Les peroxysomes, également connus sous le nom de microbodies, ce sont de petits organites cellulaires, très similaires aux lysosomes, qui sont en suspension dans le cytosol de la plupart des cellules eucaryotes.
Tout comme le corps humain a des organes qui remplissent différentes fonctions pour le maintenir en vie, les cellules en ont aussi et ce sont ce que nous appelons des «organites» ou des «organites»..
Tout comme le cœur pompe le sang vers le reste du corps, le nez et les poumons sont utilisés pour respirer, l'estomac reçoit de la nourriture et commence par sa digestion, et le cerveau se charge de tout coordonner (pour donner quelques exemples). sont essentiels pour de nombreuses fonctions des cellules.
Parmi certains des organites cellulaires se trouvent les peroxisomes, qui ont été décrits en 1960 par Christian René de Duve, le même chercheur qui a développé des techniques de fractionnement subcellulaire pour séparer les différents organites cellulaires en fonction de leur densité..
de Duve a partagé, en 1974, le prix Nobel de physiologie et médecine avec Albert Claude et George Palade grâce à leur travail avec ces techniques et la découverte des peroxysomes.
Le nom de ces organites dérive de la production interne de peroxyde d'hydrogène (HdeuxOU ALORSdeux), un sous-produit des réactions d'oxydoréduction qui se produisent dans celles-ci et qui est potentiellement toxique pour les cellules (il peut réagir avec de nombreuses autres molécules), il se dégrade donc rapidement.
Dans une cellule, il peut y avoir jusqu'à 500 peroxisomes «nageant» dans le cytosol, mais le nombre et la taille de ces organites dépendent non seulement du type de cellule en question, mais de l'état physiologique de la cellule et de l'environnement qui l'entoure ..
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Les peroxisomes présentent de nombreuses caractéristiques qui les rendent similaires aux autres organites cellulaires et, en même temps, très différents. Voici une courte liste de certains des plus importants:
- Ce sont de petits organites entourés d'une simple membrane, qui les sépare du reste des molécules et des organites du cytosol..
- Une grande partie de ce qui est à l'intérieur, en particulier les protéines et les enzymes, est synthétisée dans le cytosol de la cellule à laquelle ils appartiennent au moyen de ribosomes libres, qui sont des complexes protéiques capables de médier la traduction de l'ARN messager (ARNm) du noyau et dérivés à partir de la transcription d'un gène donné.
- Ils n'ont pas leur propre génome, c'est-à-dire qu'à l'intérieur il n'y a pas d'ADN ou de machinerie nécessaire à son traitement (réplication, transcription et traduction, par exemple).
- Multiplier par division.
- À l'intérieur, vous pouvez trouver jusqu'à 50 enzymes digestives différentes et leurs produits secondaires (dangereux pour les cellules).
- Leur taille et leur nombre peuvent varier considérablement d'une cellule à l'autre, car ils dépendent des conditions intracellulaires (ils sont inductibles) et du type de cellule..
Les peroxysomes remplissent différentes fonctions au sein d'une cellule, dont beaucoup sont liées aux enzymes qui s'y trouvent..
De nombreuses réactions d'oxydoréduction se produisent à l'intérieur des peroxysomes, c'est l'échange d'électrons entre un composé et un autre, généralement catalysé par des protéines à activité enzymatique (enzymes)..
Ces réactions de réduction des oxydes dans les peroxysomes produisent généralement du peroxyde d'hydrogène (HdeuxOU ALORSdeux), un composé nocif pour les cellules.
Cependant, à l'intérieur des peroxysomes, il y a une enzyme appelée catalase, qui est responsable de la décomposition du peroxyde d'hydrogène pour former de l'eau ou de son utilisation pour oxyder d'autres composés..
La capacité de contenir ces réactions à l'intérieur est étroitement liée aux autres fonctions que ces organites cellulaires remplissent, car la dégradation métabolique de nombreuses molécules implique leur oxydation..
Sans les réactions oxydatives des peroxisomes, l'accumulation de composés comme les acides gras à longue chaîne, par exemple, pourrait causer des dommages considérables aux cellules nerveuses du cerveau..
Les peroxisomes sont impliqués dans la production d'ATP, qui est la principale «monnaie» énergétique d'une cellule.
Une des façons d'y parvenir est de décomposer les acides gras (dont sont constitués les graisses et de nombreux lipides), de digérer l'éthanol (un type d'alcool) et les acides aminés (les «éléments constitutifs» qui composent les protéines), etc..
Dans les cellules animales, la plupart des acides gras sont dégradés dans les mitochondries et une petite partie est transformée dans les peroxysomes, mais dans les levures et les plantes, cette fonction est pratiquement exclusive aux peroxysomes..
Les peroxisomes fonctionnent également dans la production de molécules qui font partie des membranes cellulaires. Ces molécules sont connues sous le nom de plasmallogènes et constituent un type de lipide très important pour les cellules cérébrales et cardiaques (cœur) chez l'homme et d'autres mammifères..
D'autres lipides synthétisés dans les peroxisomes et avec la participation du réticulum endoplasmique (autre organite cellulaire très important) sont le cholestérol et le dolichol, essentiels au fonctionnement des cellules..
Chez de nombreux mammifères, par exemple, les peroxisomes des cellules hépatiques participent également à la synthèse des acides biliaires, qui sont dérivés du cholestérol et sont très nécessaires à la digestion des graisses contenues dans les aliments qui sont transformées dans l'estomac puis dans le intestin grêle.
Les peroxisomes sont des organites membraneuses, mais contrairement aux membranes observées dans d'autres organites telles que les mitochondries et les chloroplastes, par exemple, ils ont une seule membrane et non un système à double membrane..
