Peroxissomos: características, funções, estrutura, biogênese

Peroxissomos: características, funções, estrutura, biogênese

Os peroxissomos , também conhecidos como microcorpos, são organelas pequenas, muito semelhantes aos lisossomos, que são suspensas no citosol da maioria das células eucarióticas.

Assim como o corpo humano possui órgãos que desempenham diferentes funções para mantê-lo vivo, as células também os possuem e são o que chamamos de “organelas” ou “organelas”.

Assim como o coração bombeia o sangue para o resto do corpo, o nariz e os pulmões servem para respirar, o estômago recebe comida e começa com a digestão e o cérebro é responsável por coordenar tudo (para dar alguns exemplos), então o Organelas são essenciais para muitas das funções das células.

Entre algumas das organelas celulares estão os peroxissomos, que foram descritos em 1960 por Christian René de Duve, o mesmo pesquisador que desenvolveu técnicas de fracionamento subcelular para separar diferentes organelas celulares com base em sua densidade.

de Duve compartilhou, em 1974, o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina com Albert Claude e George Palade, graças ao seu trabalho com essas técnicas e à descoberta de peroxissomos.

O nome destes organelos deriva da produção interna de peróxido de hidrogénio (H 2 O 2 ), um subproduto das reacções de redução de óxido que ocorrem nas mesmas e que é potencialmente tóxico para as células (que pode reagir com muitas outras moléculas ), tornando-o rapidamente degradado.

Em uma célula, pode haver até 500 peroxissomos “nadando” no citosol, mas o número e tamanho dessas organelas depende não apenas do tipo de célula em questão, mas também do estado fisiológico da célula e do ambiente que a cerca.

Características gerais dos peroxissomos

Existem muitas características dos peroxissomos que os tornam semelhantes a outras organelas celulares e, ao mesmo tempo, muito diferentes. Aqui está uma pequena lista resumindo alguns dos mais importantes:

– São pequenas organelas cercadas por uma membrana simples, que as separa do restante das moléculas e organelas no citosol.

– Muito do que está dentro, especialmente proteínas e enzimas, é sintetizado no citosol da célula a que pertencem por meio de ribossomos livres, que são complexos de proteínas capazes de mediar a tradução de RNAs mensageiros (mRNAs). ) do núcleo e derivado da transcrição de um determinado gene.

– Eles não possuem genoma próprio, ou seja, no interior não há DNA ou a maquinaria necessária para o processamento (replicação, transcrição e tradução, por exemplo).

– Eles são multiplicados por divisão.

– No interior, você pode encontrar até 50 enzimas digestivas diferentes e seus produtos secundários (perigosos para as células).

– Seu tamanho e número podem variar bastante de uma célula para outra, uma vez que dependem das condições intracelulares (são induzíveis) e do tipo de célula.

Recursos

Os peroxissomos desempenham diferentes funções dentro de uma célula, muitas delas relacionadas às enzimas que estão dentro dela.

reações oxidativas

Dentro dos peroxissomos, ocorrem muitas reações de redução de óxidos, ou seja, a troca de elétrons entre um composto e outro, geralmente catalisada por proteínas com atividade enzimática (enzimas).

Estas reacções de redução de óxido em peroxissomas actualmente produzir peróxido de hidrogénio (H 2 O 2 ), um composto que é prejudicial para as células.

No entanto, dentro dos peroxissomos, existe uma enzima chamada catalase, responsável por quebrar o peróxido de hidrogênio para formar água ou usá-lo para oxidar outros compostos.

A capacidade de conter essas reações no interior está intimamente relacionada às outras funções que essas organelas celulares desempenham, uma vez que a degradação metabólica de muitas moléculas implica sua oxidação.

Sem as reações oxidativas dos peroxissomos, o acúmulo de compostos como ácidos graxos de cadeia longa, por exemplo, poderia causar danos consideráveis ​​às células nervosas do cérebro.

metabolismo energético

Os peroxissomos participam da produção de ATP, que é a principal “moeda” de energia de uma célula.

