GLIOKSISOMI: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA I FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2024

U glyoxisomes su specijalizirani klasa microbodies obično nalaze u proklijalog sjemena biljaka bogatih uljima (ulje).

Sadrže enzime koji pomažu pretvoriti ulja sadržana kao rezervne tvari u sjemenkama u ugljikohidrate. To se pretvara tijekom procesa klijanja.

Glioksizom i druge organele u biljnoj stanici. Preuzeto i uredio: Gevictor, iz Wikimedia Commons.

Ugljikohidrate se lakše mobilizira prema mladoj biljci koja će se koristiti tijekom rasta. Slične organele primijećene su kod nekih proteista i gljiva.

Te organele nazvane su "glioksizomskim". Glioksizomi su tako nazvani jer sadrže enzime koji sudjeluju u ciklusu glikoksilata.

Ciklus glioksilata metabolički je put koji se javlja u glioksisomima biljnih stanica, nekim gljivicama i protivistima. Ovo je modifikacija ciklusa limunske kiseline.

Koristi masne kiseline kao supstrat za sintezu ugljikohidrata. Ovaj metabolički put vrlo je važan za sjeme tijekom procesa klijanja.

Microbodies

Mikrotela su organele u obliku vezikula koje se nalaze u staničnoj citoplazmi. Oni su sfernog oblika i okruženi su jedinstvenom membranom.

Oni djeluju kao žile koje sadrže metaboličke aktivnosti. Pored glioksisoma, postoje i druga mikrotelesa kao što su: peroksisomi, glikozomi ili glukozomi i Woroninova tijela.

peroksisom

Peroksisomi su mikrotela jedinstvena za eukariote, koja sadrže enzime oksidaze i katalaze. Prvo ih je opisao Christian de Duve i njegovi suradnici 1965. godine.

Peroksizomi su bitni u metabolizmu masti, jer sadrže enzime ß-oksidacije koji mogu djelovati na njih. Ti enzimi razgrađuju lipide i stvaraju Acetil-CoA.

Djeluju uglavnom na lipide visoke molekulske mase, razbijajući ih zbog oksidacije u mitohondrijama. Oni su također uključeni u razgradnju kolesterola za sintezu žučnih kiselina.

Sadrže i enzime za mnoge važne metaboličke putove, poput metabolizma štetnih spojeva u jetri (npr. Alkohol). Sudjeluju u sintezi fosfolipida, triglicerida i izoprenoida.

Njihovo ime dolazi od činjenice da oksidiraju supstrate koristeći molekularni kisik za stvaranje vodikovog peroksida.

Woroninova tijela

Woroninova tijela su specifična mikrotelesa gljiva Ascomycota. Njegove funkcije nisu posve jasne. Smatra se da jedna od njih zatvara pore u septi hifa. Do toga dolazi kada dođe do oštećenja crijeva, kako bi se minimizirao mogući gubitak citoplazme.

Glukozomi

Glikozomi su peroksizomi koji sadrže enzime za glikolizu i ponovnu upotrebu purina. Nalaze se u protozoji kinetoplastide (Kinetoplastea). Ti organizmi ovise isključivo o glikolizi za proizvodnju ATP-a.

Jednostavan dijagram peroksisoma. Preuzeto i uredjeno iz: Agateller.

Otkriće glioksizoma

Glioksizome su otkrili engleski botaničar Harry Beevers i postdoktorski student po imenu Bill Breidenbach. Otkrivanje ovih organela izvršeno je tijekom ispitivanja linearnih gradijenata saharoze homogenata endosperma.

Ta su dva istraživača u toj studiji pokazala da su enzimi glikoksilatskog ciklusa pronađeni u frakciji organele koja nije mitohondrion. Ovaj organela nazvan je glioksizom zbog sudjelovanja njegovih enzima u ciklusu glikoksilata.

