Γενικά χαρακτηριστικά, δομή και λειτουργίες του γλοιοξεσωματικού συστήματος

Το γλυοξυσώματα Πρόκειται για μια εξειδικευμένη κατηγορία μικροβίων που βρίσκονται συνήθως στους βλαστάνοντες σπόρους φυτών πλούσιων σε έλαια (ελαιώδη)..

Περιέχουν τα ένζυμα που βοηθούν στη μετατροπή των ελαίων που περιέχονται στους σπόρους σε αποθέματα όπως τα καρβίδια. Αυτή η μετατροπή εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας βλάστησης.

Οι υδατάνθρακες είναι ευκολότερο να κινητοποιηθούν στο νεαρό φυτό που θα χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Παρόμοια οργανίδια έχουν παρατηρηθεί σε μερικούς protists και μύκητες.

Αυτά τα οργανίδια έχουν ονομαστεί "παρόμοια με τα γλυοξυσώματα". Τα γλυοξυσώματα ονομάζονται επειδή περιέχουν τα ένζυμα που συμμετέχουν στον κύκλο γλυκολυλιτών.

Ο κύκλος της γλυοξυλικής ένωσης είναι μια μεταβολική οδός που εμφανίζεται στα γλυοξυσώματα των φυτικών κυττάρων, μερικούς μύκητες και αντιστάσεις. Πρόκειται για μια τροποποίηση του κύκλου του κιτρικού οξέος.

Χρησιμοποιεί λιπαρά οξέα ως υπόστρωμα για τη σύνθεση υδατανθράκων. Αυτή η μεταβολική οδός είναι πολύ σημαντική για τους σπόρους κατά τη διάρκεια της διαδικασίας βλάστησης.

Ευρετήριο

• 1 Τα μικρόβια
  • 1.1 Τα υπεροξυσώματα
  • 1.2 Σώματα βορονίνης
  • 1.3 Τα γλυκοσώματα
• 2 Η ανακάλυψη των γλυοξυσωμάτων
• 3 Γενικά χαρακτηριστικά των γλυοζυσωμάτων
• 4 Δομή
• 5 Λειτουργίες
  • 5.1 Συμμετοχή στη γλυκονεογένεση
  • 5.2 Αποτοξίνωση του υπεροξειδίου του υδρογόνου
• 6 Αναφορές

Τα μικροσωμάτια

Τα μικροσωμάτια είναι οργανίδια σχήματος κυστιδίων παρόντα στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων. Έχουν σφαιρικό σχήμα και περιβάλλονται από μία μεμβράνη.

Λειτουργούν ως δοχεία που περιέχουν μεταβολικές δραστηριότητες. Εκτός από τα γλυοξυσώματα, υπάρχουν και άλλα μικροστοιχεία όπως: υπεροξυσώματα, γλυκοσώματα ή γλυκοσώματα και σωματίδια Woronin.

Τα υπεροξυσώματα

Τα υπεροξυσώματα είναι μικροοργανισμοί που δεν περιέχουν ευκαρυωτικά, τα οποία περιέχουν ένζυμα οξειδάσες και καταλάσες. Περιγράφηκαν για πρώτη φορά από τον Christian de Duve και τους συνεργάτες του το 1965.

Τα υπεροξυσώματα είναι απαραίτητα για τον μεταβολισμό των λιπών, καθώς περιέχουν ένζυμα ß-οξείδωσης ικανά να δράσουν επ 'αυτών. Αυτά τα ένζυμα διασπούν τα λιπίδια και παράγουν Ακετύλιο-ΟοΑ.

Δρουν κυρίως σε λιπίδια υψηλού μοριακού βάρους που τα διασπούν για οξείδωση στα μιτοχόνδρια. Επίσης παρεμβαίνουν στην αποικοδόμηση της χοληστερόλης για τη σύνθεση των χολικών οξέων.

Περιέχουν επίσης ένζυμα για πολλές σημαντικές μεταβολικές οδούς, όπως ο μεταβολισμός επιβλαβών ενώσεων στο ήπαρ (π.χ. αλκοόλ). Συμμετέχουν στη σύνθεση φωσφολιπιδίων, τριγλυκεριδίων και ισοπρενοειδών.

