MIKROBODY: VLASTNOSTI, FUNKCE A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Tyto mikrotělesa jsou třída cytoplasmatických organel obklopených jedinou membránou a obsahující jemné matice s proměnnou vzhledu mezi amorfní, zrnitý nebo fibrilární. Mikrobody mají někdy diferencovatelné centrum nebo jádro s vyšší hustotou elektronů a krystalickým uspořádáním.

V těchto organelách existuje několik enzymů, některé s oxidační funkcí (jako je například kataláza), které se podílejí na oxidaci některých živin. Peroxisomy, například rozkládat peroxid vodíku (H ₂ O ₂).

Grafické znázornění peroxisomu.

Zdroj: Rock 'n Roll

Nacházejí se v eukaryotických buňkách a vznikají začleněním proteinů a lipidů z cytoplazmy a obklopují se membránovými jednotkami.

vlastnosti

Mikrobody mohou být definovány jako vezikuly s jedinou membránou. Tyto organely mají průměr 0,1 až 1,5 um. Mají oválný tvar a v některých případech kruhové, s granulárním vzhledem. Ve středu organely se někdy může objevit mezní plaketa, která mu dává zvláštní tvar.

Tyto malé struktury byly nedávno objeveny a morfologicky a biochemicky charakterizovány díky vývoji elektronové mikroskopie.

V živočišných buňkách jsou umístěny v blízkosti mitochondrií, vždy jsou mnohem menší než tyto. Mikrobody jsou také prostorově spojeny s hladkým endoplazmatickým retikulem.

Membrána mikrobodů je složena z porinu a je tenčí než membrána jiných organel, jako jsou lysozomy, v některých případech je propustná pro malé molekuly (jako v peroxisomech jaterních buněk).

Matrice mikrobodů je obvykle granulární a v některých případech homogenní, s obecně rovnoměrnou hustotou elektronů a s rozvětvenými vlákny nebo krátkými vlákny. Kromě toho, že obsahují enzymy, můžeme najít velké množství fosfolipidů.

Funkce

V živočišných buňkách

Mikrobody se účastní řady biochemických reakcí. Ty se mohou pohybovat v buňce na místo, kde jsou vyžadovány jejich funkce. V živočišných buňkách se pohybují mezi mikrotubuly a v rostlinných buňkách se pohybují po mikrofilamentech.

Působí jako receptorové vezikuly pro produkty různých metabolických drah, které slouží jako jejich transport a v nich se také vyskytují některé metabolické reakce.

Peroxisomy produkují H ₂ O ₂ redukcí O ₂ alkoholy a mastnými kyselinami s dlouhým řetězcem. Tento peroxid je vysoce reaktivní látka a používá se při enzymatické oxidaci jiných látek. Peroxisomy plní důležitou funkci ochrany buněčné složky před oxidací H ₂ O ₂ degradací ho dovnitř.

Při beta-oxidaci jsou peroxizomy v těsné blízkosti lipidů a mitochondrií. Obsahují enzymy, které se podílejí na oxidaci tuků, jako je například kataláza, isocitrát lyáza a malát syntáza. Obsahují také lipázy, které štěpí uložené tuky na jejich mastné acylové řetězce.

Peroxisomy také syntetizují žlučové soli, které pomáhají při trávení a absorpci lipidového materiálu.

V rostlinných buňkách

V rostlinách najdeme peroxisomy a glyoxysomy. Tyto mikrobody jsou strukturně stejné, i když mají odlišné fyziologické funkce. Peroxisomy se nacházejí v listech cévnatých rostlin a jsou spojeny s chloroplasty. V nich dochází k oxidaci kyseliny glykolytické, vznikající při fixaci CO ₂.

Glyoxysomy se vyskytují v hojnosti během klíčení semen, které udržují lipidové rezervy. Enzymy účastnící se glyoxylátového cyklu, kde dochází k přeměně lipidů na uhlohydráty, se nacházejí v těchto mikrobodech.

Po začátku fotosyntetického aparátu se uhlohydráty vytvářejí cestou foto respirace v peroxizomech, kde se zachycuje uhlík ztracený po vazbě O ₂ na RubisCO.

Mikrobody obsahují katalázy a jiné flavin-dependentní oxidázy. Oxidace substrátů oxidáz spojených s flavinu je doprovázen spotřeby kyslíku a následnou tvorbou H ₂ O ₂. Tento peroxid je degradován působením katalázy, produkující vodu a kyslík.

Tyto organely přispívají k absorpci kyslíku buňkou. Ačkoli na rozdíl od mitochondrií neobsahují elektronické dopravní řetězce ani jiný energeticky náročný systém (ATP).

