Pochopenie peroxizómov, rozmanitosti, foriem, reakcií a funkcií

Pochopenie peroxizómov (Peroxysomes)

Tento peroxizóm (peroxysóm) je starodávna organela, ktorá má alebo vykonávala všetok metabolizmus kyslíka v primitívnych eukaryotických bunkách. Kyslík produkovaný fotosyntetickými baktériami sa potom akumuluje v atmosfére. To samozrejme spôsobí, že kyslík bude z niektorých buniek toxický.

Tento peroxizóm je jednou z organel, ktoré sú uzavreté jednou membránou potiahnutých lipidov a obsahujú tiež absorbujúce proteíny (receptory). Tieto peroxizómy majú za úlohu redukovať (kyslík) obsiahnutý v bunkách a tiež uskutočňovať oxidačné reakcie. Tieto peroxizómy tiež obsahujú enzýmy, ktoré prenášajú vodík zo všetkých druhov substrátov na kyslík. vyrábať peroxid vodíka ako vedľajší produkt, ktorý sa neskôr stal zdrojom názvu organela že.

J. Rhodin V roku 1954 študent medicíny zo Švédska vysvetlil organely v bunke. Potom bolo vysvetlenie vyvinuté a tiež vyšetrené cytológom, konkrétne Christianom de Duve v roku 1967, ktorý pochádzal z Belgicka.

---

Štruktúra peroxizómu

Štruktúru týchto peroxizómov nie je ľahké nájsť, kvôli malému rozdielu v hustote pri lyzozómoch. Z tohto dôvodu sa potom uskutočnila injekcia s použitím detergentu Triton WR-1339 a pokračovala tiež elektrónovým mikroskopom (Bianch a Sheeler, 1980; Kleinsmith a tiež Kish, 1988).

Výsledky tejto injekcie naznačujú, že peroxizómy majú jedinečný charakter. Malý ako lopta, má veľkosť medzi mitochondriami a ribozómami. Vďaka svojej malej veľkosti, asi 0,2 - 2 m, sú tieto peroxizómy zoskupené do mikroobjektov.

---

Funkcia peroxizómu

Jeho hlavnou funkciou je zjednodušiť dlhú mastnú kyselinu beta-oxidáciou.

V živočíšnych bunkách budú produkované mastné kyseliny dlhé, aby vytvorili stredné reťazce, ktoré potom sa prenesie do mitochondrií a končí sa rozkladom na oxid uhličitý a oxid uhličitý voda.

Nasledujúce ďalšie funkcie peroxizómov sú:

1. Ako producent enzýmu katalázy a tiež oxidázy, ktorý má alebo má funkciu byť schopný premiestňovať vodík zo substrátu takže môže alebo môže reagovať s kyslíkom a môže alebo môže produkovať peroxid vodíka alebo tiež H2O2 je výrobcom iné.
2. Ako palivo pre bunkové dýchanie, ktoré vzniká rozpadom mastných kyselín na malé molekulárne formy.
3. Táto funkcia v pečeňových bunkách môže alebo môže neutralizovať toxíny spôsobené alkoholom a inými škodlivými chemickými zlúčeninami.

---

Úloha peroxizómov v rastlinných bunkách

Odborníkovi na rastliny z Ameriky sa podarilo zistiť, že v rastlinných peroxizómoch majú dôležitú úlohu 2 hlavné enzýmy, a to kyslá oxidáza a kataláza. Jeho funkciou je pomáhať rastlinám vo fotorepiračnom procese spolu s ďalšími bunkovými organelami, ako sú chloroplasty a mitochondrie, ktoré tvoria bunkovú sieť 3 v 1. To je samozrejme dôvod, prečo sa často pozoruje, že tri bunky organely sú vždy blízko seba.

Fotorespirácia je definovaná ako dýchanie, ku ktorému dochádza pri osvetlení. Podľa odborníka na rastliny uvádza, že proces fotorespirácie v rastlinách bude prebiehať súčasne s normálnym dýchaním.

Rozdiel je v reakcii na kyslík vo vonkajšej atmosfére, ktorá je za normálneho dýchania nasýtená kyslíka až o 2%, zatiaľ čo pri fotorespirácii sa bude naďalej zvyšovať, kým sa nevytvorí kyslík dosiahol 21%.

