ГЛИОКСИСОМЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА, СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В glyoxisomes является специализированным классом микротельца обычно находятся в проросших семенах растений , богатых масла (масло).

Они содержат ферменты, которые помогают преобразовывать масла, содержащиеся в семенах в качестве резервных веществ, в углеводы. Это преобразование происходит в процессе прорастания.

Глиоксисома и другие органеллы в растительной клетке. Взято и отредактировано: Gevictor, из Wikimedia Commons.

Углеводы легче направить к молодому растению, которое будет использоваться во время роста. Подобные органеллы наблюдались у некоторых протистов и грибов.

Эти органеллы получили название «глиоксисомоподобные». Глиоксисомы названы так, потому что они содержат ферменты, которые участвуют в глиоксилатном цикле.

Глиоксилатный цикл - это метаболический путь, который происходит в глиоксисомах растительных клеток, некоторых грибов и простейших. Это модификация цикла лимонной кислоты.

Он использует жирные кислоты в качестве субстрата для синтеза углеводов. Этот метаболический путь очень важен для семян в процессе прорастания.

микротела

Микротела - это органеллы в форме пузырьков, присутствующие в цитоплазме клетки. Они имеют сферическую форму и окружены единой мембраной.

Они действуют как сосуды, содержащие метаболическую активность. Помимо глиоксисом, существуют и другие микротела, такие как пероксисомы, гликосомы или глюкосомы и тельца воронина.

Пероксисом

Пероксисомы - это уникальные для эукариот микротела, содержащие ферменты оксидазы и каталазы. Впервые они были описаны Кристианом де Дювом и его сотрудниками в 1965 году.

Пероксисомы необходимы для метаболизма жиров, так как они содержат ферменты бета-окисления, способные воздействовать на них. Эти ферменты расщепляют липиды и производят ацетил-КоА.

Они действуют в основном на липиды с высокой молекулярной массой, разрушая их для окисления в митохондриях. Они также участвуют в расщеплении холестерина для синтеза желчных кислот.

Они также содержат ферменты для многих важных метаболических путей, таких как метаболизм вредных соединений в печени (например, алкоголь). Они участвуют в синтезе фосфолипидов, триглицеридов и изопреноидов.

Их название происходит от того факта, что они окисляют субстраты с помощью молекулярного кислорода с образованием перекиси водорода.

Тела воронина

Тельца воронина представляют собой специфические микротела грибов Ascomycota. Его функции не совсем понятны. Считается, что один из них закрывает поры в перегородках гиф. Это происходит при повреждении гиф, чтобы минимизировать возможную потерю цитоплазмы.

Глюкосомы

Гликосомы - это пероксисомы, которые содержат ферменты для гликолиза и повторного использования пуринов. Они обнаружены у кинетопластических простейших (Kinetoplastea). Эти организмы зависят исключительно от гликолиза для производства АТФ.

Простая схема пероксисомы. Взято и отредактировано: Agateller.

Открытие глиоксисом

Глиоксисомы были открыты английским ботаником Гарри Биверсом и докторантом Биллом Брейденбахом. Открытие этих органелл было сделано во время изучения линейных градиентов сахарозы в гомогенатах эндосперма.

Эти два исследователя продемонстрировали в этом исследовании, что ферменты глиоксилатного цикла были обнаружены во фракции органеллы, которая не была митохондрией. Эта органелла получила название глиоксисома из-за участия ее ферментов в глиоксилатном цикле.

Открытие Бивером глиоксисом проложило путь другим исследователям к поиску пероксисом. Последние представляют собой органеллы, похожие на глиоксисомы, которые содержатся в листьях растений.

Это открытие также значительно улучшило понимание метаболизма пероксисом у животных.

Общая характеристика глиоксисом

Одной из характеристик, которая позволяет распознавать глиоксисомы, является их содержание каталазы, а также их близость к липидным телам.

Они содержатся в семенах растений, их также можно найти в нитчатых грибах.

Структура

Они имеют сферическую форму с диаметром от 0,5 до 1,5 мкм и гранулированную внутреннюю часть. Иногда в них присутствуют кристаллические белковые включения.

Они происходят из эндоплазматического ретикулума, составляя часть эндомембранной системы. У них нет генома, и они связаны единой мембраной.

Характеристики

Участие в глюконеогенезе

Глиоксисомы участвуют в глюконеогенезе. Растения - единственные организмы, способные превращать липиды в сахара. Эти реакции происходят в резервных тканях семян, запасающих жир.

В овощах ß-окисление происходит в микротелах, присутствующих в листьях (пероксисомы) и в семенах (глиоксисомах) тех масличных семян, которые находятся в процессе прорастания.

В митохондриях такой реакции не происходит. Функция ß-окисления заключается в получении молекул-предшественников сахара из жиров.

Процесс ß-окисления жирных кислот, происходящий в обоих типах микротел, похож. Ацетил-КоА, полученный в результате этого окисления, входит в глиоксилатный цикл для производства предшественников сахара, прежде чем развивающиеся растения смогут осуществить процесс фотосинтеза.

Глиоксилатный цикл

По сути, глиоксилатный цикл глиоксисом представляет собой модифицированный метаболический путь митохондриального цикла Кребса. Цикл глиоксилата позволяет избежать этапов декарбоксилирования.

Этот скачок позволяет производить предшественники углеводов (оксалоацетат). На этом маршруте нет потерь CO2. Ацетил-КоА, образующийся при окислении жирных кислот, участвует в реакциях глиоксилатного цикла.

Детоксикация перекисью водорода

В семенах в результате β-окисления жирных кислот образуется перекись водорода. Каталаза глиоксисом играет жизненно важную роль в процессе детоксикации этого соединения.

Эти реакции, в которых также участвуют митохондрии, включают глиоксалатный цикл, который происходит в семядолях семян некоторых видов масличных культур.

Позднее в процессе развития семядоли выходят из земли и начинают получать свет. В это время происходит резкое падение активности глиоксисомальных ферментов в глиоксисомах.

При этом увеличивается продукция ферментов, характерных для пероксисом. Этот факт показывает, что происходит постепенная трансформация глиоксисом в пероксисомы, которые участвуют в фотодыхании. Это постепенное преобразование от одного типа микротел к другому было доказано экспериментально.

Ссылки

1. Глиоксилатный цикл. В Википедии. Восстановлено с https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxylate_cycle
2. Глиоксисома. В Википедии. Получено с https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxysome
3. И. А. Грэм (2008). Мобилизация масла для хранения семян. Ежегодный обзор биологии растений.
4. Н. Кресдж, Р. Д. Симони и Р. Л. Хилл (2010). Открытие глиоксисом: работа Гарри Биверса. Журнал биологической химии.
5. К. Мендген (1973). Микротела (глиоксисомы) в инфекционных структурах Uromyces phaseoli. протоплазма
6. М. Парсонс, Т. Фуруя, С. Пал, П. Кесслер (2001). Биогенез и функция пероксисом и гликозом. Молекулярная и биохимическая паразитология.