Peroxisomen
Mikrokörper sind eine vielfältige Gruppe von Organellen, die sich im Zytoplasma fast aller Zellen befinden, grob kugelförmig und durch eine einzige Membran gebunden sind. Es gibt verschiedene Arten von Mikrokörpern, einschließlich Lysosomen, aber Peroxisomen sind am häufigsten. Alle Eukaryoten bestehen aus einer oder mehreren Zellen, die Peroxisomen enthalten. Die Organellen wurden zuerst vom belgischen Wissenschaftler Christian de Duve entdeckt, der auch Lysosomen entdeckte.
Peroxisomen enthalten eine Vielzahl von Enzymen, die in erster Linie zusammenwirken, um die Zelle von toxischen Substanzen und insbesondere von Wasserstoffperoxid (einem häufigen Nebenprodukt des Zellstoffwechsels) zu befreien. Diese Organellen enthalten Enzyme, die das Wasserstoffperoxid in Wasser umwandeln und die potenziell toxische Substanz für die Rückgabe in die Zelle sicher machen. Einige Arten von Peroxisomen, wie die in Leberzellen, entgiften Alkohol und andere schädliche Verbindungen, indem sie Wasserstoff von den Giften auf Sauerstoffmoleküle übertragen (ein Prozess, der als Oxidation bezeichnet wird). Andere sind wichtiger für ihre Fähigkeit, die Produktion von Phospholipiden zu initiieren, die typischerweise bei der Bildung von Membranen verwendet werden.
Um ihre Aktivitäten auszuführen, verwenden Peroxisomen erhebliche Mengen an Sauerstoff. Diese Eigenschaft der Organellen wäre vor Millionen von Jahren, bevor Zellen Mitochondrien enthielten, äußerst wichtig gewesen, als die Erdatmosphäre aufgrund der Wirkung von photosynthetischen Bakterien erstmals große Mengen Sauerstoff anhäufte. Peroxisomen wären in erster Linie dafür verantwortlich gewesen Zeit für die Entgiftung von Zellen durch Verringerung ihres Sauerstoffgehalts, der dann für die meisten Lebensformen giftig war. Die Organellen hätten den zellulären Vorteil einer Reihe vorteilhafter Reaktionen erbracht. Später, als sich schließlich Mitochondrien entwickelten, wurden die Peroxisomen geringer wichtig (in gewisser Weise) für die Zelle, da Mitochondrien auch Sauerstoff verwenden, um viele der gleichen Reaktionen durchzuführen, jedoch mit dem zusätzlichen Vorteil, gleichzeitig Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) zu erzeugen.
Peroxisomen ähneln im Aussehen Lysosomen, einem anderen Typ von m icrobody, aber die beiden haben sehr unterschiedliche Ursprünge. Lysosomen werden im Allgemeinen im Golgi-Komplex gebildet, während sich Peroxisomen selbst replizieren. Im Gegensatz zu selbstreplizierenden Mitochondrien haben Peroxisomen jedoch keine eigenen internen DNA-Moleküle. Folglich müssen die Organellen die Proteine importieren, die sie benötigen, um Kopien von sich selbst aus dem umgebenden Cytosol zu erstellen. Der Importprozess von Peroxisomen ist noch nicht gut verstanden, scheint jedoch stark von peroxisomalen Zielsignalen abhängig zu sein, die aus spezifischen Aminosäuresequenzen bestehen. Es wird angenommen, dass diese Signale mit im Cytosol vorhandenen Rezeptorproteinen und in der peroxisomalen Membran vorhandenen Docking-Proteinen interagieren. Wenn immer mehr Proteine in das Lumen eines Peroxisoms importiert oder in seine Membran eingeführt werden, wird die Organelle größer und erreicht schließlich einen Punkt, an dem eine Spaltung stattfindet, was zu zwei Tochterperoxisomen führt. In Abbildung 2 ist ein digitales Fluoreszenzbild einer afrikanischen Wassermungoiden-Hautfibroblastenzelle dargestellt, die mit fluoreszierenden Sonden gefärbt ist, die auf den Kern (rot), das Aktin-Zytoskelett-Netzwerk (blau) und die Peroxisomen (grün) abzielen.
Seit dem Anfang der 1980er Jahre wurde eine Reihe von Stoffwechselstörungen entdeckt, die durch molekulare Defekte in Peroxisomen verursacht werden. Bisher wurden zwei Hauptkategorien beschrieben. Die erste Kategorie besteht aus Störungen der Peroxisomen-Biogenese, bei denen sich die Organelle nicht normal entwickelt und Defekte in zahlreichen peroxisomalen Proteinen verursacht. Die zweite Kategorie betrifft Defekte einzelner peroxisomaler Enzyme. Studien zeigen, dass ungefähr einer von 20.000 Menschen an einer peroxisomalen Störung leidet. Die schwerwiegendste dieser Störungen ist das Zellweger-Syndrom, das durch eine Abwesenheit oder verringerte Anzahl von Peroxisomen in den Zellen gekennzeichnet ist. Das Zellweger-Syndrom ist bei Patienten bei der Geburt (angeboren) vorhanden und kann weder geheilt noch wirksam behandelt werden. Es führt normalerweise innerhalb des ersten Lebensjahres zum Tod.
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Letzte Änderung: Freitag, 13. November 2015, 13:18 Uhr
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