Příklady

Přestože jsou mikrobody z hlediska své struktury velmi podobné, různé typy byly rozlišeny podle fyziologických a metabolických funkcí, které provádějí.

Peroxisomy

Peroxisomy jsou mikrobody obklopené membránou o průměru přibližně 0,5 um s různými oxidačními enzymy, jako je kataláza, D-aminokyselinová oxidáza, urát oxidáza. Tyto organely jsou tvořeny projekcemi endoplazmatického retikula.

Peroxisomy se nacházejí ve velkém počtu buněk obratlovců a tkání. U savců se nacházejí v buňkách jater a ledvin. V jaterních buňkách dospělých potkanů ​​bylo zjištěno, že mikrobody zaujímají 1 až 2% z celkového cytoplazmatického objemu.

Mikrobody lze nalézt v různých savčích tkáních, i když se liší od peroxisomů nalezených v játrech a ledvinách tím, že prezentují proteinovou katalázu v menším množství a postrádají většinu oxidáz přítomných v uvedených organelách jaterních buněk.

U některých protistů se vyskytují také ve významných množstvích, jako v případě Tetrahymena pyriformis.

Peroxisomy, které se nacházejí v jaterních buňkách, ledvinách a dalších protistických tkáních a organismech, se od sebe liší složením a některými jejich funkcemi.

Játra

V jaterních buňkách jsou mikrobody složeny převážně z katalázy, která tvoří asi 40% celkových proteinů v těchto organelách. V jaterních peroxisomech se nacházejí další oxidázy, jako jsou kuproproteiny, urát oxidáza, flavoproteiny a oxidáza D-aminokyselin.

Membrána těchto peroxisomů je obvykle spojitá s hladkým endoplazmatickým retikulem prostřednictvím projekce podobného slepému střevu. Matrice má střední hustotu elektronů a má amorfní až zrnitou strukturu. Jeho střed má vysokou elektronickou hustotu a má poly-trubicovou strukturu.

Ledviny

Mikrobody nalezené v ledvinových buňkách u myší a potkanů ​​mají strukturální a biochemické vlastnosti velmi podobné vlastnostem peroxisomů v jaterních buňkách.

Proteinové a lipidové složky v těchto organelech se shodují s těmi v jaterních buňkách. U peroxizomů ledvin potkana však chybí oxidáza urátu a kataláza se nenachází ve velkém množství. V ledvinových buňkách myší postrádají peroxisomy centrum s elektronovou hustotou.

Tetrahymena pyriformis

Přítomnost peroxisomů byla detekována u různých protistů, jako je T. pyriformis, detekcí aktivity enzymů katalázy, oxidázy D-aminokyselin a oxidázy L-a-hydroxykyselin.

Glioxisomy

U některých rostlin se vyskytují specializované peroxisomy, kde dochází k reakcím glyoxylátové dráhy. Tyto organely byly nazývány glyoxysomy, protože nesou enzymy a také provádějí reakce této metabolické dráhy.

Glykosomy

Jsou to malé organely, které provádějí glykolýzu v některých prvokech, jako je Trypanosoma spp. Enzymy podílející se na počátečních stádiích glykolýzy jsou spojeny s touto organelou (HK, fosfoglukóza isomeráza, PFK, ALD, TIM, glycerol kináza, GAPDH a PGK).

Jsou homogenní a mají průměr asi 0,3 um. Bylo nalezeno asi 18 enzymů spojených s touto mikrobodou.

Reference

1. Cruz-Reyes, A., a Camargo-Camargo, B. (2000). Slovníček pojmů v parazitologii a příbuzných vědách. Plaza a Valdes.
2. De Duve, CABP, a Baudhuin, P. (1966). Peroxisomy (mikrobody a příbuzné částice). Fyziologické přehledy, 46 (2), 323-357.
3. Hruban, Z., a Rechcígl, M. (2013). Mikrobody a příbuzné částice: morfologie, biochemie a fyziologie (svazek 1). Academic Press.
4. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biology of mikroorganisms. Pearsonovo vzdělávání.
5. Nelson, DL, & Cox, MM (2006). Lehninger Principles of Biochemistry 4. vydání. Ed Omega. Barcelona.
6. Smith, H., a Smith, H. (Eds.). (1977). Molekulární biologie rostlinných buněk (svazek 14). Univ of California Press.
7. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biochemie. Panamerican Medical Ed.
8. Wayne, RO (2009). Biologie rostlinných buněk: od astronomie k zoologii. Academic Press.