GLIOXIZÓMY: CHARAKTERISTIKA, ŠTRUKTÚRA A FUNKCIE - BIOLÓGIE

Tieto glyoxisomes sú špecializované trieda microbodies zvyčajne nachádzajú v naklíčených semien rastlín s vysokým obsahom oleja (oleja).

Obsahujú enzýmy, ktoré pomáhajú premieňať oleje obsiahnuté ako rezervné látky v semenách na uhľohydráty. K tejto premene dochádza počas procesu klíčenia.

Glyoxysóm a ďalšie organely v rastlinnej bunke. Prevzaté a upravené: Gevictor, z Wikimedia Commons.

Uhľovodíky sa ľahšie mobilizujú smerom k mladej rastline, ktorá sa má použiť počas rastu. Podobné organely boli pozorované u niektorých protistov a húb.

Tieto organely sa nazývajú „podobné glyoxyzómu“. Glyoxyzómy sú pomenované, pretože obsahujú enzýmy, ktoré sa zúčastňujú glyoxylátového cyklu.

Glyoxylátový cyklus je metabolická dráha, ktorá sa vyskytuje v glyoxysómoch rastlinných buniek, niektorých húb a protistov. Toto je modifikácia cyklu kyseliny citrónovej.

Používa mastné kyseliny ako substrát pre syntézu uhľohydrátov. Táto metabolická dráha je pre semená veľmi dôležitá počas procesu klíčenia.

microbodies

Mikrobody sú vezikulovité organely prítomné v bunkovej cytoplazme. Majú guľový tvar a sú obklopené jednou membránou.

Pôsobia ako cievy, ktoré obsahujú metabolické aktivity. Okrem glyoxysómov existujú aj ďalšie mikrobody, ako napríklad: peroxizómy, glykómy alebo glukozómy a woronínové telieska.

peroxyzómového

Peroxizómy sú mikrobody jedinečné pre eukaryoty, ktoré obsahujú oxidázové a katalázové enzýmy. Prvýkrát ich opísal Christian de Duve a jeho spolupracovníci v roku 1965.

Peroxizómy sú nevyhnutné v metabolizme tukov, pretože obsahujú ß-oxidačné enzýmy schopné pôsobiť na ne. Tieto enzýmy štiepia lipidy a produkujú Acetyl-CoA.

Pôsobia hlavne na lipidy s vysokou molekulovou hmotnosťou a rozkladajú ich kvôli oxidácii v mitochondriách. Podieľajú sa tiež na degradácii cholesterolu pri syntéze žlčových kyselín.

Obsahujú tiež enzýmy pre mnoho dôležitých metabolických ciest, ako je metabolizmus škodlivých látok v pečeni (napr. Alkohol). Zúčastňujú sa na syntéze fosfolipidov, triglyceridov a izoprenoidov.

Ich názov pochádza zo skutočnosti, že oxidujú substráty pomocou molekulárneho kyslíka na peroxid vodíka.

Woroninové telá

Woronínové telieska sú špecifické mikrobody húb Ascomycota. Jeho funkcie nie sú úplne jasné. Predpokladá sa, že jedným z nich sú póry v septe hýf. K tomu dochádza, keď dôjde k poškodeniu hnačky, aby sa minimalizovala možná strata cytoplazmy.

Glukozómy

Glykómy sú peroxizómy, ktoré obsahujú enzýmy na glykolýzu a opätovné použitie purínov. Nachádzajú sa v kinetoplastidových prvokoch (Kinetoplastea). Tieto organizmy sú pri produkcii ATP závislé výlučne od glykolýzy.

Jednoduchý diagram peroxizómu. Prevzaté a upravené: Agateller.

Objavenie glyoxysómov

Glyoxysómy objavil anglický botanik Harry Beevers a postgraduálny študent menom Bill Breidenbach. Tieto organely boli objavené počas štúdie lineárnych sacharózových gradientov homogenátov endospermu.

Títo dvaja výskumníci v tejto štúdii preukázali, že enzýmy glyoxylátového cyklu boli nájdené vo frakcii organel, ktorá nebola mitochondrií. Táto organela sa volala glyoxysom kvôli účasti svojich enzýmov v cykle glyoxylátu.

Beeverov objav glyoxysómov pripravil cestu pre ostatných vedcov, aby našli peroxizómy. Posledne menované sú organely podobné glyoxysómom, ktoré sa nachádzajú v listoch rastlín.