Το όνομά του προέρχεται από το γεγονός ότι οξειδώνει τα υποστρώματα χρησιμοποιώντας μοριακό οξυγόνο που σχηματίζει υπεροξείδιο του υδρογόνου.

Σώματα του Woronin

Τα σώματα της Woronin είναι συγκεκριμένα μικροσωμάτια των μυκήτων Ascomycota. Οι λειτουργίες του δεν είναι απολύτως σαφείς. Πιστεύεται ότι ένας από αυτούς είναι να κλείσουν τους πόρους στα διαφράγματα των υφών. Αυτό συμβαίνει όταν συμβαίνει βλάβη των υφών, για να ελαχιστοποιηθεί η πιθανή απώλεια κυτταροπλάσματος.

Τα γλυκοσώματα

Τα γλυκοσώματα είναι υπεροξυσώματα που περιέχουν ένζυμα για γλυκόλυση και επαναχρησιμοποίηση πουρινών. Βρίσκονται σε πρωτόζωα κινετοπλαστών (Kinetoplastea). Αυτοί οι οργανισμοί εξαρτώνται αποκλειστικά από γλυκόλυση για την παραγωγή ΑΤΡ.

Η ανακάλυψη των γλυοξυσωμάτων

Τα γλυοξυσώματα ανακαλύφθηκαν από τον αγγλικό βοτανολόγο Harry Beevers και από έναν μεταδιδακτορικό σπουδαστή που ονομάστηκε Bill Breidenbach. Η ανακάλυψη αυτών των οργανιδίων διεξήχθη κατά τη διάρκεια μιας μελέτης των γραμμικών μεταβολών της σακχαρόζης των ομογενοποιήσεων ενδοσπέρματος.

Αυτοί οι δύο ερευνητές κατέδειξαν σε αυτή τη μελέτη ότι τα ένζυμα του κύκλου γλυοξυλικών ήταν σε ένα κλάσμα οργανενίου που δεν ήταν μιτοχόνδριο. Αυτό το οργανίδιο ονομαζόταν γλυοξυσμό λόγω της συμμετοχής των ενζύμων του στον κύκλο γλυκολυλιτών.

Η ανακάλυψη των glyoxysomes από τον Beever άνοιξε το δρόμο για άλλους ερευνητές να βρουν υπεροξυσώματα. Τα τελευταία είναι organelles παρόμοια με glyoxysomes, τα οποία βρίσκονται στα φύλλα των φυτών.

Αυτή η ανακάλυψη βελτίωσε επίσης σημαντικά την κατανόηση του μεταβολισμού των υπεροξυσωμάτων σε ζώα.

Γενικά χαρακτηριστικά των γλυοξυσωμάτων

Ένα από τα χαρακτηριστικά που επιτρέπει την αναγνώριση των γλυοξυσωμάτων είναι η περιεκτικότητά τους σε καταλάση, καθώς και η εγγύτητά τους με λιπιδικά σώματα.

Βρίσκονται στους σπόρους των φυτών, μπορούν επίσης να βρεθούν σε νηματώδεις μύκητες.

Δομή

Είναι σφαιρικά, με διάμετρο που κυμαίνεται από 0,5 έως 1,5 μm και έχουν ένα κοκκώδες εσωτερικό. Μερικές φορές έχουν εγκλείσεις κρυσταλλικής πρωτεΐνης.

Προέρχονται από το ενδοπλασματικό δίκτυο, που αποτελεί μέρος του ενδομεμβρανικού συστήματος. Έχουν έλλειψη γονιδιώματος και συνδέονται με μία μεμβράνη.

Λειτουργίες

Συμμετοχή στη γλυκονεογένεση

Τα γλοιοξυσώματα συμμετέχουν στη γλυκονεογένεση. Τα φυτά είναι οι μόνοι οργανισμοί που μπορούν να μετατρέψουν τα λιπίδια σε σάκχαρα. Αυτές οι αντιδράσεις εμφανίζονται σε εφεδρικούς ιστούς σπόρων που αποθηκεύουν λίπη.