Beverovo otkriće glioksizoma utrlo je put drugim istraživačima da pronađu peroksizome. Potonji su organele slične glioksizomima, koje se nalaze u lišću biljke.

Ovo otkriće je također značajno poboljšalo razumijevanje metabolizma peroksizoma u životinja.

Opće karakteristike glioksizoma

Jedna od karakteristika koja omogućava prepoznavanje glioksizoma je njihov sadržaj katalaze, kao i njihova blizina lipidnih tijela.

Nalaze se u sjemenkama biljaka, mogu se naći i u nitnim gljivama.

Struktura

Oni su sferni, promjera od 0,5 do 1,5 µm i imaju zrnatu unutrašnjost. Ponekad imaju kristalne inkluzije proteina.

Potječu iz endoplazmatskog retikuluma, čine dio endomembranskog sustava. Nedostaje im genom i povezane su jednom membranom.

Značajke

Sudjelovanje u glukoneogenezi

Glioksizomi sudjeluju u glukoneogenezi. Biljke su jedini organizam koji može pretvoriti lipide u šećere. Te se reakcije događaju u rezervnim tkivima sjemena koje pohranjuju masnoću.

U povrću se ß-oksidacija događa u mikrotelesima prisutnima u lišću (peroksisomi) i u sjemenima (glioksisomi) onih uljnih sjemenki koji su u procesu klijanja.

Ova reakcija se ne javlja u mitohondrijama. Funkcija ß-oksidacije je osigurati molekule prekursora šećera iz masti.

Proces ß-oksidacije masnih kiselina koji se događa u obje vrste mikrotijela je sličan. Acetil-CoA dobiven ovom oksidacijom ulazi u ciklus glioksilata, čime nastaju prekursori šećera prije nego što biljke u razvoju mogu provesti postupak fotosinteze.

Ciklus glioksilata

U osnovi, ciklus glikoksilata glioksizoma je modificirani metabolički put Krebosova ciklusa mitohondrija. Ciklus glikoksilata izbjegava korake dekarboksilacije.

Taj skok omogućuje proizvodnju prekursora ugljikohidrata (oksaloacetata). Na ovoj ruti nema gubitka CO2. Acetil-CoA, iz oksidacije masnih kiselina, sudjeluje u reakcijama ciklusa glioksilata.

Detoksikacija vodikovim peroksidom

U sjemenkama β-oksidacija masnih kiselina stvara vodikov peroksid. Katalaza glioksizoma igra vitalnu ulogu tijekom detoksikacije ovog spoja.

Te reakcije, u koje su također uključene mitohondrije, uključuju glikoksalatni ciklus koji se javlja u kotiledonima sjemenki nekih vrsta uljanih vrsta.

Kasnije u razvoju, kotiledoni izlaze iz zemlje i počinju primati svjetlost. Tada dolazi do naglog pada aktivnosti glioksizomskih enzima u glioksizomima.

Istodobno, dolazi do povećanja proizvodnje enzima tipičnih za peroksisome. Ova činjenica pokazuje da se događa postupna transformacija iz glioksizoma u peroksizome koji sudjeluju u fotorespiranju. Ova progresivna transformacija iz jedne vrste mikrotele u drugu dokazano je eksperimentalno.

Reference

1. Ciklus glioksilata. Na Wikipediji. Oporavak s
2. Glioksisom. Na Wikipediji. Oporavak s
3. IA Graham (2008). Mobilizacija ulja za skladištenje sjemena. Godišnji pregled biljne biologije.
4. N. Kresge, RD Simoni & RL Hill (2010). Otkriće glioksizoma: djelo Harryja Beevera. Journal of Biological Chemestry.
5. K. Mendgen (1973). Mikrotela (glioksisomi) u infekcijskim strukturama Uromyces Phasooli. protoplazma
6. M. Parsons, T. Furuya, S. Pal, P. Kessler (2001). Biogeneza i funkcija peroksisoma i glikozoma. Molekularna i biokemijska parazitologija.