Características dos peroxissomos, funções, estrutura, biogênese

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David Holt
Características dos peroxissomos, funções, estrutura, biogênese

O peroxissomos, também conhecidos como microrganismos, são pequenas organelas celulares, muito semelhantes aos lisossomas, que estão 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 sangue para o resto do corpo, o nariz e os pulmões são usados ​​para respirar, o estômago recebe o alimento e começa a digestão, e o cérebro se encarrega de coordenar tudo (para citar alguns exemplos). Organelas são essenciais para muitas das funções das células.

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

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

O nome dessas organelas deriva da produção interna de peróxido de hidrogênio (HdoisOUdois), um subproduto das reações de redução de oxidação que ocorrem nestes e que é potencialmente tóxico para as células (pode reagir com muitas outras moléculas), por isso é rapidamente degradado.

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

Índice do artigo

  • 1 Características gerais dos peroxissomos
  • 2 funções
    • 2.1 - Reações oxidativas
    • 2.2 - Metabolismo de energia
    • 2.3 - Biossíntese
  • 3 Estrutura
  • 4 Biogênese (origem)
    • 4.1 Quem participa?
  • 5 peroxissomos em células animais
    • 5.1 funções "raras"
    • 5.2 Peroxissomos modificados
  • 6 peroxissomos em células vegetais
    • 6.1 - Ciclo de glioxilato
    • 6.2 - Fotorrespiração
  • 7 doenças dos peroxissomos
    • 7.1 Síndrome de Zellweger
    • 7.2 Outras síndromes relacionadas
  • 8 referências

Características gerais dos peroxissomos

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

- São pequenas organelas circundadas por uma membrana simples, que as separa do restante das moléculas e organelas do citosol..

- Muito do que está dentro, principalmente proteínas e enzimas, são sintetizados no citosol da célula a que pertencem por meio de ribossomos livres, que são complexos de proteínas capazes de mediar a tradução do RNA mensageiro (mRNA) do núcleo e derivados. a partir da transcrição de um determinado gene.

- Não possuem genoma próprio, ou seja, por dentro não há DNA ou maquinário necessário para o seu processamento (replicação, transcrição e tradução, por exemplo)..

- Multiplique por divisão.

- Dentro, você pode encontrar até 50 enzimas digestivas diferentes e seus produtos secundários (perigoso para as células).

- Seu tamanho e número podem variar muito de uma célula para outra, pois dependem de condições intracelulares (são induzíveis) e do tipo de célula..

Características

Esquema de uma célula microbiana mostrando um peroxissomo (peroxissomo), uma mitocôndria (mitocondriom) e o núcleo (núcleo) (Fonte: CNX OpenStax / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) via Wikimedia Commons)

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

- Reações oxidativas

Muitas reações de oxidação-redução ocorrem dentro dos peroxissomos, trata-se da troca de elétrons entre um composto e outro, geralmente catalisada por proteínas com atividade enzimática (enzimas)..

Essas reações de redução de óxido em peroxissomos comumente produzem peróxido de hidrogênio (HdoisOUdois), um composto que é prejudicial às células.

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

A capacidade de conter essas reações internamente está intimamente relacionada às demais funções que essas organelas celulares desempenham, uma vez que a degradação metabólica de muitas moléculas implica em 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 de energia

Os peroxissomos estão envolvidos na produção de ATP, que é a principal "moeda" de energia de uma célula.

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

Nas células animais, a maior parte dos ácidos graxos é degradada na mitocôndria e uma pequena porção é processada nos peroxissomos, mas nas leveduras e plantas essa função é praticamente exclusiva dos peroxissomos..

- Biossíntese

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

Outros lipídios sintetizados em 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 do fígado também participam da síntese dos ácidos biliares, que são 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 ao contrário das membranas vistas em outras organelas, como mitocôndrias e cloroplastos, por exemplo, eles têm 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 com diâmetro médio entre 0,2 e 1 μm, ou seja, um milionésimo de metro..

Diagrama básico da estrutura de um peroxissomo (Fonte: Thuresson / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) via Wikimedia Commons)

Quando estes não têm forma esférica, podem ser vistos como pequenos túbulos de diferentes tamanhos, que estão conectados uns aos outros (certamente são peroxissomos em divisão).

Freqüentemente, eles têm um centro ou núcleo cristalino, que os cientistas descrevem dessa maneira pela forma como o olham ao microscópio, provavelmente como resultado da enorme quantidade de proteína em seu interior..

Biogênese (origem)

Embora os peroxissomos não contenham DNA em seu interior, ou seja, não possuem genoma próprio, podem ser divididos por brotamento ou fissão.

Esse processo depende da quantidade de proteínas e materiais para a construção de novas membranas de que dispõem, as quais são "importadas" do citosol..

Aqueles que participam?

O retículo endoplasmático é responsável tanto pela síntese dos fosfolipídios que formam a membrana do peroxissoma, quanto pela síntese de algumas de suas proteínas, isto por meio de seus 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 especial ou "marca".

Sem essas marcas, as proteínas não podem ser reconhecidas por outras proteínas na membrana do peroxissoma e, portanto, não podem cruzá-la..