Ak sa pri fotosyntéze rastlín RuBP spojí s oxidom uhličitým, bude produkovať 2 molekuly kyseliny fosfoglycerovej. Keď sa však RuBP spojí s kyslíkom, bude potom produkovať molekulu fosfoglycerátu. Ďalej táto kyselina fosfoglycerová podlieha defosforylačnej reakcii fosfatázovým enzýmom, ktorý vytvára kyselinu glykolovú.

---

Tvorba nastáva v chloroplaste, ktorý potom glykolát potom posunie smerom k Peroxizómy sa potom oxidujú glykolát oxidázou za vzniku glyoxylátu a vodíka peroxid. Ďalej sa peroxid vodíka štiepi katalázou na kyslík a vodu. Časť kyseliny glyoxylovej potom bude produkovať kyselinu glycínovú.

Potom sa 2 glycínové kyseliny spoja v mitochondriách za vzniku kyseliny serínovej a oxidu uhličitého. Reakcie spôsobené týmito enzýmami sú hlavným zdrojom fotorespirácie oxidu uhličitého. Potom sa serín vráti do peroxizómu prechodom všetkých druhov reakcií za vzniku glycerátu. Glycerátu v chloroplaste bude pomáhať enzým glycerátkináza a 1 molekula ATP za vzniku 1 molekuly kyseliny fosfoglycerovej a 1 molekuly ADP.

---

Charakteristiky peroxizómov

Vo svojich charakteristikách alebo vlastnostiach peroxizómy používajú kyslík a peroxid vodíka na uskutočňovanie oxidačných reakcií. Enzýmy v peroxizómoch potom použijú molekulárny kyslík na uvoľnenie atómov vodíka z určitých organických substrátov.

Ďalej sa peroxid vodíka použije katalázou na oxidáciu ďalších substrátov, ako je alkohol, fenol, kyselina mravčia a formaldehyd. Táto reakcia určite má úlohu detoxikácie toxických molekúl v krvi.

Ďalej je uvedená úplná reakcia podľa Giese, 1974.

RH2 + O2 → R + H2O2
H2O2 + H2O2 → O2 + 2 H2O (t.j. katalytická forma)
kataláza
RH2 + H2O2 → R + 2 H2O (tj. Peroxidová forma)
kataláza

---

Reakcie v peroxizómoch

Peroxizóm využíva pri uskutočňovaní oxidačných reakcií kyslík (02) a peroxid vodíka (H2O2). Potom môžu alebo môžu enzýmy, ktoré sú v peroxizómoch, využívať molekulu kyslíka, aby tak mohli robiť uvoľňovanie atómov vodíka prijatých z určitých organických substrátov (R) v oxidačnej reakcii za vzniku peroxidu vodíka (H2O2).

V katalázovom enzýme s využitím H202 môže alebo môže oxidovať ďalšie substráty (napríklad kyselinu mravčiu, formaldehyd, fenol a alkohol).

Pri tejto oxidačnej reakcii hrá veľmi dôležitú úlohu pri detoxikácii všetkých druhov toxických molekúl v krvi. Takže ak dôjde k nahromadeniu H2O2, potom sa potom prevedie katalázou na O2.

Jednou z najdôležitejších funkcií tejto oxidačnej reakcie je rozklad molekúl mastných kyselín v procese nazývanom beta-oxidácia.

---

Tvorba peroxizómu

Existujú dve teórie, ktoré vysvetľujú, ako peroxizómy vytvárajú a produkujú bunky. Prvá teória, nazývaná klasický model, uvádza, že tieto peroxizómové proteíny sa syntetizujú pomocou ribozómov pripojených k endoplazmatickému retikulu, po ktorých proteín Peroxizómy vstupujú do cisterien endoplazmatického retikula a tvoria vak (chvost), ktorý sa potom scvrkáva a nakoniec sa oddeľuje voľné peroxizómy.

Táto druhá teória tvrdí, že tieto peroxizomálne proteíny sa syntetizujú pomocou voľných ribozómov, potom sa peroxizomálny proteín uvoľní do cytoplazmy a tiež sa vyvíja a stáva sa peroxizómy.