Uma das maneiras de fazer isso é quebrando os ácidos graxos (dos quais são compostas gorduras e muitos lipídios), digerindo etanol (um tipo de álcool) e aminoácidos (os “blocos” que compõem as proteínas), etc.

Nas células animais, a maioria dos ácidos graxos é decomposta nas mitocôndrias e uma pequena porção é processada nos peroxissomos, mas nas leveduras e nas plantas essa função é praticamente exclusiva dos peroxissomos.

Biossíntese

Os peroxissomos também trabalham na produção de moléculas que fazem parte das membranas celulares. Essas moléculas são conhecidas como plasmalógenos e são um tipo muito importante de lipídeo para células cerebrais e cardíacas (humanas) em humanos e outros mamíferos.

Outros lipídios sintetizados nos peroxissomos e com a participação do retículo endoplasmático (outra organela celular muito importante) são o colesterol e o dolicol, essenciais para o funcionamento das células.

Em muitos animais mamíferos, por exemplo, os peroxissomos das células hepáticas também participam da síntese de ácidos biliares, derivados do colesterol e são muito necessários para a digestão das gorduras contidas nos alimentos que são processados ​​no estômago e depois no intestino delgado.

Estrutura

Os peroxissomos são organelas membranosas, mas, diferentemente das membranas observadas em outras organelas, como mitocôndrias e cloroplastos, por exemplo, elas possuem uma membrana única e não um sistema de membrana dupla.

Sua aparência não é constante, ou seja, pode mudar. No entanto, geralmente são organelas esféricas que têm um diâmetro médio entre 0,2 e 1 μm, ou seja, um milionésimo de metro.

Quando não são esféricos, podem ser vistos como pequenos túbulos de tamanhos diferentes, conectados entre si (certamente estão dividindo os peroxissomos).

Eles costumam ter um núcleo ou centro cristalino, que os cientistas descrevem dessa maneira pela forma como olham para o microscópio, provavelmente como resultado da grande quantidade de proteína existente no interior.

Biogênese (origem)

Embora os peroxissomos não contenham DNA dentro, ou seja, eles não têm seu próprio genoma, eles podem ser divididos por brotamento ou fissão.

Esse processo depende da quantidade de proteínas e materiais para construir novas membranas disponíveis para eles, que são “importadas” do citosol.

Quem participa?

O retículo endoplasmático é responsável pela síntese dos fosfolipídios que formam a membrana do peroxissomo e pela síntese de algumas de suas proteínas, através dos ribossomos associados.

Os ribossomos (atualmente presentes no citosol como “polirribossomos livres”) são os que traduzem a maioria das proteínas. Essas proteínas só podem entrar no interior dos peroxissomos se tiverem um rótulo ou “marca” especial.

Sem essas marcações, as proteínas não podem ser reconhecidas por outras proteínas na membrana do peroxissomo e, portanto, não serão capazes de atravessá-la.

Portanto, se no citosol os ribossomos aderidos ao retículo endoplasmático rugoso (RER) e os livres enviarem material suficiente para os peroxissomos, eles podem se dividir em dois.

Peroxissomos em células animais

As células animais têm muitos peroxissomos e lisossomos, organelas similares responsáveis ​​pela “reciclagem” de outras organelas e de diferentes tipos de moléculas de diferentes tamanhos.

As células de alguns animais (mas não os humanos), por exemplo, têm peroxissomos capazes de degradar o ácido úrico, que geralmente é um resíduo metabólico rico em nitrogênio, cuja acumulação no sangue pode ter efeitos prejudiciais.

Funções “raras”

Além de todas as funções mencionadas acima, os peroxissomos desempenham funções muito únicas em alguns animais. Vaga-lumes e outros insetos, por exemplo, usam uma enzima nos peroxissomos de suas células para encontrar um parceiro e, em alguns casos, para localizar seus alimentos.

Esta enzima é conhecida como luciferase. A luciferase ajuda os machos a produzir um “flash” brilhante de luz que pode ser verde ou amarelo, e que os ajuda a atrair fêmeas da mesma espécie.

A duração de cada flash e o intervalo em que aparecem são específicos para cada espécie, para que as fêmeas possam distinguir os machos no escuro da noite. Em algumas espécies, a fêmea também produz um flash e, em outras, emite uma luz que atrai o macho para comê-lo.

