GLIOXISOMII: CARACTERISTICI, STRUCTURĂ ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

De glyoxisomes sunt o clasă specializată de microbodies de obicei găsite în semințele germinate de plante bogate in uleiuri (ulei).

Conțin enzime care ajută la transformarea uleiurilor conținute ca substanțe de rezervă din semințe în carbohidrați. Această conversie are loc în timpul procesului de germinare.

Un glioxizom și alte organele din celula vegetală. Preluat și editat din: Gevictor, de la Wikimedia Commons.

Carbohidrații sunt mai ușor de mobilizat spre planta tânără pentru a fi utilizată în timpul creșterii. Organele similare au fost observate la unii protisti si ciuperci.

Aceste organule au fost denumite „asemănătoare cu glicozomul”. Glicoxizomii sunt numiți astfel, deoarece conțin enzimele care participă la ciclul glicoxilatului.

Ciclul glicoxilatului este o cale metabolică care apare în glicozomii celulelor plantelor, a unor fungi și a protistilor. Aceasta este o modificare a ciclului acidului citric.

Utilizează acizi grași ca substrat pentru sinteza carbohidraților. Această cale metabolică este foarte importantă pentru semințe în timpul procesului de germinare.

Microbodies

Microorganismele sunt organule în formă de vezicule, prezente în citoplasma celulară. Au formă sferică și sunt înconjurate de o singură membrană.

Acționează ca vase care conțin activități metabolice. În afară de glicozizi, există și alte microorganisme precum: peroxisomi, glicozomi sau glucozomi și corpuri de Woronin.

peroxisomes

Peroxisomii sunt microorganisme unici pentru eucariote, conțin enzime oxidaza și catalază. Au fost descrise pentru prima dată de Christian de Duve și colaboratorii săi în 1965.

Peroxisomii sunt esențiali în metabolismul grăsimilor, deoarece conțin enzime de oxidare ß capabile să acționeze asupra lor. Aceste enzime descompun lipidele și produc Acetil-CoA.

Acționează în principal asupra lipidelor cu greutate moleculară mare, descompunându-le pentru oxidare în mitocondrii. De asemenea, sunt implicați în degradarea colesterolului pentru sinteza acizilor biliari.

De asemenea, conțin enzime pentru multe căi metabolice importante, cum ar fi metabolismul compușilor nocivi din ficat (de exemplu, alcool). Ei participă la sinteza fosfolipidelor, trigliceridelor și izoprenoizilor.

Numele lor vine de la faptul că oxidează substraturile folosind oxigen molecular pentru a forma peroxid de hidrogen.

Corpuri Woronin

Corpurile Woronin sunt microbodies specifice ale ciupercilor Ascomycota. Funcțiile sale nu sunt deloc clare. Se crede că unul dintre acestea închide porii din septa ifei. Aceasta se produce atunci când apare deteriorarea hiphală, pentru a reduce la minimum pierderea posibilă a citoplasmei.

Glucozomii

Glicozomii sunt peroxisomi care conțin enzime pentru glicoliză și reutilizarea purinelor. Se găsesc în protozoare kinetoplastide (Kinetoplastea). Aceste organisme depind exclusiv de glicoliză pentru producerea de ATP.

Diagrama simplă a unui peroxisom. Preluat și editat din: Agateller.

Descoperirea glicoxizomilor

Glicoxizomii au fost descoperiți de botanistul englez Harry Beevers și un student postdoctoral pe nume Bill Breidenbach. Descoperirea acestor organule s-a făcut în timpul unui studiu al gradienților liniari de zaharoză a omogenatelor endospermei.

Acești doi cercetători au demonstrat în cadrul acelui studiu că enzimele ciclului glicoxilatului au fost găsite într-o fracțiune din organela care nu era mitocondriune. Acest organel a fost numit glicozom datorită participării enzimelor sale la ciclul glicoxilatului.

