Peroxisomen: wat ze zijn, kenmerken en functies

De cel is de basiseenheid van het bestaan. Alle levende wezens op aarde hebben ten minste één cel, dat wil zeggen een fysiologische eenheid die daartoe in staat is voeden, groeien, vermenigvuldigen, differentiëren, signaleren chemische stimuli en evolueren in de loop van de tijd tijd.

De enige entiteiten die conflicten veroorzaken wat betreft de definitie van "leven" zijn virussen, viroïden en prionen, omdat ze bestaan ​​uit moleculen van genetische informatie (of eenvoudig verkeerd gevouwen eiwitten) met weinig pathogene capaciteit verder.

Wat de mens betreft, Naar schatting bevat ons lichaam gemiddeld 30 biljoen cellen, verdeeld over verschillende geslachten met een specifieke functionaliteit., volgens zijn fysiologie, oorsprong en locatie. Rode bloedcellen zijn verreweg de meest voorkomende cellichamen in ons lichaam, aangezien ze voorkomen in ordes van ongeveer 5.000.000 per kubieke millimeter bloed. Zonder twijfel zijn deze zuurstofdragers een van de meest elementaire eenheden in de balans van ons lichaam.

Met al deze gegevens is de volgende stelling meer dan duidelijk: we zijn stuk voor stuk onze cellen. Van degene die van de epidermis afbladdert (ongeveer 30.000 per dag) tot sommige neuronale lichaampjes die begeleiden ons gedurende ons hele leven, elke celeenheid is essentieel en definieert ons als een soort en individuen. Op basis van dit uitgangspunt vertellen we je er alles over peroxisomen, enkele zeer interessante celorganellen.

• Gerelateerd artikel: "De belangrijkste celdelen en organellen: een samenvatting"

Wat zijn peroxisomen?

Peroxisomen zijn cytoplasmatische organellen die in de meeste eukaryote cellen worden aangetroffen., dat wil zeggen, degenen waarvan de kern door middel van een membraan is gedifferentieerd van de rest van het cytoplasma en die meercellige levende wezens vormen.

Een organel van zijn kant wordt gedefinieerd als een elementair bestanddeel van de cel, dat een structurele eenheid heeft en een specifieke functie vervult. Binnen deze categorie vinden we onder andere mitochondriën, chloroplasten, vacuolen en peroxisomen.

Terugkomend op het concept dat ons hier aangaat, moet worden opgemerkt dat peroxisomen zijn ronde, membraangebonden organellen met een diameter van 0,1–1 micrometer. Binnenin bevatten ze sleutelenzymen voor het uitvoeren van verschillende metabolische reacties, waaronder veel aspecten van cellulair metabolisme, proces waarbij elk van deze functionele lichamen de nodige energie verkrijgt om haar te ontwikkelen activiteiten.

Men schat dat, binnen elk peroxisoom zijn er gemiddeld 50 verschillende enzymen die verschillende reacties kunnen katalyseren, die variëren afhankelijk van het type cel dat het organel bevat en zijn fysiologische toestand. Deze organellen bevatten bijvoorbeeld 10% van de totale activiteit van twee enzymen die betrokken zijn bij de route van de pentose-fosfaat, nauw verwant aan glycolyse (oxidatie van glucose om te verkrijgen energie).

Verschillen met andere organellen

Peroxisomen verschillen sterk van typische organellen (mitochondriën en chloroplasten) in complexiteit en functie.. Ze hebben geen eigen erfelijk materiaal (circulaire DNA), ze zijn alleen in een membraan gewikkeld en bevatten geen mitorribosomen of chloorribosomen in hun matrix.

De endosymbiotische theorie stelt dat mitochondria en chloroplasten voorouderlijke prokaryote bacteriën en archaea waren die werden ingenomen, dus het is moeilijk om hun fysiologische complexiteit in de cel te evenaren.

Morfologisch lijken ze op lysosomen, maar hebben evolutionair gezien meer organellen gemeen. compliceert het feit dat de eiwitten waaruit ze bestaan ​​afkomstig zijn van vrije ribosomen cytoplasmatisch. Zonder de eiwitopbouwende activiteit van ribosomen zouden peroxisomen, mitochondriën en chloroplasten zich nooit kunnen vormen. Hoe dan ook, Aangezien peroxisomen geen eigen genoom hebben, moeten alle eiwitten afkomstig zijn van deze cytosolische ribosomen.. In het geval van mitochondriën en chloroplasten wordt een klein percentage van de eiwitmoleculen in zichzelf gesynthetiseerd.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "De 20 soorten eiwitten en hun functies in het lichaam"

De functies van peroxisomen

Zoals we al zeiden, bevat elk peroxisoom minimaal 50 verschillende enzymen, afhankelijk van het celtype waarin ze voorkomen. Deze organellen werden eerst gedefinieerd als lichamen die oxidatieve reacties uitvoerden, wat leidde tot de productie van waterstofperoxide, dankzij de ontdekking van peroxidase-enzymen in zijn binnen.

Omdat waterstofperoxide een celbeschadigende verbinding is, bevatten peroxisomen ook catalase-enzymen, die het in water afbreken of gebruiken om andere verbindingen te oxideren. In dit organel vinden verschillende oxidatieve reacties plaats, waaronder die van urinezuur, aminozuren en vetzuren.. Vreemd genoeg wordt het enzym uraatoxidase (verantwoordelijk voor het oxideren van urinezuur tot 5-hydroxyisouraat) aangetroffen in veel eencellige en meercellige wezens, maar niet bij mensen. We hebben het gen dat ervoor codeert, maar het is niet functioneel vanwege een mutatie.

