퍼 옥시 좀 : 특성, 기능, 구조, 생물 발생 - 생물학

퍼 옥시 솜 도 microbodies로 알려진, 대부분의 진핵 세포의 세포질에 현탁 된 리소좀, 매우 유사 작은 세포 기관이다.

인체가 생존을 유지하기 위해 다른 기능을 수행하는 기관을 가지고있는 것처럼 세포도 그것들을 가지고 있으며 우리가 "소기관"또는 "소기관"이라고 부르는 것입니다.

peroxisome (peroxisome), mitochondrion (mitochondriom) 및 핵 (핵)을 보여주는 미생물 세포의 개략도 (출처 : CNX OpenStax / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) via Wikimedia 평민)

심장이 신체의 나머지 부분으로 혈액을 펌핑하는 것처럼 코와 폐는 호흡에 사용되며, 위장은 음식을 받고 소화를 시작하며, 뇌는 모든 것을 조정합니다 (몇 가지 예를 들자면). 소기관은 세포의 많은 기능에 필수적입니다.

세포 소기관 중 일부는 peroxisomes인데, 이는 밀도에 따라 다른 세포 소기관을 분리하기 위해 세포 내 분별 기술을 개발 한 동일한 연구원 인 Christian René de Duve가 1960 년에 설명했습니다.

de Duve는 1974 년 이러한 기술에 대한 연구와 과산화물 발견 덕분에 Albert Claude 및 George Palade와 함께 노벨 생리 의학상을 공유했습니다.

이 세포 기관의 이름은 과산화수소 (H ₂ O ₂ ) 의 내부 생성에서 유래되었으며, 이는 세포에서 발생하는 산화-환원 반응의 부산물이며 잠재적으로 세포에 독성이 있습니다 (다른 많은 분자와 반응 할 수 있음) )이므로 빠르게 저하됩니다.

세포에서 세포질에는 최대 500 개의 퍼 옥시 좀이 "유영"할 수 있지만, 이러한 세포 기관의 수와 크기는 해당 세포의 유형뿐만 아니라 세포의 생리적 상태와 세포를 둘러싼 환경에 따라 달라집니다.

퍼 옥시 좀의 일반적인 특성

peroxisomes는 다른 세포 세포 기관과 유사하고 동시에 매우 다른 많은 특성이 있습니다. 다음은 가장 중요한 몇 가지의 간단한 목록입니다.

-그들은 세포질의 나머지 분자 및 세포 기관과 분리되는 단순한 막으로 둘러싸인 작은 세포 기관입니다.

-그 안에 들어있는 많은 것, 특히 단백질과 효소는 메신저 RNA (mRNA ) 핵에서 그리고 주어진 유전자의 전사에서 파생됩니다.

-그들은 자체 게놈이 없습니다. 즉, 내부에는 처리에 필요한 DNA 나 기계 (예 : 복제, 전사 및 번역)가 없습니다.

-나눗셈으로 곱해집니다.

-내부에는 최대 50 가지의 소화 효소와 그 2 차 제품 (세포에 위험)이 있습니다.

-세포 내 조건 (유도 성) 및 세포 유형에 따라 크기와 수는 세포마다 크게 다를 수 있습니다.

풍모

Peroxisomes는 세포 내에서 다양한 기능을 수행하며, 대부분은 그 안에있는 효소와 관련이 있습니다.

- 산화 반응

많은 산화-환원 반응이 퍼 옥시 좀 내부에서 발생합니다. 즉, 일반적으로 효소 활성을 갖는 단백질 (효소)에 의해 촉매되는 한 화합물과 다른 화합물 간의 전자 교환입니다.

퍼 옥시 좀에서 이러한 산화-환원 반응은 일반적으로 세포에 유해한 화합물 인 과산화수소 (H ₂ O ₂ )를 생성합니다.

