacı, yeni organellerin biyokimyasal özelliklerini tanımladı ve peroksizomun adını, üretim ve bozunmasından dolayı tayin etti.2Ey2.

indeks

  • 1 Genel özellikler ve konum
    • 1.1 Peroksizomların çeşitliliği
  • 2 İşlev
    • 2.1 Yağ asitlerinin bozulması
    • 2.2 Toksik ürünlerin bozulması
    • 2.3 Biyomoleküllerin sentezi
  • Bitkilerde 3 Peroksizom
    • 3.1 Glioksisomlar
    • 3.2 Fotorespirasyon
  • 4 yapı
  • 5 Menşei
  • 6 Kaynakça

Genel özellikler ve konum

Peroksizomlar, tek bir zarla çevrili küresel bölmelerdir. Sırasıyla iki veya üç membranlı kompleks bir sistemle çevrili mitokondri veya kloroplastlar gibi diğer hücresel bölmelerin aksine yapılarına bağlı kendi genomlarına veya ribozomlarına sahip değillerdir..

Hayvan ve bitki hücrelerinin çoğu peroksizomlara sahiptir. Başlıca istisna, kırmızı kan hücreleri veya eritrositlerdir..

Bu yapıda oksidatif metabolizmaya katılan enzimler bulunur. Bazı ürünlerin oksidasyonu hidrojen peroksit üretir, çünkü bu substratların hidrojenleri oksijen moleküllerine aktarılır.

Hidrojen peroksit hücreye toksik bir maddedir ve yok edilmesi gerekir. Bu nedenle, peroksizomlar, su ve oksijen moleküllerine dönüşümünü sağlayan katalaz enzimini içerir..

Peroksizom çeşitliliği

Peroksizomlar oldukça çeşitli organellerdir. Hücre tipine ve çalışma türüne bağlı olarak, içindeki enzimatik kompozisyonu değiştirebilirler. Aynı şekilde maruz kaldıkları çevresel koşullara göre de değişebilirler..

Örneğin, karbonhidratların varlığında yetişen mayalarda, peroksizomların küçük olduğu kanıtlanmıştır. Bu organizmalar metanol veya yağ asitleri bakımından zengin ortamlarda büyüyünce, peroksizomlar bu bileşikleri oksitlemek için daha büyüktür.

Türün protistlerinde Trypanosoma (bu cins patojenik türleri içerir T. cruzi, Chagas hastalığının nedensel ajanı) ve diğer kinetoplastitler, glikozom adı verilen bir peroksizom türüne sahiptir. Bu organel bazı glikoliz enzimlerine sahiptir.

Mantarlarda Woronin gövdesi adı verilen bir yapı vardır. Bu, hücresel yapının korunmasına katılan bir tür peroksizomdur..

Benzer şekilde, belirli türlerin peroksizomlarında benzersiz olan enzimler vardır. Ateşböceklerinde peroksizomlar, bu koleoptera grubunun tipik biyolüminesansından sorumlu olan lusiferaz enzimini içerir. Cinsinin mantarında penisilyum, peroksizomlar penisilin üretiminde rol oynayan enzimler içerir.

fonksiyonlar

Peroksizomda hücreler için gerekli olan oksidasyon yolları oluşur. Yağ asitlerini, ürik asit ve amino asitleri parçalayabilen elliden fazla enzim türüne sahiptir. Ayrıca lipid sentez yollarına katılırlar. Daha sonra, fonksiyonlarının her biri ayrıntılı olarak açıklanacaktır:

Yağ asitlerinin bozulması

Peroksizomdaki yağ asitlerinin oksidasyonu, asetil grubunun üretiminden kaynaklanan β oksidasyon adı verilen metabolik bir yoldan oluşur. Bu, yağ asitlerinin parçalanmasının nihai ürünlerinin karbondioksit ve ATP olduğu mitokondride meydana gelen benzer parçalanma reaksiyonuna aykırıdır..

Mitokondri ve peroksizomda β oksidasyonun meydana geldiği hayvan hücrelerinin aksine, mayalarda sadece peroksizomlarda meydana gelir..

Asetil grupları diğer hücre bölmelerine taşınabilir ve temel metabolitlerin biyosentez yolaklarına dahil edilebilir.

Toksik ürünlerin bozulması

Peroksizomlar özellikle karaciğer ve böbreklerde detoksifikasyon reaksiyonlarına katılır.

Peroksizomlar, kan dolaşımına giren alkol, fenoller, formik asit ve formaldehit gibi toksik substratları bozabilir. Bu oksidasyon reaksiyonları hidrojen peroksit üretir.

Organelinin adı bu molekülün üretimi ile verilir. Bunu parçalamak için, hücreye, suya ve oksijene zarar vermeyen maddeler üreten aşağıdaki kimyasal reaksiyonu katalize eden katalaz enzimine sahiptir:

2 H2Ey2 -> H2O + O2

Biyomoleküllerin sentezi

Hayvan hücrelerinde, kolesterol ve dolikol sentezi, peroksizomda ve endoplazmik retikulumda gerçekleşir. Kolesterol, bazı dokuların esansiyel bir lipididir. Plazma zarlarındaki varlığı akışkanlığını belirler. Ayrıca kan plazmasında bulunur.

Dolikol, kolesterol gibi bir lipittir ve hücre zarlarında, özellikle endoplazmik retikulumda bulunur..

Peroksizomlar ayrıca safranın, safra bileşenlerinin sentezine de katılırlar. Bu bileşikler kolesterol kaynaklıdır. Safranın ana işlevi, bir çeşit deterjan görevi gören bağırsaklardaki yağların sabunlaştırılmasıdır..