Tento objav tiež výrazne zlepšil pochopenie metabolizmu peroxizómov u zvierat.

Všeobecné vlastnosti glyoxysómov

Jednou z charakteristík, ktorá umožňuje rozpoznávanie glyoxysómov, je ich obsah katalázy, ako aj ich blízkosť k lipidovým telesám.

Nachádzajú sa v semenách rastlín, vyskytujú sa aj vo vláknitých hubách.

štruktúra

Sú sférické, s priemerom od 0,5 do 1,5 μm a majú zrnitý vnútro. Niekedy majú kryštalické proteínové inklúzie.

Pochádzajú z endoplazmatického retikula, ktoré je súčasťou endomembránového systému. Chýba im genóm a sú spojené jednou membránou.

Vlastnosti

Účasť na glukoneogenéze

Glyoxyzómy sa zúčastňujú na glukoneogenéze. Rastliny sú jediné organizmy schopné premieňať lipidy na cukry. Tieto reakcie sa vyskytujú v rezervných tkanivách semien, ktoré ukladajú tuk.

V zelenine sa β-oxidácia vyskytuje v mikroorganizmoch prítomných v listoch (peroxizómy) a v semenách (glyoxysómy) olejnín, ktoré sú v procese klíčenia.

Táto reakcia sa nevyskytuje v mitochondriách. Úlohou ß-oxidácie je poskytnúť prekurzorové molekuly cukru z tukov.

Proces β-oxidácie mastných kyselín, ktorý sa vyskytuje v obidvoch typoch mikrotelefónov, je podobný. Acetyl-CoA získaný touto oxidáciou vstupuje do glyoxylátového cyklu za účelom výroby prekurzorov cukru predtým, ako sa vyvíjajúce rastliny môžu podrobiť fotosyntetickému procesu.

Glyoxylátový cyklus

V podstate je glyoxylátový cyklus glyoxysómov modifikovanou metabolickou cestou mitochondriálneho Krebsovho cyklu. Glyoxylátový cyklus sa vyhýba dekarboxylačným krokom.

Tento skok umožňuje výrobu sacharidových prekurzorov (oxaloacetát). Na tejto ceste nedochádza k stratám CO2. Acetyl-CoA sa z oxidácie mastných kyselín zúčastňuje na reakciách glyoxylátového cyklu.

Detoxikácia peroxidom vodíka

V semenách produkuje β-oxidácia mastných kyselín peroxid vodíka. Kataláza glyoxyzómov hrá dôležitú úlohu počas detoxifikačného procesu tejto zlúčeniny.

Tieto reakcie, ktorých sa zúčastňujú aj mitochondrie, zahŕňajú glyoxalátový cyklus, ktorý sa vyskytuje v kotyledónoch semien niektorých druhov olejnín.

Neskôr vo vývoji sa kotyledóny vynoria zo zeme a začnú prijímať svetlo. V tom čase došlo k prudkému poklesu aktivity glyoxysomálnych enzýmov v glyoxysómoch.

Súčasne sa zvyšuje produkcia enzýmov typických pre peroxizómy. Táto skutočnosť ukazuje, že dochádza k postupnej transformácii z glyoxysómov na peroxizómy, ktoré sa podieľajú na fotorezi. Táto progresívna transformácia z jedného typu mikróbov na iný bola experimentálne dokázaná.

Referencie

Glyoxylátový cyklus. Na Wikipédii. Obnovené z https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxylate_cycle
Glyoxysome. Na Wikipédii. Obnovené z https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxysome
IA Graham (2008). Mobilizácia oleja na skladovanie osiva. Ročný prehľad biologie rastlín.
N. Kresge, RD Simoni a RL Hill (2010). Objav glyoxysómov: dielo Harryho Beeversa. Journal of Biological Chemestry.
K. Mendgen (1973). Mikrobody (glyoxysómy) v infekčných štruktúrach Uromyces phaseoli. protoplazmy
M. Parsons, T. Furuya, S. Pal, P. Kessler (2001). Biogenéza a funkcia peroxizómov a glykómov. Molekulárna a biochemická parazitológia.

GLIOXIZÓMY: CHARAKTERISTIKA, ŠTRUKTÚRA A FUNKCIE - BIOLÓGIE - 2026