Peroxissomos: características, funções, estrutura, biogênese - Ciência - 2023

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o peroxissomos, também conhecidos como microrganismos, são pequenas organelas celulares, muito semelhantes aos lisossomas, que estão suspensas no citosol da maioria das células eucarióticas.

Assim como o corpo humano possui órgãos que cumprem diferentes funções para mantê-lo vivo, as células também os possuem e são o que chamamos de "organelas" ou "organelas".

Assim como o coração bombeia sangue para o resto do corpo, o nariz e os pulmões são usados para respirar, o estômago recebe o alimento e começa a digestão, e o cérebro se encarrega de coordenar tudo (para dar alguns exemplos). Organelas são essenciais para muitas das funções das células.

Entre algumas das organelas celulares estão os peroxissomos, que foram descritos em 1960 por Christian René de Duve, o mesmo pesquisador que desenvolveu técnicas de fracionamento subcelular para separar as diferentes organelas celulares com base em sua densidade.

de Duve dividiu, em 1974, o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina com Albert Claude e George Palade pelo trabalho com essas técnicas e pela descoberta dos peroxissomos.

O nome dessas organelas deriva da produção interna de peróxido de hidrogênio (H₂OU₂), um subproduto das reações de oxidação-redução que ocorrem neles e que é potencialmente tóxico para as células (pode reagir com muitas outras moléculas), por isso é rapidamente degradado.

Em uma célula pode haver até 500 peroxissomos "nadando" no citosol, mas o número e o tamanho dessas organelas dependem não apenas do tipo de célula em questão, mas do estado fisiológico da célula e do ambiente que a cerca.

Características gerais dos peroxissomos

São muitas as características dos peroxissomos que os tornam semelhantes a outras organelas celulares e, ao mesmo tempo, muito diferentes. Aqui está uma pequena lista de alguns dos mais importantes:

- São pequenas organelas envoltas por uma membrana simples, que as separa do restante das moléculas e organelas do citosol.

- Grande parte do que está dentro deles, principalmente proteínas e enzimas, são sintetizados no citosol da célula a que pertencem por meio de ribossomos livres, que são complexos protéicos capazes de mediar a tradução do RNA mensageiro (mRNA ) do núcleo e derivadas da transcrição de um determinado gene.

- Não têm genoma próprio, ou seja, dentro não há DNA ou maquinário necessário para seu processamento (replicação, transcrição e tradução, por exemplo).

- Eles são multiplicados por divisão.

- Dentro você pode encontrar até 50 enzimas digestivas diferentes e seus produtos secundários (perigosos para as células).

- Seu tamanho e número podem variar muito de uma célula para outra, pois dependem de condições intracelulares (são induzíveis) e do tipo de célula.

Características

Os peroxissomos desempenham diferentes funções dentro de uma célula, muitas delas relacionadas às enzimas que estão dentro dela.

– Reações oxidativas

Muitas reações de oxidação-redução ocorrem dentro dos peroxissomos, trata-se da troca de elétrons entre um composto e outro, geralmente catalisada por proteínas com atividade enzimática (enzimas).

Essas reações de redução de óxido em peroxissomos comumente produzem peróxido de hidrogênio (H₂OU₂), um composto prejudicial às células.

No entanto, dentro dos peroxissomos existe uma enzima chamada catalase, que é responsável por quebrar o peróxido de hidrogênio para formar água ou usá-lo para oxidar outros compostos.

A capacidade de conter essas reações está intimamente relacionada às outras funções que essas organelas celulares desempenham, uma vez que a degradação metabólica de muitas moléculas implica em sua oxidação.

Sem as reações oxidativas dos peroxissomos, o acúmulo de compostos como ácidos graxos de cadeia longa, por exemplo, poderia causar danos consideráveis às células nervosas do cérebro.

– Metabolismo de energia

Os peroxissomos participam da produção de ATP, que é a principal "moeda" energética de uma célula.

Uma das maneiras de fazer isso é quebrando ácidos graxos (dos quais as gorduras e muitos lipídios são feitos), digerindo etanol (um tipo de álcool) e aminoácidos (os "blocos de construção" que constituem as proteínas) e assim por diante.

