GLIOXISOMER: EGENSKABER, STRUKTUR OG FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De glyoxisomes er en specialiseret klasse af mikrolegemer normalt findes i spirede frø af planter rige på olier (olie).

De indeholder enzymer, der hjælper med at omdanne de olier, der er indeholdt som reservestoffer i frøene, til kulhydrater. Denne konvertering sker under spiringsprocessen.

Et glyoxysom og andre organeller i en plantecelle. Taget og redigeret fra: Gevictor, fra Wikimedia Commons.

Carbohydrater er lettere at mobilisere mod den unge plante, der skal bruges under vækst. Lignende organeller er observeret i nogle protister og svampe.

Disse organeller er blevet betegnet "glyoxysomlignende." Glyoxysomer benævnes så, fordi de indeholder de enzymer, der deltager i glyoxylatcyklussen.

Glyoxylatcyklussen er en metabolisk vej, der forekommer i glyoxysomerne i planteceller, nogle svampe og protister. Dette er en modifikation af citronsyrecyklussen.

Det bruger fedtsyrer som et underlag til syntese af kulhydrater. Denne metabolske vej er meget vigtig for frøene under spiringsprocessen.

mikrolegemer

Mikrobodier er vesikelformede organeller, der er til stede i cellecytoplasmaet. De er kugleformede og er omgivet af en enkelt membran.

De fungerer som kar, der indeholder metaboliske aktiviteter. Udover glyoxysomer er der andre mikrobiologier såsom: peroxisomer, glycosomer eller glukosomer og Woronin-legemer.

peroxisomer

Peroxisomer er mikrobiologier unikke for eukaryoter, der indeholder oxidase- og katalaseenzymer. De blev først beskrevet af Christian de Duve og hans samarbejdspartnere i 1965.

Peroxisomer er essentielle i metabolismen af ​​fedt, da de indeholder ß-oxidationsenzymer, der er i stand til at virke på dem. Disse enzymer nedbryder lipider og producerer Acetyl-CoA.

De virker hovedsageligt på lipider med høj molekylvægt og bryder dem ned til oxidation i mitokondrierne. De er også involveret i nedbrydning af kolesterol til syntese af galdesyrer.

De indeholder også enzymer til mange vigtige metabolske veje, såsom metabolismen af ​​skadelige forbindelser i leveren (f.eks. Alkohol). De deltager i syntesen af ​​phospholipider, triglycerider og isoprenoider.

Deres navn kommer fra det faktum, at de oxiderer underlag ved hjælp af molekylært ilt til dannelse af brintperoxid.

Woronin kroppe

Woroninlegemer er specifikke mikroboder af Ascomycota-svampe. Dets funktioner er ikke helt klare. Det antages, at en af ​​disse lukker porerne i hyphes septa. Dette forekommer, når hyfelskade opstår, for at minimere det mulige tab af cytoplasma.

Glukosomerne

Glykosomer er peroxisomer, der indeholder enzymer til glykolyse og genanvendelse af puriner. De findes i kinetoplastidprotozoer (Kinetoplastea). Disse organismer er udelukkende afhængige af glycolyse til produktion af ATP.

Enkelt diagram over et peroxisom. Taget og redigeret fra: Agateller.

Opdagelsen af ​​glyoxysomer

Glyoxysomer blev opdaget af den engelske botaniker Harry Beevers og en postdoktorand ved navn Bill Breidenbach. Opdagelsen af ​​disse organeller blev foretaget under en undersøgelse af de lineære saccharosegradienter af endospermhomogenater.

Disse to forskere demonstrerede i denne undersøgelse, at enzymerne i glyoxylatcyklussen blev fundet i en brøkdel af den organelle, der ikke var en mitokondrion. Denne organelle blev kaldt glyoxysom på grund af dens enzymeres deltagelse i glyoxylatcyklussen.

Beevers opdagelse af glyoxysomer banede vejen for andre forskere at finde peroxisomer. Sidstnævnte er organeller, der ligner glyoxysomer, som findes i planternes blade.

