Peroxisomeneigenschaften, Funktionen, Struktur, Biogenese

Der Peroxisomen, Sie sind auch als Mikrocurnms bekannt und sind kleine Zellorganellen, die Lysosomen sehr ähnlich sind, die im Cytosol der meisten eukaryotischen Zellen suspendiert sind.

So wie der menschliche Körper Organe hat, die unterschiedliche Funktionen erfüllen, um ihn am Leben zu erhalten, haben die Zellen sie auch und sind diejenigen, die wir "Organellen" oder "Organellen" nennen, die wir nennen, die wir als "Organellen" oder "Organellen" bezeichnen.

Wenn das Herz das Blut in Richtung des Restes des Körpers pumpt, erhält die Nase und die Lungen zum Atmen, der Magen erhält das Nahrung und beginnt mit seiner Verdauung und das Gehirn ist für die Koordinierung von allem verantwortlich sind für viele der Funktionen von Zellen essentiell.

Zu einigen der Zellorganellen gehören die Peroxisomen, die 1960 von Christian René de Duve beschrieben wurden.

De Duve hat 1974 den Nobelpreis für Physiologie und Medizin mit Albert Claude und George Palade dank ihrer Arbeit mit diesen Techniken und der Entdeckung von Peroxisomen geteilt.

Der Name dieser Organellen stammt aus der internen Produktion von Wasserstoffperoxid (H)₂ENTWEDER₂), Ein Nebenprodukt von Oxid-Reduktions-Reaktionen, die in diesen auftreten und die für Zellen möglicherweise toxisch ist (kann mit vielen anderen Molekülen reagieren), sodass es schnell abgebaut wird.

In einer Zelle kann es bis zu 500 Perxisomen im Cytosol "schwimmen", aber die Anzahl und Größe dieser Organellen hängt nicht nur von der Art der fraglichen Zelle ab, sondern vom physiologischen Zustand desselben und dem Medium, das sie umgibt.

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Allgemeine Eigenschaften von Peroxisomen

Es gibt viele Merkmale, die Peroxisomen haben, die sie anderen Zellorganellen ähneln und gleichzeitig sehr unterschiedlich sind. Als nächstes werden eine kurze Liste, in der einige der wichtigsten zusammengefasst sind:

- Sie sind kleine Organellen, die von einer einfachen Membran umgeben sind, die sie vom Rest von Molekülen und Organellen im Cytosol trennt.

- Vieles von dem, was sich im Inneren befindet, insbesondere Proteine ​​und Enzyme, werden im Zytosol der Zelle synthetisiert die Transkription eines bestimmten Gens.

- Sie haben kein eigenes Genom, dh im Inneren gibt es keine DNA oder die notwendigen Maschinen für die Verarbeitung (Replikation, Transkription und Translation)).

- Sie vermehren sich mit der Division.

- Im Inneren finden Sie bis zu 50 verschiedene Verdauungsenzyme und ihre sekundären Produkte (gefährlich für Zellen).

- Seine Größe und Zahl können zwischen einer Zelle und einer anderen stark variieren, da sie von den intrazellulären Bedingungen (induzierbar) und dem Zelltyp abhängen.

Funktionen

Schema einer Mikrobenzelle, die ein Peroxisom (Peroxisom), eine Mitochondrien (Mitochondriom) und den Nucleus (Nucleus) (Quelle: CNX OpenStax/CC by.Org/lizenzen/bis/4.0) über Wikimedia Commons)

Peroxisomen erfüllen unterschiedliche Funktionen in einer Zelle, von denen viele mit den Enzymen im Inneren verbunden sind.

- Oxidative Reaktionen

Innerhalb von Peroxisomen treten viele Oxid-Reduktions-Reaktionen auf. Dies ist der Austausch von Elektronen zwischen einer Verbindung und einer anderen, die normalerweise durch Proteine ​​mit enzymatischer Aktivität (Enzyme) katalysiert werden, katalysiert normalerweise (Enzyme).

Diese Oxid-Reduktionsreaktionen in Peroxisomen erzeugen derzeit derzeit Wasserstoffperoxid (H)₂ENTWEDER₂) Eine Verbindung, die für Zellen schädlich ist.

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Im Inneren von Peroxisomen gibt es jedoch ein Enzym namens Katalase, das für die Zerlegung von Wasserstoffperoxid verantwortlich ist.

Die Fähigkeit, diese Reaktionen im Inneren einzudämmen, hängt eng mit den anderen Funktionen zusammen, die diese Zellorganellen ausführen.

Ohne die oxidativen Reaktionen von Peroxisomen könnte die Akkumulation von Verbindungen wie langkettige Fettsäuren beispielsweise erhebliche Schäden an Nervenzellen im Gehirn verursachen.

