Glioksisom: karakteristik, struktur, dan fungsi

glyoxisomes adalah kelas khusus microbodies biasanya ditemukan dalam biji kecambah dari tanaman yang kaya minyak (minyak).

Mereka mengandung enzim yang membantu mengubah minyak yang terkandung sebagai zat cadangan dalam biji menjadi karbohidrat. Konversi ini terjadi selama proses perkecambahan.

Sebuah glioksisom dan organel lain dalam sel tumbuhan . Diambil dan diedit dari: Gevictor [CC BY-SA 3.0 atau GFDL], dari Wikimedia Commons.

Karbohidrat lebih mudah dimobilisasi menuju tanaman muda untuk digunakan selama pertumbuhan. Organel serupa telah diamati pada beberapa protista dan jamur.

Organel ini telah disebut “seperti glioksisom”. Glioksisom dinamakan demikian karena mengandung enzim yang berpartisipasi dalam siklus glioksilat.

Siklus glioksilat adalah jalur metabolisme yang terjadi di glioksisom sel tumbuhan, beberapa jamur, dan protista. Ini adalah modifikasi dari siklus asam sitrat.

Ini menggunakan asam lemak sebagai substrat untuk sintesis karbohidrat. Jalur metabolisme ini sangat penting bagi benih selama proses perkecambahan.

Indeks artikel

Badan mikro

Mikrobodi adalah organel berbentuk vesikel yang ada di sitoplasma sel. Mereka berbentuk bulat dan dikelilingi oleh membran tunggal.

Mereka bertindak sebagai pembuluh yang mengandung aktivitas metabolisme. Selain glioksisom, terdapat mikrobodi lain seperti: peroksisom , glikosom atau glukosom, dan badan Woronin.

Peroksisom

Peroksisom adalah tubuh mikro yang unik untuk eukariota, mengandung enzim oksidase dan katalase. Mereka pertama kali dijelaskan oleh Christian de Duve dan kolaboratornya pada tahun 1965.

Peroksisom sangat penting dalam metabolisme lemak, karena mengandung enzim -oksidasi yang mampu bekerja pada mereka. Enzim ini memecah lipid dan menghasilkan Asetil-KoA.

Mereka bertindak terutama pada lipid dengan berat molekul tinggi, memecahnya untuk oksidasi di mitokondria. Mereka juga terlibat dalam degradasi kolesterol untuk sintesis asam empedu.

Mereka juga mengandung enzim untuk berbagai jalur metabolisme penting, seperti metabolisme senyawa berbahaya di hati (misalnya, alkohol). Mereka berpartisipasi dalam sintesis fosfolipid, trigliserida dan isoprenoid.

Nama mereka berasal dari fakta bahwa mereka mengoksidasi substrat menggunakan oksigen molekuler untuk membentuk hidrogen peroksida.

Tubuh Woronin

Badan Woronin adalah badan mikro spesifik dari jamur Ascomycota. Fungsinya tidak sepenuhnya jelas. Salah satunya diyakini menutup pori-pori di septa hifa . Ini terjadi ketika terjadi kerusakan hifa, untuk meminimalkan kemungkinan hilangnya sitoplasma.

Glikosom

Glikosom adalah peroksisom yang mengandung enzim untuk glikolisis dan penggunaan kembali purin. Mereka ditemukan dalam protozoa kinetoplastid (Kinetoplastea). Organisme ini bergantung secara eksklusif pada glikolisis untuk produksi ATP.

Diagram sederhana peroksisom. Diambil dan diedit dari: Agateller [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) atau CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ )].

Penemuan glioksisom

Glioksisom ditemukan oleh ahli botani Inggris Harry Beevers dan mahasiswa pascadoktoralnya bernama Bill Breidenbach. Penemuan organel ini dibuat selama studi gradien linier sukrosa homogenat endosperm.

Kedua peneliti ini menunjukkan dalam penelitian itu bahwa enzim siklus glioksilat ditemukan dalam fraksi organel yang bukan mitokondria. Organel ini disebut glioksisom karena partisipasi enzimnya dalam siklus glioksilat.

