分子発現細胞生物学:動物細胞構造-ペルオキシソーム

ペルオキシソーム

微生物は、ほぼすべての細胞の細胞質に見られる細胞小器官の多様なグループであり、ほぼ球形であり、単一の膜によって結合されています。リソソームを含むいくつかのタイプのミクロボディがありますが、ペルオキシソームが最も一般的です。すべての真核生物は、ペルオキシソームを含む1つまたは複数の細胞で構成されています。オルガネラは、リソソームも発見したベルギーの科学者クリスチャンドデューブによって最初に発見されました。

ペルオキシソームにはさまざまな酵素が含まれており、これらは主に一緒に機能して細胞から有毒物質、特に過酸化水素(細胞代謝の一般的な副産物)を取り除きます。これらの細胞小器官には、過酸化水素を水に変換する酵素が含まれており、潜在的に有毒な物質を細胞に放出しても安全です。肝細胞などの一部の種類のペルオキシソームは、毒物から酸素分子に水素を移動させることにより、アルコールやその他の有害な化合物を解毒します(酸化と呼ばれるプロセス)。他のものは、通常膜の形成に使用されるリン脂質の生成を開始する能力にとってより重要です。

それらの活動を実行するために、ペルオキシソームはかなりの量の酸素を使用します。細胞小器官のこの特徴は、細胞がミトコンドリアを含む前、地球の大気が光合成細菌の作用によって最初に大量の酸素を蓄積し始めた数百万年前に非常に重要でした。ペルオキシソームが主にその原因でした。細胞小器官は、酸素レベルを下げて細胞を無害化するための時間であり、ほとんどの生命体に有毒でした。オルガネラは、多くの有利な反応を実行するという細胞の利点も提供していました。その後、ミトコンドリアが最終的に進化したとき、ペルオキシソームは少なくなりました。ミトコンドリアも酸素を利用して同じ反応の多くを実行するため、細胞にとって(いくつかの点で)重要ですが、同時にアデノシン三リン酸(ATP)の形でエネルギーを生成するという追加の利点もあります。

ペルオキシソームは、別の種類のmであるリソソームと外観が似ています。 icrobodyですが、2つは非常に異なる起源を持っています。リソソームは一般にゴルジ複合体で形成されますが、ペルオキシソームは自己複製します。ただし、自己複製ミトコンドリアとは異なり、ペルオキシソームには独自の内部DNA分子がありません。その結果、オルガネラは周囲の細胞質ゾルから自分自身のコピーを作成するために必要なタンパク質をインポートする必要があります。ペルオキシソームのインポートプロセスはまだよく理解されていませんが、特定のアミノ酸配列で構成されるペルオキシソームターゲティングシグナルに大きく依存しているようです。これらのシグナルは、細胞質ゾルに存在する受容体タンパク質およびペルオキシソーム膜に存在するドッキングタンパク質と相互作用すると考えられています。ますます多くのタンパク質がペルオキシソームの内腔に取り込まれるか、その膜に挿入されると、オルガネラは大きくなり、最終的に分裂が起こるポイントに到達し、2つの娘ペルオキシソームが生じます。図2に示されているのは、核(赤)、アクチン細胞骨格ネットワーク(青)、およびペルオキシソーム(緑)を標的とする蛍光プローブで染色されたアフリカの水マングース皮膚線維芽細胞の蛍光デジタル画像です。

1980年代初頭、ペルオキシソームの分子欠陥によって引き起こされる多くの代謝障害が発見されました。これまでに2つの主要なカテゴリについて説明してきました。最初のカテゴリーは、オルガネラが正常に発達せず、多数のペルオキシソームタンパク質に欠陥を引き起こすペルオキシソーム生合成の障害で構成されています。 2番目のカテゴリーは、単一のペルオキシソーム酵素の欠陥を含みます。研究によると、2万人に約1人が何らかのペルオキシソーム障害を持っています。これらの障害の中で最も深刻なのは、細胞内のペルオキシソームの欠如または数の減少を特徴とするゼルウェーガー症候群です。出生時(先天性)の患者に見られるゼルウェーガー症候群は、治癒も効果的な治療法もなく、通常、生後1年以内に死に至ります。

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