Ogólna charakterystyka, struktura i funkcje Glioxisomes



The glioksysomy Są wyspecjalizowaną klasą mikroorganizmów, które zwykle znajdują się w kiełkujących nasionach roślin bogatych w oleje (oleiste)..

Zawierają enzymy, które pomagają przekształcić oleje zawarte w nasionach w rezerwy w postaci węglików. Ta konwersja zachodzi podczas procesu kiełkowania.

Węglowodany są łatwiejsze do zmobilizowania do młodych roślin, aby można je było wykorzystać podczas wzrostu. Podobne organelle zaobserwowano u niektórych protistów i grzybów.

Te organelle nazwano „podobnymi do glioksysomów”. Glioksysomy są nazywane, ponieważ zawierają enzymy uczestniczące w cyklu glioksylanu.

Cykl glioksylanu jest szlakiem metabolicznym występującym w glioksysomach komórek roślinnych, niektórych grzybów i protista. Jest to modyfikacja cyklu kwasu cytrynowego.

Wykorzystuje kwasy tłuszczowe jako substrat do syntezy węglowodanów. Ten szlak metaboliczny jest bardzo ważny dla nasion podczas procesu kiełkowania.

Indeks

  • 1 Mikroorganizmy
    • 1.1 Peroksysomy
    • 1.2 Ciała Woronina
    • 1.3 Glukozomy
  • 2 Odkrycie glioksysomów
  • 3 Ogólna charakterystyka glioksysomów
  • 4 Struktura
  • 5 funkcji
    • 5.1 Udział w glukoneogenezie
    • 5.2 Detoksykacja nadtlenku wodoru
  • 6 referencji

Mikroorganizmy

Mikroorganizmy są organellami w kształcie pęcherzyków obecnymi w cytoplazmie komórkowej. Mają kształt kulisty i są otoczone pojedynczą membraną.

Działają jako pojemniki zawierające aktywności metaboliczne. Oprócz glioksysomów istnieją inne mikrobiały, takie jak: peroksysomy, glikozomy lub glukozomy i ciała Woroniny.

Peroksysomy

Peroksysomy są mikroorganizmami wyłącznymi z eukariontów, które zawierają enzymy oksydazy i katalazy. Po raz pierwszy zostały opisane przez Christiana de Duve i jego współpracowników w 1965 roku.

Peroksysomy są niezbędne w metabolizmie tłuszczów, ponieważ zawierają enzymy oksydacyjne β zdolne do działania na nie. Enzymy te rozkładają lipidy i wytwarzają acetylo-CoA.

Działają głównie na lipidy o wysokim ciężarze cząsteczkowym, łamiąc je do utleniania w mitochondriach. Wpływają również na degradację cholesterolu w syntezie kwasów żółciowych.

Zawierają również enzymy do wielu ważnych szlaków metabolicznych, takich jak metabolizm szkodliwych związków w wątrobie (np. Alkohol). Uczestniczą w syntezie fosfolipidów, triglicerydów i izoprenoidów.

Jego nazwa pochodzi od tego, że utleniają substraty za pomocą molekularnego tlenu tworzącego nadtlenek wodoru.

Ciała Woronina

Ciała Woroniny są specyficznymi mikrobiałkami grzybów Ascomycota. Jego funkcje nie są do końca jasne. Uważa się, że jednym z nich jest zamknięcie porów w przegrodach strzępek. Dzieje się tak, gdy dochodzi do uszkodzenia strzępek, aby zminimalizować możliwą utratę cytoplazmy.

Glukozomy

Glukozomy są peroksysomami, które zawierają enzymy do glikolizy i ponownego użycia puryn. Występują w pierwotniakach kinetoplastydowych (Kinetoplastea). Organizmy te zależą wyłącznie od glikolizy do produkcji ATP.

Odkrycie glioksysomów

Glioksysomy zostały odkryte przez angielskiego botanika Harry'ego Beeversa i studenta podoktoranckiego o nazwisku Bill Breidenbach. Odkrycie tych organelli przeprowadzono podczas badania liniowych gradientów sacharozy homogenatów bielma.

Ci dwaj badacze wykazali w tym badaniu, że enzymy cyklu glioksylanu znajdowały się we frakcji organelli, która nie była mitochondrium. Organellę nazywano glioksysomem z powodu udziału jej enzymów w cyklu glioksylanu.