Penemuan glioksisom Beever membuka jalan bagi peneliti lain untuk menemukan peroksisom. Yang terakhir adalah organel yang mirip dengan glioksisom, yang ditemukan di daun tanaman.

Penemuan ini juga sangat meningkatkan pemahaman tentang metabolisme peroksisom pada hewan.

Karakteristik umum glioksisom

Salah satu karakteristik yang memungkinkan glioksisom dikenali adalah kandungan katalasenya, serta kedekatannya dengan badan lipid.

Mereka ditemukan dalam biji tanaman, mereka juga dapat ditemukan di jamur berserabut.

Struktur

Mereka bulat, dengan diameter mulai dari 0,5 hingga 1,5 m, dan memiliki interior granular. Terkadang mereka memiliki inklusi protein kristal.

Mereka berasal dari retikulum endoplasma, membentuk bagian dari sistem endomembran. Mereka tidak memiliki genom dan dihubungkan oleh membran tunggal.

Fitur

Partisipasi dalam glukoneogenesis

Glioksisom berpartisipasi dalam glukoneogenesis. Tumbuhan adalah satu-satunya organisme yang mampu mengubah lipid menjadi gula. Reaksi ini terjadi di jaringan cadangan biji yang menyimpan lemak.

Pada sayuran, -oksidasi terjadi pada badan mikro yang ada di daun (peroksisom) dan dalam biji (glioksisom) dari biji minyak yang sedang dalam proses perkecambahan.

Reaksi ini tidak terjadi di mitokondria. Fungsi -oksidasi adalah menyediakan molekul prekursor gula dari lemak.

Proses -oksidasi asam lemak yang terjadi pada kedua jenis badan mikro ini serupa. Asetil-KoA yang diperoleh dari oksidasi ini memasuki siklus glioksilat, untuk menghasilkan prekursor gula sebelum tanaman yang sedang berkembang dapat melakukan proses fotosintesis.

Siklus glioksilat

Pada dasarnya, siklus glioksilat dari glioksisom adalah jalur metabolisme yang dimodifikasi dari siklus Krebs mitokondria. Siklus glioksilat menghindari langkah-langkah dekarboksilasi.

Lompatan ini memungkinkan produksi prekursor karbohidrat (oksaloasetat). Pada rute ini tidak ada kehilangan CO2. Asetil-KoA, dari oksidasi asam lemak, berpartisipasi dalam reaksi siklus glioksilat.

Detoksifikasi hidrogen peroksida

Dalam biji, -oksidasi asam lemak menghasilkan hidrogen peroksida. Katalase dari glioksisom memainkan peran penting selama proses detoksifikasi senyawa ini.

Reaksi-reaksi ini, di mana mitokondria juga terlibat, termasuk siklus glioksalat, yang terjadi pada kotiledon biji beberapa spesies berminyak.

Kemudian dalam perkembangannya, kotiledon muncul dari tanah dan mulai menerima cahaya. Pada saat ini, penurunan tajam terjadi pada aktivitas enzim glioksisom dalam glioksisom.

Pada saat yang sama, terjadi peningkatan produksi enzim khas peroksisom. Fakta ini menunjukkan bahwa transformasi bertahap dari glioksisom menjadi peroksisom yang berpartisipasi dalam fotorespirasi sedang terjadi. Transformasi progresif dari satu jenis tubuh mikro ke yang lain telah diverifikasi secara eksperimental.

Referensi

  1. Siklus glioksilat. Di Wikipedia. Dipulihkan dari https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxylate_cycle
  2. glioksisom. Di Wikipedia. Dipulihkan dari https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxysome
  3. IA Graham (2008). Mobilisasi Minyak Penyimpanan Benih. Review Tahunan Biologi Tumbuhan.
  4. N. Kresge, RD Simoni & RL Bukit (2010). Penemuan glioksisom: Karya Harry Beevers. Jurnal Kimia Biologi.
  5. K.Mendgen (1973). Mikrobodi (glioksisom) dalam struktur infeksi Uromyces phaseoli . Protoplasma
  6. M. Parsons, T. Furuya, S. Pal, P. Kessler (2001). Biogenesis dan fungsi peroksisom dan glikosom. Parasitologi Molekuler & Biokimia.