Descoperirea glicozomilor Beever a deschis calea altor cercetători pentru a găsi peroxisomi. Acestea din urmă sunt organele similare cu glicoxizomii, care se găsesc în frunzele plantelor.

Această descoperire a îmbunătățit foarte mult înțelegerea metabolismului peroxisomului la animale.

Caracteristicile generale ale glicoxizilor

Una dintre caracteristicile care permit recunoașterea glicoxizomilor este conținutul de catalază, precum și apropierea lor de corpuri lipide.

Se găsesc în semințele plantelor, se pot găsi și în ciuperci filamentoase.

Structura

Sunt sferice, cu un diametru cuprins între 0,5 și 1,5 μm și au un interior granular. Uneori au incluziuni proteice cristaline.

Ele provin din reticulul endoplasmic, care fac parte din sistemul endomembranului. Le lipsește un genom și sunt legate de o singură membrană.

Caracteristici

Participarea la gluconeogeneză

Glicoxizii participă la gluconeogeneză. Plantele sunt singurele organisme capabile să transforme lipidele în zaharuri. Aceste reacții apar în țesuturile de rezervă ale semințelor care depozitează grăsimea.

În legume, ß-oxidarea are loc în microorganismele prezente în frunzele (peroxisomii) și în semințele (glicozomii) celor din semințele oleaginoase aflate în procesul de germinare.

Această reacție nu are loc în mitocondrii. Funcția oxidării ß este de a furniza molecule precursoare de zahăr din grăsimi.

Procesul de oxidare ß a acizilor grași care are loc în ambele tipuri de microorganisme este similar. Acetil-CoA obținut prin această oxidare intră în ciclul glicoxilatului, pentru a produce precursori de zahăr înainte ca plantele în curs de dezvoltare să poată efectua procesul fotosintetic.

Ciclul glicoxilatului

Practic, ciclul glicoxilat al glicoxizilor este o cale metabolică modificată a ciclului Krebs mitocondrial. Ciclul glicoxilatului evită etapele de decarboxilare.

Acest salt permite producerea precursorilor de carbohidrați (oxaloacetat). Pe această rută nu există pierderi de CO2. Acetil-CoA, din oxidarea acizilor grași, participă la reacțiile ciclului glicoxilatului.

Dezintoxicare cu peroxid de hidrogen

În semințe, oxidarea β a acizilor grași produce peroxid de hidrogen. Cataza glicozomilor joacă un rol vital în procesul de detoxifiere a acestui compus.

Aceste reacții, în care sunt implicate și mitocondriile, includ ciclul glicoxalatului, care apare în cotiledoanele semințelor unor specii oleaginoase.

Mai târziu în dezvoltare, cotiledoanele ies din pământ și încep să primească lumină. În acea perioadă există o scădere accentuată a activității enzimelor glicozomale din glicozomi.

În același timp, există o creștere a producției de enzime tipice peroxizomilor. Acest fapt arată că are loc o transformare treptată de la glioxizomi la peroxisomi care participă la fotorespirație. Această transformare progresivă de la un tip de microorganism la altul a fost dovedită experimental.

Referințe

1. Ciclul glicoxiatului. Pe Wikipedia. Recuperat de la https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxylate_cycle
2. Glyoxysome. Pe Wikipedia. Recuperat de la https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxysome
3. IA Graham (2008). Mobilizarea uleiului pentru depozitarea semințelor. Revizuirea anuală a biologiei plantelor.
4. N. Kresge, RD Simoni & RL Hill (2010). Descoperirea glicoxizomilor: Opera lui Harry Beevers. Journal of Biological Chemestry.
5. K. Mendgen (1973). Microbodies (glicoxizi) în structurile de infecție ale Uromyces phaseoli. Protoplasmă
6. M. Parsons, T. Furuya, S. Pal, P. Kessler (2001). Biogeneza și funcția peroxisomilor și glicozomilor. Parazitologie moleculară și biochimică.