Peroxissomos: Características, Localização, Funções, Estrutura

Os peroxissomas são organelos esféricas, com um diâmetro de 0,2 a cerca de rodeado por uma membrana e 1,0 | im. São encontradas em células animais e vegetais e possuem as enzimas necessárias para as vias metabólicas ligadas aos processos de oxidação de biomoléculas (aminoácidos e ácidos graxos) ou substâncias tóxicas (álcool).

As enzimas envolvidas nesses processos são chamadas oxidases, que também estão envolvidas nas rotas sintéticas. Os peroxissomas tem uma enzima, em particular catalase, com os quais são capazes de remover o peróxido de hidrogénio (H 2 O 2 ), que é um subproduto da degradação provocada por substâncias tóxicas.

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Observe que essa substância potencialmente perigosa é originada e eliminada na mesma organela, portanto a célula nunca é exposta a esse composto. Os peroxissomos foram descobertos em 1954 pelo sueco Johannes Rhodin, enquanto estudavam a morfologia dos rins em murides. Inicialmente eles foram chamados de microcorpos.

Mais tarde, em 1966, um grupo de pesquisadores descreveu as propriedades bioquímicas da nova organela e atribuiu a ela o nome de peroxissomo, devido à produção e degradação do H 2 O 2 .

Características gerais e localização

Peroxissomos são compartimentos esféricos cercados por uma única membrana. Eles não têm seu próprio genoma ou ribossomo ligado à sua estrutura, em contraste com outros compartimentos celulares, como mitocôndrias ou cloroplastos , que são cercados por um sistema complexo de duas ou três membranas, respectivamente.

A maioria das células animais e vegetais possui peroxissomos. A principal exceção são os glóbulos vermelhos ou eritrócitos .

Dentro dessa estrutura existem enzimas envolvidas no metabolismo oxidativo. A oxidação de alguns produtos produz peróxido de hidrogênio, uma vez que os hidrogênios desses substratos são transferidos para moléculas de oxigênio.

O peróxido de hidrogênio é uma substância tóxica para a célula e deve ser removida. Portanto, os peroxissomos contêm a enzima catalase, que permite sua conversão em moléculas de água e oxigênio.

Diversidade de peroxissomos

Os peroxissomos são organelas bastante diversas. Dependendo do tipo de célula e das espécies de estudo, eles podem modificar a composição da enzima dentro. Da mesma forma, eles podem mudar de acordo com as condições ambientais às quais estão expostos.

Por exemplo, ficou provado que em leveduras que crescem na presença de carboidratos, os peroxissomos são pequenos. Quando esses organismos crescem em ambientes ricos em metanol ou ácidos graxos, os peroxissomos são maiores para oxidar esses compostos.

Nos protistas do gênero Trypanosoma (este gênero inclui as espécies patogênicas T. cruzi, o agente causador da doença de chagas) e outros cinetoplastídeos, eles têm um tipo de peroxissomo chamado glicossoma. Esta organela possui certas enzimas de glicólise.

Nos fungos, existe uma estrutura chamada corpo de Woronin. Este é um tipo de peroxissomo que participa da manutenção da estrutura celular.

Da mesma forma, existem enzimas nos peroxissomos de certas espécies que são únicas. Nos vaga-lumes, os peroxissomos contêm a enzima luciferase, responsável pela bioluminescência típica desse grupo de besouros. Em fungos do gênero Penicillium , os peroxissomos contêm enzimas envolvidas na produção de penicilina.

Funções

No peroxissomo, ocorrem vias de oxidação metabólica essenciais para as células. Eles têm mais de cinquenta tipos de enzimas que podem degradar ácidos graxos, ácido úrico e aminoácidos. Eles também participam de rotas de síntese lipídica. Cada uma de suas funções será descrita em detalhes abaixo:

Degradação de ácidos graxos

A oxidação de ácidos graxos no peroxissomo ocorre por uma via metabólica denominada oxidação β, que resulta da produção de grupos acetil. Isso é contrário à reação de degradação análoga que ocorre nas mitocôndrias, na qual os produtos finais da degradação de ácidos graxos são dióxido de carbono e ATP.

Diferentemente das células animais, onde a oxidação β ocorre nas mitocôndrias e no peroxissomo, nas leveduras ocorre apenas nos peroxissomos.

Os grupos acetil podem ser transportados para outros compartimentos celulares e incluídos nas vias biossintéticas dos metabólitos essenciais.

Degradação de produtos tóxicos

Os peroxissomos participam de reações de desintoxicação, principalmente no fígado e nos rins.

Os peroxissomos podem degradar substratos tóxicos que entram na corrente sanguínea, como álcool, fenóis, ácidos fórmicos e formaldeído. Essas reações de oxidação produzem peróxido de hidrogênio.