Portanto, se no citosol os ribossomos aderidos ao retículo endoplasmático rugoso (RER) e aqueles que estão livres “enviam” material suficiente para os peroxissomos, estes podem ser divididos em dois.

Peroxissomos em células animais

As células animais têm muitos peroxissomos e lisossomas, organelas semelhantes que são responsáveis ​​pela "reciclagem" de outras organelas e diferentes tipos de moléculas de tamanhos diferentes.

As células de alguns animais (mas não as dos humanos), por exemplo, têm peroxissomos capazes de quebrar o ácido úrico, que geralmente é um resíduo metabólico rico em nitrogênio, cujo acúmulo no sangue pode ter efeitos deletérios..

Funções "estranhas"

Além de todas as funções mencionadas acima, os peroxissomos desempenham funções muito particulares em alguns animais. Vaga-lumes e outros insetos, por exemplo, usam uma enzima nos peroxissomos de suas células para encontrar parceiros e, em alguns casos, localizar seu alimento..

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

A duração de cada clarão e o intervalo em que aparecem são específicos de cada espécie, de modo que as fêmeas podem distinguir os machos na escuridão da noite. Em certas espécies, a fêmea também produz um lampejo 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 de peroxissomo especializado em uma via metabólica específica, algumas células animais possuem peroxissomos modificados.

Os cinetoplastídeos, um grupo de parasitas que causam diversas doenças em humanos e outros animais, possuem um tipo de "peroxissomo modificado" conhecido como glicossomo..

Os glicossomos recebem esse nome porque contêm as enzimas necessárias para o processamento da glicose (enzimas glicolíticas), bem como outras enzimas que participam de outras vias metabólicas para obter energia..

Peroxissomos em células vegetais

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

- Ciclo de glioxilato

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

O processo pelo qual os peroxissomos das plantas desempenham essa função é conhecido como ciclo do glioxilato, que é considerado uma variante do ciclo de Krebs, razão pela 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 sim consumido, e o gás carbônico 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 de células vegetais) um composto químico denominado glicolato, que eles convertem em outro composto denominado glicina (um aminoácido).

A glicina produzida nos peroxissomos das plantas é transportada para a mitocôndria (a organela onde ocorre a respiração e a síntese de grandes quantidades de ATP). Na mitocôndria, essa glicina é convertida em serina, outro aminoácido, que retorna ao peroxissomo..

A serina, uma vez no peroxissoma, é convertida em glicerato e de lá é enviada novamente para o cloroplasto. Todo esse processo não leva à produção de energia, mas ao aproveitamento dos átomos de carbono que são fixados ao glicolato.

Doenças peroxissômicas

Existem diferentes tipos de "distúrbios" relacionados aos peroxissomos. Geralmente, esses distúrbios têm a ver com mutações nos genes que estão envolvidos na biogênese dessas organelas ou, ainda, naqueles genes que codificam as enzimas ou proteínas transportadoras dessas.

Por apresentarem um componente genético, esses distúrbios costumam ser congênitos (são herdados dos pais para os filhos), podendo ter consequências moderadas ou graves, dependendo do caso..

Síndrome de Zellweger

Esta síndrome, embora rara, inclui algumas das condições mais graves. É caracterizada pela ausência completa ou por uma redução considerável do 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 de 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 algumas deficiências intelectuais. Eles podem sofrer de problemas de visão e audição, bem como problemas gastrointestinais e hepáticos, portanto, geralmente não vivem mais de um ano.

Outras síndromes relacionadas

Existem outras doenças relacionadas aos defeitos do peroxissoma. Estes incluem adrenoleucodistrofia neonatal (NALD). Adrenoleucodistrofia Neonatal) e doença de repercussão infantil.

Ambas as doenças são caracterizadas pelo início tardio dos sintomas, que geralmente são vistos durante a infância, de modo que os pacientes podem sobreviver até a idade adulta..

Referências

  1. Sociedade Britânica de Biologia Celular. (WL.). Recuperado em 13 de abril de 2020, em www.bscb.org/learning-resources/softcell-e-learning/peroxisome/.
  2. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2004). A célula: abordagem molecular. Medicinska naklada.
  3. De Duve, C.A. B. P., & Baudhuin, P. (1966). Peroxissomos (microrganismos e partículas relacionadas). Revisões fisiológicas, 46 (2), 323-357.
  4. Editores da Enciclopédia Britânica. (2014). Encyclopaedia Britannica. Recuperado em 13 de abril de 2020, em www.britannica.com/science/peroxisome.
  5. Hu, J., Baker, A., Bartel, B., Linka, N., Mullen, R. T., Reumann, S., & Zolman, B. K. (2012). Peroxissomos de plantas: biogênese e função. The Plant Cell, 24 (6), 2279-2303.
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  7. Roels, F., Baes, M., & Delanghe, S. (Eds.). (2012). Distúrbios peroxissomais e regulação de genes (Vol. 544). Springer Science & Business Media.
  8. Van den Bosch, H., Schutgens, R. B. H., Wanders, R. J. A., & Tager, J. M. (1992). Bioquímica de peroxissomos. Revisão anual do bioquímico.

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