- Energiestoffwechsel

Peroxisomen nehmen an der ATP -Produktion teil, die die Hauptenergie -"-Währung" einer Zelle ist.

Eine der Möglichkeiten, wie sie es tun, ist die Abbau von Fettsäuren (von denen die Fette und viele Lipide zusammengesetzt sind), die Verdauung von Ethanol (eine Art Alkohol) und Aminosäuren (die "Blöcke", aus denen Proteine ​​besteht) usw.

In tierischen Zellen werden die meisten Fettsäuren in Mitochondrien abgebaut und in Peroxisomen ein kleiner Teil verarbeitet, aber in Hefen und Pflanzen ist diese Funktion praktisch ausschließlich Peroxisomen.

- Biosynthese

Peroxisomen arbeiten auch bei der Herstellung von Molekülen, die Teil von Zellmembranen sind. Diese Moleküle sind als Plasmalogene bekannt und sind eine sehr wichtige Art von Lipid für Hirn- und Herzzellen (Herz-) Zellen von Menschen und anderen Säugetieren.

Andere in Peroxisomen synthetisierte Lipide und mit der Beteiligung des endoplasmatischen Retikulums (eine andere sehr wichtige Zellorganelle) sind Cholesterin und Dolicol, die für den Betrieb von Zellen wesentlich sind.

Bei vielen mammierten Tieren zum Beispiel beteiligen Dünndarm.

Struktur

Peroxisomen sind membranöse Organellen, aber im Gegensatz zu den Membranen, die in anderen Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten beobachtet werden, haben sie beispielsweise eine einfache Membran und kein Doppelmembransystem.

Sein Aussehen ist nicht konstant, dh es kann sich ändern. Es handelt sich jedoch normalerweise um kugelförmige Organellen mit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen 0.2 und 1 μm, dh der Millionstel eines Meter.

Grundschema der Struktur eines Peroxisoms (Quelle: thureson/cc By-SA (http: // CreateRecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0/) über Wikimedia Commons)

Wenn sie keine kugelförmige Form haben, können sie als kleine Tubuli unterschiedlicher Größen angesehen werden, die miteinander verbunden sind (es ist sicherlich Spaltungsperoxisomen).

Sie haben oft ein kristallines Zentrum oder Kern, den Wissenschaftler auf diese Weise beschreiben, wie sie es im Mikroskop beobachten, wahrscheinlich aufgrund der enormen Menge an Protein im Inneren.

Biogenese (Ursprung)

Obwohl Peroxisomen keine DNA im Inneren enthalten, das heißt, sie haben kein eigenes Genom, können sie durch Edelstein oder Spaltung geteilt werden.

Dieser Prozess hängt von der Menge an Proteinen und Materialien zum Bau neuer Membranen ab, die aus dem Cytosol „importiert“ werden.

Diejenigen, die teilnehmen?

Das endoplasmatische Retikulum ist für die Synthese von Phospholipiden verantwortlich.

Die Ribosomen (tatsächlich im Cytosol als "freie Polyribosomen") sind diejenigen, die die meisten Proteine ​​übersetzen. Diese Proteine ​​können nur in die Peroxisome eintreten, wenn sie über ein spezielles Etikett oder eine "Marke" verfügen.

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Ohne diese Marken können Proteine ​​nicht von anderen Proteinen in der Peroxisommembran erkannt werden und können sie daher nicht überqueren können.

Dann, wenn im Cytosol die Ribosomen am rauen endoplasmatischen Retikulum befestigt sind.

Peroxisomen in tierischen Zellen

Tierzellen haben viele Perxisomen und Lysosomen, ähnliche Organellen, die für das "Recycling" anderer Organellen und verschiedene Arten von Molekülen unterschiedlicher Größe verantwortlich sind.

Die Zellen einiger Tiere (aber nicht von Menschen) haben beispielsweise Peroxisomen, die in der Lage sind, Harnsäure zu verschlechtern, was im Allgemeinen ein Stickstoffabfall ist, dessen Ansammlung im Blut schädliche Wirkungen haben kann.

"Seltene" Funktionen

Zusätzlich zu allen oben genannten Funktionen erfüllen Peroxisomen bei einigen Tieren sehr bestimmte Funktionen. Das Aufhellen und andere Insekten verwenden beispielsweise ein Enzym in den Peroxisomen ihrer Zellen, um einen Partner zu finden, und in einigen Fällen ihre Nahrung zu lokalisieren.

Dieses Enzym ist als Luciferase bekannt. Luciferase hilft Männern, einen hellen „Blitz“ von Licht zu produzieren, der grün oder gelb sein kann, und die dazu dient.