그러나 peroxisomes 내부에는 catalase라는 효소가 있는데, 이는 과산화수소를 분해하여 물을 형성하거나이를 사용하여 다른 화합물을 산화시키는 역할을합니다.

많은 분자의 대사 분해가 산화를 의미하기 때문에 이러한 반응을 내부에 포함하는 능력은 이러한 세포 기관이 수행하는 다른 기능과 밀접한 관련이 있습니다.

퍼 옥시 좀의 산화 반응이 없으면, 예를 들어 장쇄 지방산과 같은 화합물의 축적은 뇌의 신경 세포에 상당한 손상을 줄 수 있습니다.

- 에너지 대사

Peroxisomes는 세포의 주요 에너지 "통화"인 ATP의 생산에 참여합니다.

그들이하는 방법 중 하나는 지방산 (지방과 많은 지질이 만들어지는 것)을 분해하고 에탄올 (알코올의 일종)과 아미노산 (단백질을 구성하는 "구성 요소")을 소화하는 것입니다.

동물 세포에서 대부분의 지방산은 미토콘드리아에서 분해되고 작은 부분은 과산화 체에서 처리되지만 효모와 식물에서는이 기능이 실제로 과산화 소체에만 적용됩니다.

- 생합성

Peroxisomes는 또한 세포막의 일부인 분자의 생산에도 작용합니다. 이 분자는 플라스마로 겐으로 알려져 있으며 인간과 다른 포유류의 뇌 및 심장 (심장) 세포에 매우 중요한 유형의 지질입니다.

peroxisomes에서 합성되고 소포체 (또 다른 매우 중요한 세포 소기관)의 참여와 함께 합성되는 다른 지질은 세포 기능에 필수적인 콜레스테롤과 돌 리콜입니다.

예를 들어, 많은 포유류 동물에서 간 세포의 과산화 소체는 콜레스테롤에서 파생 된 담즙산의 합성에 참여하며 위장에서 처리 된 음식에 포함 된 지방의 소화에 매우 필요합니다. 소장에서.

구조

Peroxisomes는 막질 소기관이지만, 예를 들어 미토콘드리아 및 엽록체와 같은 다른 소기관에서 볼 수있는 막과 달리 이중 막 시스템이 아닌 단일 막을 가지고 있습니다.

모양이 일정하지 않습니다. 즉, 변경 될 수 있습니다. 그러나 그들은 일반적으로 평균 직경이 0.2 ~ 1 μm, 즉 백만 분의 일 미터 인 구형 세포 기관입니다.

peroxisome 구조의 기본 다이어그램 (출처 : Thuresson / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/), Wikimedia Commons를 통해)

이것들이 구형이 아닌 경우, 서로 연결된 크기가 다른 작은 세관으로 볼 수 있습니다 (확실히 분할 된 과산화 체임).

그들은 종종 결정질 중심이나 핵을 가지고 있는데, 과학자들은 아마도 그 안에 엄청난 양의 단백질의 결과로 현미경으로 보는 방식으로 이런 식으로 설명합니다.

생물 발생 (원산지)

peroxisomes는 내부에 DNA를 포함하지 않지만, 즉 자체 게놈이 없지만 발아 또는 분열로 나눌 수 있습니다.

이 과정은 세포질에서 "수입"되는 새로운 막을 만드는 단백질과 물질의 양에 따라 달라집니다.

참여하시는 분?

소포체는 peroxisome 막을 형성하는 인지질의 합성과 관련 리보솜을 통해 일부 단백질의 합성을 담당합니다.

리보솜 (실제로 세포질에 "유리 폴리 리보솜"으로 존재 함)은 대부분의 단백질을 번역하는 것들입니다. 이러한 단백질은 특수 라벨 또는“마크”가있는 경우에만 퍼 옥시 좀 내부로 들어갈 수 있습니다.

이러한 표시가 없으면 단백질은 peroxisome 막의 다른 단백질에 의해 인식되지 않으므로 통과 할 수 없습니다.