Plazmalojenler, eter tipi bir bağın mevcudiyeti ile karakterize edilen, lipit yapılı moleküllerdir. Bu lipit, kalp ve beynin dokularını oluşturan hücrelerin zarlarının vazgeçilmez bir bileşeni olarak bulunur. Peroksizomlar, bu lipitlere yol açan ilk iki adıma katılır.

Bu nedenle, peroksizom seviyesinde bir hücresel başarısızlık meydana geldiğinde, kendisini nörolojik anormallikler içinde gösterebilir. Bu patolojilerin bir örneği Zellweger sendromu.

Bitkilerde peroksizom

glyoxisomes

Bitkiler glisoksom olarak adlandırılan özel peroksizom tipi organelleri içerir. Fonksiyon, maddeleri depolamak ve lipidleri bozmaktır. Esas olarak tohumlarda bulunurlar.

Bitkilerin tipik bir reaksiyonu glisoksizomlarda meydana gelir: yağ asitlerinin glikoza dönüşümü.

Bu metabolik yol, glikoksilat döngüsü olarak bilinir ve sitrik asit döngüsüne oldukça benzerdir. Bu dönüşümü sağlamak için, daha sonra glikoza geçen süksinik asit üretmek için iki asetil CoA molekülü kullanılır..

Tohumdan çıkan bitki henüz fotosentetik olarak aktif değildir. Bu durumu telafi etmek için, bitki kendileri sentezleyene kadar bu karbonhidratları glisoksizomdan kullanabilirler. Bu işlem tohumun doğru çimlenmesi için esastır.

Bu yağ asitlerinin karbonhidratlara dönüşümü hayvan hücrelerinde imkansızdır, çünkü bunlar glikoksilat döngüsünün enzimlerine sahip değildir..

fotorespirasyon

Peroksizomlar bitki hücrelerinde fotorespirasyon işlemlerine katılır. Bu şekilde temel işlevi, fotosentetik işlemler sırasında oluşan ikincil ürünleri metabolize etmektir..

Rubisco enzimi (ribuloz-1,5-bifosfat karboksilaz / oksijenaz), karbon dioksitin sabitlenmesine katılır. Bununla birlikte, bu enzim karbondioksit değil oksijen alabilir. Enzimin adından da anlaşılacağı gibi, aynı zamanda bir karboksilaz ve bir oksijenazdır.

Bu alternatif oksijenasyon yolu ile üretilen bileşiklerden biri fosfoliglikodur. Glikolat haline dönüştürüldükten sonra, bu molekül oksidasyonunun glisine olduğu peroksizomlara gönderilir.

Glisin, serin olduğu mitokondriye alınabilir. Serin, peroksizoma döner ve gliserat haline gelir. Sonuncusu kloroplasttan geçer ve Calvin döngüsüne dahil edilebilir.

Başka bir deyişle, peroksizomlar, karbon fosil gliko bitki için faydalı bir metabolit olmadığından karbonları geri kazanmaya yardımcı olur..

yapı

Peroksizomlar çok basit yapılara sahiptir. Tek bir lipit membranla çevrilidirler.

Bu bölmeler herhangi bir genetik materyale sahip olmadığından, işlevleri için gerekli tüm proteinler ithal edilmelidir. Peroksizomlara taşınması gereken proteinler ribozomlar tarafından sentezlenir ve sitozolden nihai varış noktalarına taşınır.

Belirli bir proteinin peroksizomlara yerini gösteren etiket, protein zincirinin terminal karbonunda bir dizi serin, lisin ve lösin içermesi ile karakterize edilir. Bu etiket İngilizce kısaltması için PTS1 olarak bilinir., peroksizom hedefleme sinyali 1.

Proteinlerin peroksizomdaki yerini gösteren, örneğin PTS2 olarak adlandırılan amino terminusunda dokuz amino asidin varlığı gibi başka etiketler de vardır. Aynı şekilde, fosfolipitler endoplazmik retikulumda sentezlenir ve peroksizoma alınır..

Kökenleri dışında lizozomlara benzerler. Lizozomlar, hücrelerin zar sisteminden filizlenir. Petokoksomlar, mitokondri ve plastitler gibi bölünerek çoğalabilirler. Protein ve lipidlerin dahil edilmesi sayesinde, peroksizomlar büyüyüp iki ayrı bölmeye ayrılabilir.

kaynak

Geçmişte, peroksizomların bir endosimbiyotik işlemden kaynaklandığı; Ancak, bu görüş çok sorgulandı.

Son kanıtlar, endoplazmik retikulum ile peroksizomlar arasında yakın bir ilişkinin var olduğunu göstermiştir, bunlar retikülden kaynaklanabilecek hipotezi desteklemektedir..

referanslar

  1. Campbell, N.A., & Reece, J.B. (2007). biyoloji. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). Hücre: Moleküler Bir Yaklaşım. 2. baskı. Sinauer Associates
  3. Gabaldón, T. (2010). Peroksizom çeşitliliği ve evrimi. Kraliyet Toplumunun Felsefi İşlemleri B: Biyolojik Bilimler, 365(1541), 765-773.
  4. Lodish, H. (2005). Hücresel ve moleküler biyoloji. Ed. Panamericana Medical.
  5. Terlecky, S.R., ve Walton, P.A. (2005). Peroksizomların İnsan Sağlığı ve Hastalıklarında Biyogenezi ve Hücre Biyolojisi. içinde Hücresel Organellerin Biyogenezi (sf. 164-175). Springer, Boston, MA.
  6. Titorenko, V. I. ve Rachubinski, R.A. (2004). Peroksizom: önemli gelişimsel kararları hücrenin içinden düzenler. Hücre Biyolojisi Dergisi, 164 (5), 641-645.
  7. Tortora, G.J., Funke, B.R., & Case, C.L. (2007). Mikrobiyolojiye giriş. Ed. Panamericana Medical.