Στα φυτά, η β-οξείδωση εμφανίζεται στα μικροστοιχεία που υπάρχουν στα φύλλα (υπεροξυσώματα) και στους σπόρους (γλυοξυσώματα) των ελαιούχων σπόρων που βρίσκονται στη διαδικασία της βλάστησης.

Αυτή η αντίδραση δεν συμβαίνει στα μιτοχόνδρια. Η λειτουργία της β-οξείδωσης είναι να παράσχει μόρια προδρόμου σακχάρου από λίπη.

Η διαδικασία β-οξείδωσης των λιπαρών οξέων που συμβαίνει και στους δύο τύπους μικροσωματίων είναι παρόμοια. Το ακετυλο-ΟοΑ που λαμβάνεται με αυτή την οξείδωση εισέρχεται στον κύκλο γλυοξυλικού, για να παράγει πρόδρομα των σακχάρων προτού τα αναπτυσσόμενα φυτά να πραγματοποιήσουν τη φωτοσυνθετική μέθοδο.

Ο κύκλος γλυοξυλικού

Βασικά, ο κύκλος της γλυοξυλικής γλυοξυλικής είναι μια τροποποιημένη μεταβολική οδός του κύκλου του μιτοχονδριακού Krebs. Ο κύκλος γλυοξυλικού παρεμποδίζει τα στάδια της αποκαρβοξυλίωσης.

Αυτό το άλμα επιτρέπει την παραγωγή προδρόμων υδατανθράκων (οξαλοξεικού). Δεν υπάρχει απώλεια CO2 σε αυτή τη διαδρομή. Το ακετυλο-ΟοΑ, που προέρχεται από την οξείδωση των λιπαρών οξέων, συμμετέχει στις αντιδράσεις του κύκλου γλυοξυλικού.

Αποτοξίνωση του υπεροξειδίου του υδρογόνου

Στους σπόρους, η β-οξείδωση των λιπαρών οξέων παράγει υπεροξείδιο του υδρογόνου. Η καταλάση των γλυοξυσωμάτων παίζει ζωτικό ρόλο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποτοξίνωσης αυτής της ένωσης.

Αυτές οι αντιδράσεις, οι οποίες περιλαμβάνουν επίσης μιτοχόνδρια, περιλαμβάνουν τον γλυοξαλικό κύκλο, ο οποίος εμφανίζεται στους κοτυληδόνες σπόρων ορισμένων ελαιούχων ειδών.

Αργότερα στην ανάπτυξη, οι κοτυληδόνες αναδύονται από τη γη και αρχίζουν να δέχονται φως. Εκείνη τη στιγμή, μια ξαφνική πτώση της δραστικότητας των γλοιοσωματικών ενζύμων συμβαίνει στα γλυοξυσώματα.

Ταυτόχρονα, παρατηρείται αύξηση της παραγωγής ενζύμων ειδικά για τα υπεροξυσώματα. Το γεγονός αυτό δείχνει ότι λαμβάνει χώρα βαθμιαία μετασχηματισμός των γλυοξυσωμάτων στα υπεροξυσώματα που εμπλέκονται στη φωτοαναπνοή. Αυτός ο προοδευτικός μετασχηματισμός από έναν τύπο μικροσωμάτων σε άλλο έχει πειραματικά αποδειχθεί.

Αναφορές

1. Κύκλος γλυκολυλιού. Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε από τη διεύθυνση https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxylate_cycle
2. Glyoxysome Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε από τη διεύθυνση https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxysome
3. Ι.Α. Graham (2008). Κινητοποίηση λαδιού αποθήκευσης σπόρων. Ετήσια επισκόπηση της φυτικής βιολογίας.
4. Ν. Kresge, R.D. Simoni & R.L. Hill (2010). Η ανακάλυψη των γλυοξυσωμάτων: το έργο του Harry Beevers. Εφημερίδα της Βιολογικής Χημείας.
5. Κ. Mendgen (1973). Μικροσώματα (γλυοξυσώματα) σε δομές μόλυνσης του Uromyces phaseoli. Πρωτόπλασμα
6. Μ. Parsons, Τ. Furuya, S. Pal, Ρ. Kessler (2001). Βιογένεση και λειτουργία των υπεροξυσωμάτων και των γλυκοσωμάτων. Μοριακή και Βιοχημική Παρασιτολογία.