따라서 거친 소포체 (RER)에 부착 된 리보솜과 세포질에서 자유로 워진 리보솜이 퍼 옥시 솜에 충분한 물질을 "보내"면 둘로 나눌 수 있습니다.

동물 세포의 과산화물

동물 세포는 다른 세포 기관과 크기가 다른 여러 분자 유형을 "재활용"하는 역할을하는 유사한 세포 기관인 많은 과산화 소체와 리소좀을 가지고 있습니다.

예를 들어, 일부 동물의 세포 (인간 세포는 아님)에는 일반적으로 질소가 풍부한 대사 폐기물 인 요산을 분해 할 수있는 퍼 옥시 좀이 있으며, 혈액에 축적되면 유해한 영향을 미칠 수 있습니다.

"이상한"기능

위에서 언급 한 모든 기능 외에도 퍼 옥시 좀은 일부 동물에서 매우 특별한 기능을 수행합니다. 예를 들어, 반딧불이와 다른 곤충은 세포의 과산화 소체에있는 효소를 사용하여 짝을 찾고, 어떤 경우에는 먹이를 찾습니다.

이 효소는 루시퍼 라 아제로 알려져 있습니다. 루시페라아제는 수컷이 밝은 빛의 "섬광"을 생성하도록하는데, 이는 녹색 또는 노란색 일 수 있으며 동일한 종의 암컷을 유인하는 역할을합니다.

각 섬광의 지속 시간과 나타나는 간격은 각 종에 따라 다르므로 암컷은 어두운 밤에 수컷을 구별 할 수 있습니다. 어떤 종에서는 암컷도 섬광을 일으키고, 다른 종에서는 수컷이 그것을 먹도록 유인하는 빛을 발산합니다.

변형 된 퍼 옥시 좀

식물이 특정 대사 경로에 특화된 퍼 옥시 좀의 일종 인 글리 옥시 좀을 가지고있는 것처럼, 일부 동물 세포는 변형 된 퍼 옥시 좀을 가지고 있습니다.

인간과 다른 동물에게 다른 질병을 일으키는 기생충 그룹 인 키네 토플 라스 티드는 글리코 솜으로 알려진 "변형 된 퍼 옥시 솜"유형을 가지고 있습니다.

글리코 좀은 포도당 처리에 필요한 효소 (당분 해 효소)와 에너지를 얻기 위해 다른 대사 경로에 참여하는 다른 효소를 포함하기 때문에이 이름을받습니다.

식물 세포의 과산화물

식물 세포는 또한 과산화 소체를 포함하고 있으며 이들은 다른 유형의 세포의 과산화 소체와 공유되는 기능 외에도 식물의 기능에 매우 중요한 기능을 가지고 있습니다.

- 글리 옥실 레이트 사이클

예를 들어 종자에서 세포의 과산화 소체는 저장된 지방을 탄수화물로 전환시키는 역할을하며, 이는 발아 할 묘목의 발달에 필요한 원료입니다.

식물 퍼 옥시 좀이이 기능을 수행하는 과정은 글리 옥실 레이트 사이클로 알려져 있으며, 이는 크렙스 사이클의 변형으로 간주되기 때문에 일부 텍스트에서는 이러한 퍼 옥시 좀을 글리 옥시 좀이라고합니다.

- 광호흡

식물에서 이러한 세포 소기관은 광합성과 반대되는 대사 경로로 구성된 광호흡이라는 과정에도 관여합니다. 산소가 생성되지 않고 오히려 소비되고 ATP를 얻지 않고 이산화탄소가 방출되기 때문입니다. .

위의 내용에도 불구하고이 과정을 "탄소 회수"라고도합니다. 퍼 옥시 좀은 엽록체 (식물 세포의 또 다른 세포 기관)로부터 글리콜 레이트라고하는 화합물을 받아 글리신 (a 아미노산).

