ГЛИОКСИЗОМИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На glyoxisomes са специализиран клас microbodies обикновено са намерени в покълналите семена от растения, богати на масла (масло).

Те съдържат ензими, които помагат да се превърнат маслата, съдържащи се като резервни вещества в семената, във въглехидрати. Това превръщане се случва по време на процеса на покълване.

Глиоксизома и други органели в растителна клетка. Взето и редактирано от: Gevictor, от Wikimedia Commons.

Въглехидратите се мобилизират по-лесно към младото растение, което да се използва по време на растежа. Подобни органели са наблюдавани при някои протести и гъбички.

Тези органели са наречени „подобни на глиоксисом“. Глиоксизомите са наречени така, защото съдържат ензимите, които участват в глиоксилатния цикъл.

Глиоксилатният цикъл е метаболитен път, който се среща в глиоксизомите на растителните клетки, някои гъбички и протисти. Това е модификация на цикъла на лимонената киселина.

Той използва мастни киселини като субстрат за синтеза на въглехидрати. Този метаболитен път е много важен за семената по време на процеса на покълване.

Microbodies

Микротялата са органели с форма на везикули, присъстващи в клетъчната цитоплазма. Те са сферични по форма и са заобиколени от една мембрана.

Те действат като съдове, които съдържат метаболитни активности. Освен глиоксизоми има и други микротяла като: пероксизоми, гликозоми или глюкозоми и тела на Воронин.

пероксизомите

Пероксизомите са микротела, уникални за еукариотите, съдържащи ензими оксидаза и каталаза. Те са описани за първи път от Кристиан дьо Дюв и неговите сътрудници през 1965г.

Пероксизомите са от съществено значение за метаболизма на мазнините, тъй като съдържат ß-окислителни ензими, способни да действат върху тях. Тези ензими разграждат липидите и произвеждат Acetyl-CoA.

Те действат главно върху липидите с високо молекулно тегло, разграждайки ги за окисляване в митохондриите. Те също участват в разграждането на холестерола за синтеза на жлъчни киселини.

Те също съдържат ензими за много важни метаболитни пътища, като метаболизма на вредните съединения в черния дроб (например, алкохол). Те участват в синтеза на фосфолипиди, триглицериди и изопреноиди.

Името им идва от факта, че те окисляват субстратите, използвайки молекулен кислород, за да образуват водороден пероксид.

Воронинови тела

Ворониновите тела са специфични микротяла на гъбичките Ascomycota. Неговите функции не са напълно ясни. Смята се, че едно от тях е затварянето на порите в септата на хифите. Това се случва при увреждане на хифалите, за да се сведе до минимум възможната загуба на цитоплазма.

Глюкозомите

Гликозомите са пероксизоми, които съдържат ензими за гликолиза и повторна употреба на пурини. Те се намират в кинетопластидната протозоя (Kinetoplastea). Тези организми зависят изключително от гликолизата за производството на АТФ.

Проста диаграма на пероксизома. Взето и редактирано от: Agateller.

Откриването на глиоксизоми

Глиоксизомите са открити от английския ботаник Хари Бийвърс и следдокторант на име Бил Брейденбах. Откриването на тези органели е направено по време на изследване на линейните захарозни градиенти на хомогенатите на ендоспермите.

Тези два изследователи демонстрираха в това проучване, че ензимите от глиоксилатния цикъл са открити във фракция от органелата, която не е митохондрион. Тази органела беше наречена глиоксисом поради участието на нейните ензими в цикъла на глиоксилат.

Откритието на Беоверс за глиоксизомите проправи пътя на други изследователи да открият пероксизоми. Последните са органели, подобни на глиоксизомите, които се намират в листата на растенията.

Това откритие също значително подобри разбирането за метаболизма на пероксизом при животни.

Обща характеристика на глиоксизомите

Една от характеристиките, която позволява да се разпознаят глиоксизомите, е тяхното съдържание на каталаза, както и близостта им до липидните тела.

Те се намират в семената на растенията, могат да се намерят и в нишковидни гъбички.

структура

Те са сферични, с диаметър от 0,5 до 1,5 µm и имат гранулирана вътрешност. Понякога те имат кристални протеинови включвания.

Те произхождат от ендоплазмения ретикулум, образувайки част от ендомембранната система. Липсва им геном и са свързани с една мембрана.

Характеристика

Участие в глюконеогенезата

Глиоксизомите участват в глюконеогенезата. Растенията са единствените организми, способни да превръщат липидите в захари. Тези реакции се проявяват в резервните тъкани на семената, които съхраняват мазнини.

В зеленчука ß-окисляването се осъществява в микро-антителата, присъстващи в листата (пероксизоми) и в семената (глиоксизоми) на тези на маслодайните семена, които са в процеса на покълване.

Тази реакция не се проявява в митохондриите. Функцията на ß-окисляване е да осигурява молекули на прекурсора на захарта от мазнини.

Процесът на ß-окисляване на мастни киселини, който протича при двата типа микротяла, е подобен. Ацетил-КоА, получен при това окисляване, навлиза в глиоксилатния цикъл, за да се получат прекурсори на захар, преди развиващите се растения да могат да извършат фотосинтетичния процес.

Цикълът на глиоксилат

По принцип глиоксилатният цикъл на глиоксизомите е модифициран метаболитен път на митохондриалния цикъл на Кребс. Цикълът на глиоксилат избягва етапите на декарбоксилиране.

Този скок позволява производството на въглехидратни прекурсори (оксалоацетат). По този маршрут няма загуба на CO2. Ацетил-КоА от окисляването на мастните киселини участва в реакциите на цикъла на глиоксилат.

Детоксификация на водороден пероксид

В семената β-окисляването на мастни киселини произвежда водороден пероксид. Каталазата на глиоксизомите играе жизненоважна роля по време на процеса на детоксикация на това съединение.

Тези реакции, в които участват и митохондриите, включват глиоксалатния цикъл, който се проявява в котиледоните от семена на някои видове маслодайни семена.

По-късно в развитието си котиледоните излизат от земята и започват да получават светлина. По това време има рязък спад в активността на глиоксизомните ензими в глиоксизомите.

В същото време се наблюдава увеличение на производството на ензими, характерни за пероксизомите. Този факт показва, че настъпва постепенна трансформация от глиоксизоми в пероксизоми, които участват във фотореспирация. Тази прогресивна трансформация от един тип микротяло в друг е доказана експериментално.

Препратки

1. Глиоксилатен цикъл. В Уикипедия. Възстановено от
2. Glyoxysome. В Уикипедия. Възстановени от
3. И. А. Греъм (2008). Мобилизиране на масло за съхранение на семена. Годишен преглед на растителната биология.
4. N. Kresge, RD Simoni & RL Hill (2010). Откриването на глиоксизомите: дело на Хари Бийвърс. Списание за биологична химестрия.
5. К. Мендген (1973). Микро антитела (глиоксизоми) в структурите на инфекцията на Uromyces phaoli. протоплазма
6. М. Парсънс, Т. Фуруя, С. Пал, П. Кеслер (2001). Биогенеза и функция на пероксизомите и гликозомите. Молекулярна и биохимична паразитология.