Odkrycie glioksysomów przez Beevera otworzyło drogę innym badaczom do znalezienia peroksysomów. Te ostatnie są organellami podobnymi do glioksysomów, które znajdują się w liściach roślin.

To odkrycie znacznie poprawiło zrozumienie metabolizmu peroksysomów u zwierząt.

Ogólna charakterystyka glioksysomów

Jedną z cech pozwalających rozpoznać glioksysomy jest ich zawartość katalazy, a także ich bliskość z ciałami lipidowymi.

Występują w nasionach roślin, można je również znaleźć w grzybach strzępkowych.

Struktura

Są kuliste, o średnicy wahającej się od 0,5 do 1,5 μm i mają granulowane wnętrze. Czasami mają inkluzje białka krystalicznego.

Pochodzą z retikulum endoplazmatycznego, stanowiącego część systemu endomembranowego. Brakuje im genomu i są połączone pojedynczą błoną.

Funkcje

Udział w glukoneogenezie

Glioksysomy uczestniczą w glukoneogenezie. Rośliny są jedynymi organizmami zdolnymi do przekształcania lipidów w cukry. Reakcje te występują w rezerwowych tkankach nasion przechowujących tłuszcze.

W roślinach ß-oksydacja zachodzi w mikrobiałkach obecnych w liściach (peroksysomach) iw nasionach (glioksysomach) nasion oleistych, które są w trakcie kiełkowania.

Ta reakcja nie występuje w mitochondriach. Zadaniem ß-utleniania jest dostarczenie cząsteczek prekursora cukru z tłuszczów.

Proces ß-utleniania kwasów tłuszczowych zachodzący w obu typach mikrobiałek jest podobny. Acetylo-CoA otrzymany w wyniku tego utleniania wchodzi w cykl glioksylanowy, aby wytworzyć prekursory cukrów, zanim rozwijające się rośliny będą mogły przeprowadzić proces fotosyntezy.

Cykl glioksylanowy

Zasadniczo, cykl glioksylanu glioksylanu jest zmodyfikowanym szlakiem metabolicznym mitochondrialnego cyklu Krebsa. Cykl glioksylanu zapobiega etapom dekarboksylacji.

Ten skok umożliwia produkcję prekursorów węglowodanów (szczawiooctanu). Nie ma utraty CO2 na tej trasie. Acetylo-CoA, pochodzący z utleniania kwasów tłuszczowych, bierze udział w reakcjach cyklu glioksylanowego.

Detoksykacja nadtlenku wodoru

W nasionach β-utlenianie kwasów tłuszczowych wytwarza nadtlenek wodoru. Katalaza glioksysomów odgrywa istotną rolę w procesie detoksykacji tego związku.

Reakcje te, w których uczestniczą również mitochondria, obejmują cykl glioksalanu, który występuje w liścieniach nasion niektórych gatunków oleistych.

W późniejszym okresie liścienie wyłaniają się z ziemi i zaczynają otrzymywać światło. W tym momencie w glioksysomach następuje nagły spadek aktywności enzymów glioksysomalnych.

Jednocześnie wzrasta produkcja enzymów specyficznych dla peroksysomów. Fakt ten pokazuje, że zachodzi stopniowa transformacja glioksysomów w peroksysomy zaangażowane w fotooddychanie. Ta progresywna transformacja z jednego typu mikro ciała do drugiego została eksperymentalnie udowodniona.

Referencje

  1. Cykl glioksylanu. W Wikipedii. Źródło z https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxylate_cycle
  2. Glyoxysome W Wikipedii. Pobrane z https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxysome
  3. I.A. Graham (2008). Mobilizacja oleju do przechowywania nasion. Roczny przegląd biologii roślin.
  4. N. Kresge, R.D. Simoni i R.L. Hill (2010). Odkrycie glioksysomów: dzieło Harry'ego Beeversa. Journal of Biological Chemestry.
  5. K. Mendgen (1973). Mikroorganizmy (glioksysomy) w strukturach zakażenia Uromyces phaseoli. Protoplazm
  6. M. Parsons, T. Furuya, S. Pal, P. Kessler (2001). Biogeneza i funkcja peroksysomów i glikozomów. Parazytologia molekularna i biochemiczna.