Tieto peroxizómy môžu, ale nemusia pochádzať z endoplazmatického retikula, rovnako ako sa môžu replikovať štiepením. Tieto peroxizómy tiež majú alebo majú odlišné zloženie týchto enzýmov v rôznych typoch buniek. Táto peroxizómová matrica sa potom pred uvoľnením preloží do cytoplazmy. Existuje najmenej 32 peroxizómových proteínov nazývaných peroxíny, ktoré majú úlohu v procese montáže peroxizómu. Peroxín PEX5, receptorový proteín a PEX7 peroxín transportujú peroxizómy (t. J. Obsahujú buď PTS1 alebo PTS2 aminokyselinovú sekvenciu) a späť do cytosolu. Tento mechanizmus sa nazýva kyvadlový mechanizmus. Teraz existujú alebo boli dôkazy, že na recykláciu receptorov na cytosol je potrebná hydrolýza tohto ATP.

---

Peroxizómová rozmanitosť

Tieto peroxizómy majú alebo majú odlišné enzýmové zloženie v rôznych bunkových typoch. Tieto peroxizómy sa dokážu prispôsobiť meniacim sa podmienkam alebo situáciám. Napríklad kvasinkové bunky pestované v cukre majú alebo majú malé peroxizómy, Medzitým kvasinkové bunky pestované v metanole majú alebo majú veľké peroxizómy na oxidáciu metanol. Keď sú kvasinkové bunky pestované v mastných kyselinách, peroxizómy sa zväčšujú, aby pomocou beta-oxidácie štiepili mastné kyseliny na acetyl-CoA.

---

Peroxizómy živočíšnych a rastlinných buniek

V rastlinách existujú 2 druhy peroxizómov, zatiaľ čo u zvierat iba 1 druh peroxizómov. Jednou z najdôležitejších biosyntetických funkcií živočíšnych peroxizómov je katalyzovať prvú reakciu tvorby plazmalogénu. Plazmalogén je najrozšírenejším typom fosfolipidu v myelíne. Nedostatok plazmalogénu potom spôsobí abnormálnu myelínu v nervových bunkách, a preto poškodenie peroxizómom vedie k poškodeniu nervov.

Peroxizómy sú tiež veľmi dôležité v rastlinách. Existujú 2 typy alebo typy peroxizómov, ktoré boli rozsiahlo študované. Typ 1 sa nachádza v listoch, ktorých funkciou je katalyzovať vedľajší produkt väzbovej reakcie CO2 na uhľohydráty, známej ako fotorespirácia. Táto reakcia sa nazýva fotorespirácia, pretože spotrebuje O2 a potom uvoľňuje CO2. Ďalší typ peroxizómu sa nachádza v klíčiacich semenách. Tieto druhé peroxizómy, známe ako glyoxizómy, majú dôležitú funkciu pri odbúravaní mastné kyseliny, ktoré sa ukladajú v semenom tuku, sa potom stávajú cukrami potrebnými pre rast mladé rastliny.

Proces premeny tuku na cukor sa uskutočňuje sériou reakcií nazývaných glyoxylátový cyklus.
V glyoxylátovom cykle sa 2 molekuly acetyl-CoA vytvárajú štiepením mastných kyselín a potom sa používajú na výrobu kyseliny jantárovej. Ďalej táto kyselina jantárová opúšťa peroxizóm a potom sa prevedie na glukózu. Glyoxylátový cyklus sa nevyskytuje v živočíšnych bunkách. To spôsobuje, že živočíšne bunky nie sú schopné premieňať mastné kyseliny na sacharidy.

---

Fotorespiračná reakcia v rastlinných bunkách

Počas fotosyntézy sa CO2 prevedie na glukózu prostredníctvom Calvinovho cyklu, pričom prvý z nich začína pridaním CO2 k 5-uhlíkovému cukru, ribulóza-1,5-bisfosfátu. Enzýmy zapojené do týchto reakcií však niekedy katalyzujú pridanie O2 na ribulózu-1,5-bisfosfát, čo vedie k výrobe zlúčenín s 2 atómami uhlíka, fosfoglykolát.

Tento fosfoglykolát sa potom prevedie na glykolát, ktorý sa potom prevedie na peroxizómy, kde sa oxiduje a prevedie na glycín. Potom sa glycín prenesie do mitochondrií a prevedie sa na serín. Serín sa potom vráti do peroxizómov a prevedie sa na glycerát, ktorý sa potom prevedie späť do chloroplastov.

Preto môže byť pre vás užitočné vysvetlenie definície peroxizómov, rozmanitosti, tvorby, reakcií a funkcií, dúfajme, že to, čo je popísané. Ďakujem