Peroxissomos modificados

Assim como as plantas possuem glioxissomos, que são um tipo especializado de peroxissomo em uma via metabólica específica, algumas células animais possuem peroxissomos modificados.

Os cinetoplastídeos, um grupo de parasitas que causam doenças diferentes para seres humanos e outros animais, têm um tipo de “peroxissomo modificado” conhecido como glicossoma.

Os glicossomas recebem esse nome porque as enzimas necessárias para o processamento da glicose (enzimas glicolíticas) estão incluídas dentro deles, além de outras enzimas que participam de outras vias metabólicas para obter energia.

Peroxissomos nas células vegetais

As células vegetais também contêm peroxissomos e estas têm funções muito importantes para o funcionamento das plantas, além das funções compartilhadas com as dos peroxissomos de outros tipos celulares.

Ciclo de glioxilato

Nas sementes, por exemplo, os peroxissomos de suas células são responsáveis ​​pela conversão de gorduras armazenadas em carboidratos, que são a matéria- prima necessária para o desenvolvimento das mudas que germinarão.

O processo pelo qual os peroxissomos da planta desempenham essa função é conhecido como ciclo de glioxilato, considerado uma variante do ciclo de Krebs, motivo pelo qual alguns textos se referem a esses peroxissomos como glioxissomos.

Fotorrespiração

Nas plantas, essas organelas também estão envolvidas em um processo conhecido como fotorrespiração, que consiste em uma via metabólica “contrária” à fotossíntese, uma vez que o oxigênio não é produzido, mas é consumido, e o dióxido de carbono é liberado sem a obtenção de ATP .

Apesar do exposto, esse processo também é conhecido como “recuperação de carbono”, uma vez que os peroxissomos recebem dos cloroplastos (outra organela das células vegetais) um composto químico chamado glicolato, que eles convertem em outro composto chamado glicina (um aminoácido).

A glicina produzida nos peroxissomos da planta é transportada para as mitocôndrias (a organela onde ocorre a respiração e a síntese de grandes quantidades de ATP). Nas mitocôndrias, essa glicina é convertida em serina, outro aminoácido que é devolvido ao peroxissomo.

A serina, uma vez no peroxissomo, é convertida em glicerato e de lá é enviada ao cloroplasto novamente. Todo esse processo não leva à produção de energia, mas leva à exploração dos átomos de carbono que estão ligados ao glicolato.

Doenças peroxissômicas

Existem diferentes tipos de “distúrbios” relacionados aos peroxissomos. Geralmente, esses distúrbios têm a ver com mutações nos genes envolvidos na biogênese dessas organelas ou mesmo naqueles genes que codificam as enzimas ou essas proteínas de transporte.

Por possuírem um componente genético, esses distúrbios geralmente são congênitos (herdados de pais para filhos) que podem ter conseqüências moderadas ou graves, dependendo do caso.

Síndrome de Zellweger

Essa síndrome, embora rara, inclui algumas das condições mais graves. É caracterizada pela ausência completa ou por uma redução considerável no número de cromossomos nas células do corpo.

As mutações genéticas que causam essa síndrome também causam o acúmulo de compostos ricos em elementos como ferro e cobre e ácidos graxos de cadeia muito longa no sangue e em outros tecidos, como fígado, cérebro e rins.

Quais são as consequências?

As crianças afetadas por essa síndrome geralmente nascem com deformidades faciais (faciais) e alguma deficiência intelectual. Eles podem sofrer de problemas de visão e audição, além de problemas gastrointestinais e hepáticos, e geralmente não vivem mais de um ano.

Outras síndromes relacionadas

Existem outras doenças relacionadas a defeitos nos peroxissomos. Estas são a adrenoleucodistrofia neonatal (NALD, da Adrenoleucodistrofia Neonatal Inglesa ) e a doença infantil de Refsum.

Ambas as doenças são caracterizadas pelo início tardio dos sintomas, que geralmente são observados durante a infância, para que os pacientes possam sobreviver até a idade adulta.

Referências

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