O nome da organela é dado pela produção desta molécula. Para degradá-lo, possui a enzima catalase, que catalisa a seguinte reação química que produz substâncias inofensivas para a célula, a água e o oxigênio:

2 H 2 O 2 -> H 2 O + O 2

Síntese de biomoléculas

Nas células animais, a síntese de colesterol e dolicol ocorre no peroxissomo e no retículo endoplasmático. O colesterol é um lipídio indispensável de alguns tecidos. Sua presença nas membranas plasmáticas determina sua fluidez. Também é encontrado no plasma sanguíneo.

O dolicol, como o colesterol, é um lipídio e está presente nas membranas celulares, especificamente no retículo endoplasmático.

Os peroxissomos também participam da síntese de ácidos biliares, componentes da bile. Estes compostos são originários do colesterol. A principal função da bile é a saponificação de gorduras no intestino, atuando como uma espécie de detergente.

Os plasmamalógenos são moléculas de natureza lipídica, caracterizadas pela presença de uma ligação do tipo éter. Este lipídeo é encontrado como um componente indispensável das membranas celulares que constituem os tecidos do coração e do cérebro. Os peroxissomos participam das duas primeiras etapas que dão origem a esses lipídios.

Por esse motivo, quando qualquer falha celular ocorre no nível dos peroxissomos, ela pode se manifestar em anormalidades neurológicas. Um exemplo dessas patologias é a síndrome de Zellweger.

Peroxissomo em plantas

Glioxissomos

As plantas contêm organelas especializadas do tipo peroxissomo, chamadas glioxissomos. A função é armazenar substâncias e degradar lipídios. Eles são encontrados principalmente em sementes.

Uma reação típica das plantas ocorre nos glioxissomos: a conversão de ácidos graxos em glicose.

Essa via metabólica é conhecida como ciclo do glioxilato e é bastante semelhante ao ciclo do ácido cítrico. Para alcançar essa conversão, duas moléculas de acetil CoA são usadas para produzir ácido succínico, que posteriormente passa para a glicose.

A planta que emerge da semente ainda não é fotossinteticamente ativa. Para compensar esse fato, eles podem usar esses carboidratos do glioxissomo até que a planta possa sintetizá-los por si só. Este processo é indispensável para a correta germinação da semente.

Essa conversão de ácidos graxos em carboidratos é impossível nas células animais, pois elas não possuem as enzimas do ciclo do glioxilato.

Foto respiração

Os peroxissomos participam dos processos de fotorrespiração nas células vegetais. Sua principal função é metabolizar os produtos secundários formados durante os processos fotossintéticos.

A enzima Rubisco (ribulose-1,5-bifosfato carboxilase / oxigenase) participa da fixação do dióxido de carbono. No entanto, esta enzima pode receber oxigênio e não dióxido de carbono. Como o nome da enzima indica, é uma carboxilase e uma oxigenase ao mesmo tempo.

Um dos compostos produzidos por essa via de oxigenação alternativa é o fosfoglicolato. Após ser convertida em glicolato, essa molécula é enviada para o peroxissomo, onde ocorre sua oxidação à glicina.

A glicina pode ser levada para as mitocôndrias, onde se torna serina. A serina retorna ao peroxissomo e se transforma em glicerato. Este último passa pelo cloroplasto e pode ser incorporado ao ciclo de Calvin.

Em outras palavras, os peroxissomos ajudam a recuperar os carbonos, uma vez que o fosfoglicolato não é um metabólito útil para a planta.

Estrutura

Os peroxissomos têm estruturas muito simples. Eles são cercados por uma única membrana lipídica.

Como esses compartimentos não possuem nenhum tipo de material genético, todas as proteínas necessárias para suas funções devem ser importadas. As proteínas que devem ser transportadas para os peroxissomos são sintetizadas pelos ribossomos e transportadas do citosol para seu destino final.

O rótulo que indica a localização de uma certa proteína nos peroxissomos é caracterizado por conter uma sequência de serina, lisina e leucina no carbono terminal da cadeia proteica. Essa tag é conhecida como PTS1 por sua sigla em inglês, sinal de segmentação peroxissômica 1.

Também existem outros rótulos que indicam a localização da proteína no peroxissomo, como a presença de nove aminoácidos na extremidade do terminal amino denominada PTS2. Da mesma forma, os fosfolipídios são sintetizados no retículo endoplasmático e levados ao peroxissomo.

Eles são semelhantes aos lisossomos, exceto por sua origem. Os lisossomos brotam do sistema de membrana celular. Peroxissomos, como mitocôndrias e plastídeos, podem ser replicados por divisão. Graças à incorporação de proteínas e lipídios, os peroxissomos podem crescer e se dividir em dois compartimentos separados.

Origem

Anteriormente, foi proposto que os peroxissomos se originavam de um processo endossimbiótico; No entanto, essa visão tem sido altamente questionada.

Evidências recentes demonstraram a existência de uma estreita relação entre o retículo endoplasmático e os peroxissomos, o que apóia a hipótese de que eles se originaram a partir do retículo.

Referências

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