Nas células animais, a maior parte dos ácidos graxos é degradada na mitocôndria e uma pequena porção é processada nos peroxissomos, mas nas leveduras e nas plantas essa função é praticamente exclusiva dos peroxissomos.

– Biossíntese

Os peroxissomos também atuam na produção de moléculas que fazem parte das membranas celulares. Essas moléculas são conhecidas como plasmallogens e são um tipo muito importante de lipídio para o cérebro e as células cardíacas (do coração) de humanos e de outros mamíferos.

Outros lipídios sintetizados em peroxissomos e com a participação do retículo endoplasmático (outra organela celular muito importante) são o colesterol e o dolicol, essenciais para o funcionamento das células.

Em muitos animais mamíferos, por exemplo, os peroxissomos das células do fígado também participam da síntese dos ácidos biliares, que são derivados do colesterol e são muito necessários para a digestão das gorduras contidas nos alimentos que são processadas no estômago e então no intestino delgado.

Estrutura

Os peroxissomos são organelas membranosas, mas ao contrário das membranas vistas em outras organelas, como mitocôndrias e cloroplastos, por exemplo, eles têm uma membrana única e não um sistema de membrana dupla.

Sua aparência não é constante, ou seja, pode mudar. No entanto, geralmente são organelas esféricas com diâmetro médio entre 0,2 e 1 μm, ou seja, um milionésimo de metro.

Quando não têm forma esférica, podem ser vistos como pequenos túbulos de tamanhos diferentes, que estão conectados uns aos outros (certamente são peroxissomos em divisão).

Freqüentemente, eles têm um centro ou núcleo cristalino, que os cientistas descrevem dessa forma pela forma como o olham ao microscópio, provavelmente como resultado da enorme quantidade de proteína dentro deles.

Biogênese (origem)

Embora os peroxissomos não contenham DNA em seu interior, ou seja, não possuem genoma próprio, podem ser divididos por brotamento ou fissão.

Esse processo depende da quantidade de proteínas e materiais para a construção de novas membranas de que dispõem, que são "importados" do citosol.

Quem participa?

O retículo endoplasmático é responsável tanto pela síntese dos fosfolipídios que formam a membrana do peroxissoma, quanto pela síntese de algumas de suas proteínas, através de seus ribossomos associados.

Os ribossomos (na verdade presentes no citosol como "polirribossomos livres") são os que traduzem a maioria das proteínas. Essas proteínas só podem entrar no interior dos peroxissomos se tiverem um rótulo ou “marca” especial.

Sem essas marcas, as proteínas não podem ser reconhecidas por outras proteínas na membrana do peroxissoma e, portanto, não podem passar.

Portanto, se os ribossomos presos ao retículo endoplasmático rugoso (RER) e aqueles que estão livres no citosol “enviam” material suficiente para os peroxissomos, eles podem se dividir em dois.

Peroxissomos em células animais

As células animais têm muitos peroxissomos e lisossomas, organelas semelhantes que são responsáveis pela "reciclagem" de outras organelas e diferentes tipos de moléculas de tamanhos diferentes.

As células de alguns animais (mas não as dos humanos), por exemplo, têm peroxissomos capazes de quebrar o ácido úrico, que geralmente é um resíduo metabólico rico em nitrogênio, cujo acúmulo no sangue pode ter efeitos deletérios.

Funções "estranhas"

Além de todas as funções mencionadas acima, os peroxissomos desempenham funções muito particulares em alguns animais. Vaga-lumes e outros insetos, por exemplo, usam uma enzima nos peroxissomos de suas células para encontrar parceiros e, em alguns casos, localizar seu alimento.

Esta enzima é conhecida como luciferase. A luciferase ajuda os machos a produzirem um "flash" de luz brilhante, que pode ser verde ou amarelo, e que serve para atrair fêmeas da mesma espécie.

A duração de cada clarão e o intervalo em que aparecem são específicos de cada espécie, para que as fêmeas possam distinguir os machos na escuridão da noite. Em certas espécies, a fêmea também produz um flash e, em outras, emite uma luz que atrai o macho para comê-lo.