Die Dauer jedes Blitzes und das Intervall, in dem sie erscheinen, ist typisch für jede Art, sodass Frauen Männer im Dunkeln der Nacht unterscheiden können. Bei bestimmten Arten produziert das Weibchen auch einen Blitz und gibt in anderen ein Licht aus, das den Mann zum Essen anzieht.

Modifizierte Peroxisomen

So wie Pflanzen Glioxisomen besitzen, die eine Art von Peroxisom sind, die auf einen spezifischen Stoffwechselweg spezialisiert sind, haben einige tierische Zellen Peroxisomen modifiziert.

Kinetoplastiden, eine Gruppe von Parasiten, die Menschen und andere Tiere unterschiedliche Krankheiten verursachen, haben eine modifizierte Art von "aber Glycosom -Peroxisom".

Glykosomen empfangen diesen Namen, da innerhalb der für die Glukoseverarbeitung erforderlichen Enzyme (glykolytische Enzyme) zusätzlich zu anderen Enzymen, die an anderen Stoffwechselstrecken teilnehmen, gesperrt sind, um Energie zu erhalten.

Peroxisomen in Pflanzenzellen

Pflanzenzellen enthalten auch Peroxisomen, und diese haben sehr wichtige Funktionen für die Funktionsweise von Pflanzen, zusätzlich zu den Funktionen, die mit denen von Peroxisomen anderer Zellentypen geteilt werden.

- Glioxylatzyklus

In den Samen beispielsweise sind die Peroxisomen ihrer Zellen dafür verantwortlich, gespeicherte Fette in Kohlenhydrate zu verwandeln, die das für die Entwicklung des Sämlings erforderliche Rohstoff sind, das keimen wird.

Der Prozess, durch den Pflanzenperoxisomen diese Funktion ausführen.

- Photorer inspiriert

In Pflanzen sind diese Organellen auch an einem als Photorerspiration bekannten Prozess beteiligt, der aus einer Stoffwechselstrecke besteht.

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Trotz des oben genannten Vorgangs wird dieser Prozess auch als "Kohlenstoffwiederherstellung" bezeichnet, da Peroxisomen von Chloroplasten erhalten (eine andere Ornaul -Aminosäure).

Der Glycin, der in Pflanzenperoxisomen auftritt, wird in die Mitochondrien transportiert (die Organelle, bei der Atemung auftritt und die Synthese großer Mengen an ATP). In den Mitochondrien wird dieser Glycin zu einem Serin, einer anderen Aminosäure, die nach Peroxisom zurückgegeben wird.

Das Serin, einmal in Peroxisom, wird in Glyzerat umgewandelt und von dort aus wieder an Chloroplasten gesendet. Dieser gesamte Prozess führt nicht zur Energieerzeugung, sondern zur Verwendung von Kohlenstoffatomen, die auf Glycolat eingestellt sind.

Peroxisomenkrankheiten

Es gibt verschiedene Arten von „Störungen“ im Zusammenhang mit Peroxisomen. Im Allgemeinen haben diese Störungen mit Mutationen in den Genen zu tun, die an der Biogenese dieser Organellen oder sogar in den Genen, die die Enzyme codieren oder Proteine ​​codieren, beteiligt sind.

Da sie eine genetische Komponente haben, sind diese Störungen normalerweise angeboren (sie werden von Eltern zu Kindern geerbt), die je nach Fall mittelschweren oder schwerwiegenden Folgen haben können.

Zellweger -Syndrom

Dieses Syndrom enthält zwar seltsam, aber eine der schwersten Erkrankungen. Es ist durch vollständige Abwesenheit oder eine beträchtliche Verringerung der Anzahl der Chromosomen in Körperzellen gekennzeichnet.

Die genetischen Mutationen, die dieses Syndrom verursachen.

Was sind die Konsequenzen?

Kleinkinder, die von diesem Syndrom betroffen sind. Sie können Probleme in Sicht und Ohr sowie gastrointestinale und hepatische Probleme haben, sodass sie normalerweise nicht länger als ein Jahr leben.

Andere verwandte Syndrome

Es gibt andere Krankheiten im Zusammenhang mit Mängel bei Peroxisomen. Darunter befinden sich Neugeborenen -Adrenolität (Nald, Englisch Neugeborene Adrenoleukodstrophie) Und Refsum -Krankheit.

Beide Krankheiten sind durch das späten Auftreten von Symptomen gekennzeichnet, die normalerweise im Kindesalter beobachtet werden, sodass die Patienten das frühe Erwachsenenalter überleben können.

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