식물 과산화 소체에서 생성 된 글리신은 미토콘드리아 (호흡 및 다량의 ATP 합성이 일어나는 세포 기관)로 운반됩니다. 미토콘드리아에서이 글리신은 또 다른 아미노산 인 세린으로 전환되어 퍼 옥시 솜으로 돌아갑니다.

퍼 옥시 좀에 들어간 세린은 글리세 레이트로 전환되고 거기서 다시 엽록체로 보내집니다. 이 모든 과정이 에너지 생산으로 이어지지는 않지만 글리콜 레이트에 부착 된 탄소 원자를 사용하게됩니다.

과산화수소 질환

퍼 옥시 좀과 관련된 다양한 유형의 "장애"가 있습니다. 일반적으로 이러한 장애는 이러한 세포 기관의 생생성에 관여하는 유전자의 돌연변이 또는 효소 또는 수송 단백질을 암호화하는 유전자의 돌연변이와 관련이 있습니다.

유전 적 요소가 있기 때문에 이러한 장애는 일반적으로 선천적이며 (부모에서 자녀에게 유전 됨) 경우에 따라 중등도 또는 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.

젤위거 증후군

이 증후군은 드물지만 가장 심각한 상태를 포함합니다. 그것은 완전한 부재 또는 신체 세포의 염색체 수의 상당한 감소가 특징입니다.

이 증후군을 유발하는 유전 적 돌연변이는 또한 철과 구리와 같은 요소가 풍부한 화합물과 혈액 및 간, 뇌 및 신장과 같은 다른 조직에 매우 긴 사슬 지방산이 축적되는 원인이됩니다.

결과는 무엇입니까?

이 증후군의 영향을받는 어린 아이들은 일반적으로 안면 (안면) 기형과 일부 지적 장애를 가지고 태어납니다. 그들은 시력과 청각 문제는 물론 위장 및 간 문제로 고통받을 수 있으므로 보통 1 년 이상 살지 않습니다.

기타 관련 증후군

peroxisomes의 결함과 관련된 다른 질병이 있습니다. 여기에는 신생아 Adrenoleukodystrophy (NALD, Neonatal Adrenoleukodystrophy) 및 Childhood Refsum Disease가 포함됩니다.

두 질병 모두 증상이 늦게 시작되는 것이 특징이며, 일반적으로 어린 시절에 볼 수 있으므로 환자는 초기 성인기까지 생존 할 수 있습니다.

참고 문헌

영국 세포 생물학 학회. (nd). 2020 년 4 월 13 일 www.bscb.org/learning-resources/softcell-e-learning/peroxisome/에서 검색했습니다.
Cooper, GM 및 Hausman, RE (2004). 세포 : 분자 적 접근. Medicinska naklada.
De Duve, CABP 및 Baudhuin, P. (1966). 과산화물 (미세 체 및 관련 입자). 생리 학적 검토, 46 (2), 323-357.
브리태니커 백과 사전 편집자. (2014). 브리태니커 백과 사전. www.britannica.com/science/peroxisome에서 2020 년 4 월 13 일 검색.
Hu, J., Baker, A., Bartel, B., Linka, N., Mullen, RT, Reumann, S., & Zolman, BK (2012). 식물 과산화물 : 생물 발생 및 기능. 식물 세포, 24 (6), 2279-2303.
Lazarow, PB, & Fujiki, Y. (1985). 퍼 옥시 좀의 생 생성. 세포 생물학의 연례 검토, 1 (1), 489-530.
Roels, F., Baes, M., & Delanghe, S. (Eds.). (2012). 과산화 소체 장애 및 유전자 조절 (Vol. 544). Springer 과학 및 비즈니스 미디어.
Van den Bosch, H., Schutgens, RBH, Wanders, RJA, & Tager, JM (1992). 퍼 옥시 좀의 생화학. 생화학 자의 연례 검토.

퍼 옥시 좀 : 특성, 기능, 구조, 생물 발생 - 생물학 - 2026