Peroxissomos modificados

Assim como as plantas possuem glioxissomos, que são um tipo de peroxissomo especializado em uma via metabólica específica, algumas células animais possuem peroxissomos modificados.

Os cinetoplastídeos, um grupo de parasitas que causam diversas doenças em humanos e outros animais, possuem um tipo de "peroxissomo modificado" conhecido como glicossomo.

Os glicossomos recebem esse nome porque contêm as enzimas necessárias ao processamento da glicose (enzimas glicolíticas), assim como outras enzimas que participam de outras vias metabólicas para a obtenção de energia.

Peroxissomos em células vegetais

As células vegetais também contêm peroxissomos e estas têm funções muito importantes para o funcionamento das plantas, além das funções que são compartilhadas com as dos peroxissomos de outros tipos celulares.

– Ciclo de glioxilato

Nas sementes, por exemplo, os peroxissomos de suas células são responsáveis por converter as gorduras armazenadas em carboidratos, matéria-prima necessária para o desenvolvimento da muda que irá germinar.

O processo pelo qual os peroxissomos das plantas desempenham essa função é conhecido como ciclo do glioxilato, que é considerado uma variante do ciclo de Krebs, razão pela qual alguns textos se referem a esses peroxissomos como glioxissomos.

– Fotorrespiração

Nas plantas, essas organelas também estão envolvidas em um processo conhecido como fotorrespiração, que consiste em uma via metabólica "contrária" à fotossíntese, uma vez que o oxigênio não é produzido, mas sim consumido, e o gás carbônico é liberado sem a obtenção de ATP. .

Apesar do exposto, esse processo também é conhecido como "recuperação de carbono", uma vez que os peroxissomos recebem dos cloroplastos (outra organela das células vegetais) um composto químico denominado glicolato, que eles convertem em outro composto denominado glicina (um aminoácido).

A glicina produzida nos peroxissomos das plantas é transportada para a mitocôndria (organela onde ocorre a respiração e a síntese de grandes quantidades de ATP). Na mitocôndria, essa glicina é convertida em serina, outro aminoácido, que retorna ao peroxissomo.

A serina, uma vez no peroxissoma, é convertida em glicerato e de lá é enviada novamente para o cloroplasto. Todo esse processo não leva à produção de energia, mas leva ao uso de átomos de carbono que estão ligados ao glicolato.

Doenças peroxissômicas

Existem diferentes tipos de "distúrbios" relacionados aos peroxissomos. Geralmente, esses distúrbios têm a ver com mutações nos genes que estão envolvidos na biogênese dessas organelas ou, ainda, naqueles genes que codificam as enzimas ou transportam proteínas dessas.

Por possuírem um componente genético, esses distúrbios costumam ser congênitos (são herdados dos pais para os filhos), podendo ter consequências moderadas ou graves, dependendo do caso.

Síndrome de Zellweger

Esta síndrome, embora rara, inclui algumas das condições mais graves. É caracterizada pela ausência completa ou por uma redução considerável do número de cromossomos nas células do corpo.

As mutações genéticas que causam essa síndrome também causam o acúmulo de compostos ricos em elementos como o ferro e o cobre, e de ácidos graxos de cadeia muito longa no sangue e em outros tecidos como fígado, cérebro e rins.

Quais são as consequências?

As crianças afetadas por essa síndrome geralmente nascem com deformidades faciais (na face) e com alguma deficiência intelectual.Eles podem sofrer de problemas de visão e audição, bem como problemas gastrointestinais e hepáticos, portanto, geralmente não vivem mais de um ano.

Outras síndromes relacionadas

Existem outras doenças relacionadas a defeitos nos peroxissomos. Estes incluem adrenoleucodistrofia neonatal (NALD). Adrenoleucodistrofia Neonatal) e Doença Refsum Infantil.

Ambas as doenças são caracterizadas pelo início tardio dos sintomas, que geralmente são observados durante a infância, para que os pacientes possam sobreviver até a idade adulta.

Referências

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