GLIOXISOMER: EGENSKAPER, STRUKTUR OCH FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De glyoxisomes är en specialiserad klass av mikrokroppar som vanligtvis finns i grodda frön av växter rika på oljor (olja).

De innehåller enzymer som hjälper till att konvertera de oljor som finns som reservämnen i frönen till kolhydrater. Denna omvandling sker under groddprocessen.

Ett glyoxysom och andra organeller i en växtcell. Hämtad och redigerad från: Gevictor, från Wikimedia Commons.

Kolhydrater är lättare att mobilisera mot den unga växten som ska användas under tillväxt. Liknande organeller har observerats hos vissa protister och svampar.

Dessa organeller har betecknats "glyoxysom-liknande." Glyoxysomer benämns så eftersom de innehåller enzymer som deltar i glyoxylatcykeln.

Glykoxylatcykeln är en metabolisk väg som förekommer i glyoxysomerna i växtceller, vissa svampar och protister. Detta är en modifiering av citronsyracykeln.

Den använder fettsyror som ett underlag för syntes av kolhydrater. Denna metabola väg är mycket viktig för frön under groddprocessen.

mikrokroppar

Mikrobodier är vesikelformade organeller närvarande i cellcytoplasma. De är sfäriska och är omgivna av ett enda membran.

De fungerar som kärl som innehåller metaboliska aktiviteter. Förutom glyoxysomer finns det andra mikrokroppar som: peroxisomer, glykosomer eller glukosomer och Woronin-kroppar.

peroxisomer

Peroxisomer är mikrokroppar unika för eukaryoter, innehållande oxidas- och katalasenzymer. De beskrevs först av Christian de Duve och hans medarbetare 1965.

Peroxisomer är viktiga i fettens metabolism, eftersom de innehåller ß-oxidationsenzymer som kan verka på dem. Dessa enzymer bryter ned lipider och producerar Acetyl-CoA.

De verkar främst på lipider med hög molekylvikt och bryter dem ned för oxidation i mitokondrierna. De är också involverade i nedbrytningen av kolesterol för syntesen av gallsyra.

De innehåller också enzymer för många viktiga metaboliska vägar, såsom metabolism av skadliga föreningar i levern (t.ex. alkohol). De deltar i syntesen av fosfolipider, triglycerider och isoprenoider.

Deras namn kommer från det faktum att de oxiderar substrat med molekylärt syre för att bilda väteperoxid.

Woronin kroppar

Woronin-kroppar är specifika mikrobodier av Ascomycota-svampar. Dess funktioner är inte helt tydliga. En av dessa tros stänga porerna i hyphes septa. Detta inträffar när hyfelskada uppstår, för att minimera den möjliga förlusten av cytoplasma.

Glukosomerna

Glykosomer är peroxisomer som innehåller enzymer för glykolys och återanvändning av puriner. De finns i kinetoplastidprotozoer (Kinetoplastea). Dessa organismer är uteslutande beroende av glykolys för produktion av ATP.

Enkelt diagram över en peroxisom. Hämtad och redigerad från: Agateller.

Upptäckten av glyoxysomer

Glyoxysomer upptäcktes av den engelska botanikern Harry Beevers och en postdoktor med namnet Bill Breidenbach. Upptäckten av dessa organeller gjordes under en studie av de linjära sackarosgradienterna av endospermhomogenater.

Dessa två forskare visade i den studien att enzymerna i glyoxylatcykeln hittades i en bråkdel av organellen som inte var en mitokondrion. Denna organell kallades glyoxysom på grund av dess enzymers deltagande i glyoxylatcykeln.

Beevers upptäckt av glyoxysomer banade vägen för andra forskare att hitta peroxisomer. De senare är organeller som liknar glyoxysomer, som finns i växternas blad.

Denna upptäckt förbättrade också avsevärt förståelsen för peroxisommetabolism hos djur.

Allmänna egenskaper hos glyoxysomer

En av de egenskaper som gör det möjligt att känna igen glyoxysomer är deras katalasinnehåll, såväl som deras närhet till lipidkroppar.

De finns i frön från växter, de kan också hittas i filamentösa svampar.

Strukturera

De är sfäriska, med en diameter som sträcker sig från 0,5 till 1,5 μm och har ett granulärt inre. Ibland har de kristallina proteininneslutningar.

De härstammar från endoplasmatisk retikulum, som utgör en del av endomembransystemet. De saknar ett genom och är kopplade till ett enda membran.

Funktioner

Deltagande i glukoneogenes

Glyoxysomer deltar i glukoneogenes. Växter är de enda organismerna som kan omvandla lipider till sockerarter. Dessa reaktioner förekommer i reservvävnader i frön som lagrar fett.

I grönsaker sker ß-oxidation i de mikrobkroppar som finns i bladen (peroxisomer) och i frön (glyoxysomer) från de från oljefrö som är i groddsprocessen.

Denna reaktion förekommer inte i mitokondrierna. Funktionen med ß-oxidation är att tillhandahålla sockerprekursormolekyler från fetter.

Processen med ß-oxidation av fettsyror som förekommer i båda typerna av mikrokroppar är liknande. Acetyl-CoA erhållet genom denna oxidation går in i glyoxylatcykeln för att producera sockerprekursorer innan de utvecklande växterna kan utföra den fotosyntetiska processen.

Glykoxylatcykeln

I grund och botten är glyoxylatcykeln för glyoxysomer en modifierad metabolisk väg för mitokondrialkrebscykeln. Glykoxylatcykeln undviker dekarboxyleringssteg.

Detta hopp möjliggör produktion av kolhydratprekursorer (oxaloacetat). På denna väg är det ingen förlust av koldioxid. Acetyl-CoA, från oxidation av fettsyror, deltar i reaktionerna i glyoxylatcykeln.

Väteperoxidavgiftning

I frön producerar ß-oxidationen av fettsyror väteperoxid. Katalaset av glyoxysomerna spelar en viktig roll under avgiftningsprocessen av denna förening.

Dessa reaktioner, i vilka mitokondrierna också är involverade, inkluderar glyoxalatcykeln, som förekommer i kotyledonerna av frön från vissa oljefröter.

Senare under utvecklingen kommer cotyledonerna ut från marken och börjar ta emot ljus. Vid den tiden är aktiviteten hos glyoxysomala enzymer kraftigt i glyoxysomerna.

Samtidigt ökar produktionen av enzymer som är typiska för peroxisomer. Detta faktum visar att en gradvis omvandling från glyoxysomer till peroxisomer som deltar i fotorespiration sker. Denna progressiva omvandling från en typ av mikrokropp till en annan har bevisats experimentellt.

referenser

1. Glyoxylatcykel. På Wikipedia. Återställs från https://sv.wikipedia.org/wiki/Glyoxylate_cykel
2. Glyoxysome. På Wikipedia. Återställs från https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxysome
3. IA Graham (2008). Mobilisering av frölagring. Årlig granskning av växtbiologi.
4. N. Kresge, RD Simoni & RL Hill (2010). Upptäckten av glyoxysomer: Harry Beevers arbete. Journal of Biological Chemestry.
5. K. Mendgen (1973). Mikrobodier (glyoxysomer) i infektionsstrukturer i Uromyces phaseoli. protoplasm
6. M. Parsons, T. Furuya, S. Pal, P. Kessler (2001). Biogenes och funktion av peroxisomer och glykosomer. Molekylär och biokemisk parasitologi.