Een van de belangrijkste fronten waarin peroxisomen opvallen, is de oxidatie van vetzuren, aangezien deze een belangrijke energiebron zijn voor het functioneren van levende wezens op micro- en macroscopisch niveau. In dierlijke cellen vindt oxidatie van deze lipide biomoleculen plaats in peroxisomen en ribosomen door hetzelfde, maar bij andere soorten levende wezens (zoals gisten) zijn peroxisomen de enige die daartoe in staat zijn de uitvoeren.

Naast het geven van de cel een accessoire (of uniek, zoals in het geval van gist) compartiment voor oxidatieve reacties, moet ook worden opgemerkt dat peroxisomen betrokken zijn bij biosynthese lipide. Bij dieren worden zowel cholesterol als dolichol (dubbellaagmembraanlipide) gesynthetiseerd in peroxisomen en endoplasmatisch reticulum (ER). Aan de andere kant, in levercellen zijn deze veelzijdige organellen ook verantwoordelijk voor het maken van galzuren, waarvan we ons herinneren dat ze afkomstig zijn van cholesterol.

Alsof dit nog niet genoeg is, bevatten peroxisomen ook enzymen die nodig zijn voor de synthese van plasmalogenen, fosfolipiden, vooral belangrijk in de anatomie van hartweefsel en cerebraal. Zoals je kunt zien, zijn peroxisomen belangrijke centra voor zuurstofgebruik (oxidatie), maar ze spelen ook vele andere essentiële rollen op zowel weefsel- als cellulair niveau.

Speciaal plastic organellen

Ten slotte moet worden opgemerkt dat peroxisomen ongebruikelijke plasticiteit vertonen in de wereld van organellen. Deze kleine ronde lichamen kunnen zich in aantal en grootte vermenigvuldigen bij bepaalde prikkels. fysiologisch, om vervolgens terug te keren naar de beginsituatie zodra de exogene trigger heeft missend. Bovendien zijn ze ook in staat om hun enzymatische repertoire te variëren volgens de fysiologische situatie van het organisme.

Dit komt door een zeer effectief vermenigvuldigingsvermogen: wurgen. Om dit proces op gang te brengen, komt het membraan van het peroxisoom in contact met dat van het endoplasmatisch reticulum (ER), gebeurtenis die de overdracht van membraanlipiden van het ER naar het organel mogelijk maakt dat ons hier aangaat, waardoor het toeneemt bruikbaar oppervlak. Zodra deze "donatie" is ontvangen, kan het peroxisoom zich splitsen in 2 nieuwe, die geleidelijk aan hun eiwitgehalte zullen rijpen. (zowel binnen als op het membraan) omdat de vrije ribosomen de eiwitten maken die ze nodig hebben om te functioneren.

Daarnaast is het ook vermeldenswaard dat de cel van het levende organisme in staat is om vanuit het niets peroxisomen te genereren, wanneer alle reeds bestaande uit het cytosol zijn verdwenen. Dit proces is zeer complex op biochemisch niveau, maar het volstaat voor ons om te weten dat het wordt geproduceerd dankzij de synthese van blaasjes in het endoplasmatisch reticulum en de mitochondria van de cel.

Samenvatting

Als we aan celorganellen denken, denken we automatisch aan oude bekenden, zoals mitochondria of chloroplasten, misschien ribosomen en vacuolen, als we meer weten over de probleem. Veel echt interessante organische lichamen die in ons cytosol aanwezig zijn, gaan onderweg verloren, en peroxisomen zijn daar een duidelijk voorbeeld van.

Deze veelzijdige organellen bevatten meer dan 50 verschillende soorten enzymen, waarvan er vele gespecialiseerd in de oxidatie van stoffen die essentieel zijn voor de cel om metabole energie te verkrijgen om uit te voeren zijn functies. Bovendien stelt het vermogen om in aantal en grootte te groeien de cel in staat zich snel en effectief aan te passen aan de omgevingseisen. Deze kleine organellen zijn ongetwijfeld essentieel voor het leven van degenen die ze dragen.

Bibliografische referenties:

• De niet-vesiculaire cel: peroxisomen, Atlas van de histologie van planten en dieren. Verzameld op 15 april in https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/6-peroxisomas.php
• Lazarow, P. B., & Fujiki, Y. (1985). Biogenese van peroxisomen. Jaarlijks overzicht van celbiologie, 1(1), 489-530.
• Peroxisomen, de cel: een moleculaire benadering. 2e editie. Verzameld op 15 april in https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9930/
• Rachubinski, R. A., & Subramani, S. (1995). Hoe eiwitten peroxisomen binnendringen. Cel, 83(4), 525-528.
• Sakai, Y., Oku, M., van der Klei, I. J., & Kiel, J. NAAR. (2006). Pexofagie: autofagische afbraak van peroxisomen. Biochimica en Biophysica Acta (BBA) - Moleculair celonderzoek, 1763(12), 1767-1775.
• Schrader, M., & Fahimi, H. D. (2006). Peroxisomen en oxidatieve stress. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Moleculair celonderzoek, 1763(12), 1755-1766.
• Tolbert, N. E., & Essner, E. (1981). Microlichamen: peroxisomen en glyoxysomen. The Journal of celbiologie, 91(3), 271.
• Van den Bosch, H., Schutgens, R. B. H., Wanders, R. J. A., & Tager, J. M. (1992). Biochemie van peroxisomen. Jaarlijks overzicht van de biochemie, 61(1), 157-197.