Denne opdagelse forbedrede også i høj grad forståelsen af ​​peroxisommetabolisme hos dyr.

Generelle egenskaber ved glyoxysomer

Et af de karakteristika, der tillader glyoxysomer at blive genkendt, er deres katalaseindhold såvel som deres nærhed til lipidlegemer.

De findes i frøene fra planter, de kan også findes i filamentøse svampe.

Struktur

De er sfæriske med en diameter i intervallet fra 0,5 til 1,5 μm og har et granulært indre. Nogle gange har de krystallinske proteinindeslutninger.

De stammer fra det endoplasmatiske retikulum, der udgør en del af endomembrane systemet. De mangler et genom og er forbundet med en enkelt membran.

Funktioner

Deltagelse i glukoneogenese

Glyoxysomer deltager i glukoneogenese. Planter er de eneste organismer, der er i stand til at omdanne lipider til sukkerarter. Disse reaktioner forekommer i reservevæv fra frøene, der opbevarer fedt.

I grøntsager forekommer ß-oxidation i de mikrobodier, der er til stede i bladene (peroxisomer) og i frøene (glyoxysomer) fra de fra oliefrø, der er i spiringsprocessen.

Denne reaktion forekommer ikke i mitokondrierne. Funktionen af ​​ß-oxidation er at tilvejebringe sukkerforstadiemolekyler fra fedt.

Processen med ß-oxidation af fedtsyrer, der forekommer i begge typer mikroboder, er den samme. Acetyl-CoA, der opnås ved denne oxidation, går ind i glyoxylatcyklussen for at producere forstadier til sukkerarter, før de udviklende planter kan udføre den fotosyntetiske proces.

Glyoxylatcyklussen

Grundlæggende er glyoxysatcyklussen af ​​glyoxysomer en modificeret metabolisk bane for mitokondrisk krebscyklus. Glyoxylatcyklussen undgår dekarboxyleringstrin.

Dette hopp muliggør produktion af kulhydratforstadier (oxaloacetat). På denne rute er der ikke noget tab af CO2. Acetyl-CoA, fra oxidation af fedtsyrer, deltager i reaktionerne i glyoxylatcyklussen.

Hydrogenperoxidafgiftning

I frø producerer ß-oxidationen af ​​fedtsyrer brintperoxid. Katalasen af ​​glyoxysomerne spiller en vital rolle under detoxificeringsprocessen af ​​denne forbindelse.

Disse reaktioner, i hvilke mitokondrierne også er involveret, inkluderer glyoxalatcyklussen, der forekommer i cotyledons fra frø af nogle oliefrøarter.

Senere under udvikling dukker cotyledonerne ud fra jorden og begynder at modtage lys. På det tidspunkt er der et kraftigt fald i aktiviteten af ​​glyoxysomale enzymer i glyoxysomerne.

Samtidig er der en stigning i produktionen af ​​enzymer, der er typiske for peroxisomer. Denne kendsgerning viser, at der sker en gradvis transformation fra glyoxysomer til peroxisomer, der deltager i fotorespiration. Denne progressive transformation fra en type mikrokrop til en anden er blevet vist eksperimentelt.

Referencer

1. Glyoxylatcyklus. På Wikipedia. Gendannes fra
2. Glyoxysome. På Wikipedia. Gendannes fra
3. IA Graham (2008). Mobilisering af frøopbevaringolie. Årlig gennemgang af plantebiologi.
4. N. Kresge, RD Simoni & RL Hill (2010). Opdagelsen af ​​glyoxysomer: Harry Beevers arbejde. Journal of Biologisk kemestri.
5. K. Mendgen (1973). Mikrobodier (glyoxysomer) i infektionsstrukturer i Uromyces phaseoli. protoplasm
6. M. Parsons, T. Furuya, S. Pal, P. Kessler (2001). Biogenese og funktion af peroxisomer og glykosomer. Molekylær og biokemisk parasitologi.