Son apparence n'est pas constante, c'est-à-dire qu'elle peut changer. Cependant, ce sont généralement des organites sphériques qui ont un diamètre moyen compris entre 0,2 et 1 μm, soit un millionième de mètre..
Lorsque ceux-ci n'ont pas de forme sphérique, ils peuvent être considérés comme de petits tubules de différentes tailles, qui sont connectés les uns aux autres (ce sont sûrement des peroxysomes en division).
Ils ont souvent un centre ou noyau cristallin, que les scientifiques décrivent de cette manière par la façon dont ils le regardent au microscope, probablement en raison de l'énorme quantité de protéines à l'intérieur..
Bien que les peroxisomes ne contiennent pas d'ADN à l'intérieur, c'est-à-dire qu'ils n'ont pas leur propre génome, ils peuvent être divisés par bourgeonnement ou par fission.
Ce processus dépend de la quantité de protéines et de matériaux pour construire de nouvelles membranes dont ils disposent, qui sont «importés» du cytosol..
Le réticulum endoplasmique est responsable à la fois de la synthèse des phospholipides qui forment la membrane du peroxysome, et de la synthèse de certaines de ses protéines, ceci à travers ses ribosomes associés.
Les ribosomes (actuellement présents dans le cytosol en tant que «polyribosomes libres») sont ceux qui traduisent la plupart des protéines. Ces protéines ne peuvent pénétrer à l'intérieur des peroxysomes que si elles ont une étiquette spéciale ou "marque".
Sans ces marques, les protéines ne peuvent pas être reconnues par d'autres protéines sur la membrane du peroxysome et ne peuvent donc pas la traverser..
Ainsi, si dans le cytosol les ribosomes attachés au réticulum endoplasmique rugueux (RER) et ceux qui sont libres «envoient» suffisamment de matière aux peroxisomes, ils peuvent être divisés en deux.
Les cellules animales ont de nombreux peroxisomes et lysosomes, des organites similaires qui sont responsables du «recyclage» d'autres organites et de différents types de molécules de différentes tailles.
Les cellules de certains animaux (mais pas celles de l'homme), par exemple, possèdent des peroxisomes capables de décomposer l'acide urique, qui est généralement un déchet métabolique riche en azote, dont l'accumulation dans le sang peut avoir des effets délétères..
En plus de toutes les fonctions mentionnées ci-dessus, les peroxysomes remplissent des fonctions très particulières chez certains animaux. Les lucioles et autres insectes, par exemple, utilisent une enzyme dans les peroxisomes de leurs cellules pour trouver des partenaires et, dans certains cas, pour localiser leur nourriture..
Cette enzyme est connue sous le nom de luciférase. La luciférase aide les mâles à produire un «flash» lumineux, qui peut être vert ou jaune, pour attirer les femelles de la même espèce..
La durée de chaque flash et l'intervalle dans lequel ils apparaissent sont spécifiques à chaque espèce, de sorte que les femelles peuvent distinguer les mâles dans l'obscurité de la nuit. Chez certaines espèces, la femelle produit également un flash, et chez d'autres, elle émet une lumière qui attire le mâle pour le manger..
Tout comme les plantes possèdent des glyoxysomes, qui sont un type de peroxysome spécialisé dans une voie métabolique spécifique, certaines cellules animales possèdent des peroxysomes modifiés.
Les cinétoplastides, un groupe de parasites qui causent différentes maladies chez l'homme et d'autres animaux, ont un type de «peroxysome modifié» connu sous le nom de glycosome..
Les glycosomes portent ce nom car ils contiennent les enzymes nécessaires au traitement du glucose (enzymes glycolytiques), ainsi que d'autres enzymes qui participent à d'autres voies métaboliques pour obtenir de l'énergie..
Les cellules végétales contiennent également des peroxisomes et ceux-ci ont des fonctions très importantes pour le fonctionnement des plantes, en plus de fonctions qui sont partagées avec celles des peroxisomes d'autres types de cellules.
Dans les graines, par exemple, les peroxisomes de leurs cellules sont responsables de la conversion des graisses stockées en glucides, qui sont la matière première nécessaire au développement du plant qui va germer..
Le processus par lequel les peroxysomes végétaux remplissent cette fonction est connu sous le nom de cycle du glyoxylate, qui est considéré comme une variante du cycle de Krebs, c'est pourquoi certains textes appellent ces peroxysomes des glyoxysomes..
Chez les plantes, ces organites sont également impliqués dans un processus appelé photorespiration, qui consiste en un chemin métabolique «contraire» à la photosynthèse, puisque l'oxygène n'est pas produit, mais est plutôt consommé, et le dioxyde de carbone est libéré sans obtenir d'ATP.
Malgré ce qui précède, ce processus est également connu sous le nom de «récupération du carbone», car les peroxisomes reçoivent des chloroplastes (un autre organite de cellules végétales) un composé chimique appelé glycolate, qu'ils transforment en un autre composé appelé glycine (un acide aminé).
La glycine produite dans les peroxisomes végétaux est transportée vers les mitochondries (l'organite où se produisent la respiration et la synthèse de grandes quantités d'ATP). Dans les mitochondries, cette glycine est convertie en sérine, un autre acide aminé, qui est renvoyée au peroxysome..
La sérine, une fois dans le peroxysome, est convertie en glycérate et de là, elle est renvoyée au chloroplaste. Tout ce processus ne conduit pas à la production d'énergie, mais à l'utilisation des atomes de carbone fixés sur le glycolate.
Il existe différents types de «troubles» liés aux peroxysomes. Généralement, ces troubles sont liés à des mutations dans les gènes impliqués dans la biogenèse de ces organites ou, même, dans les gènes codant pour les enzymes ou les protéines de transport de celles-ci..
Puisqu'ils ont une composante génétique, ces troubles sont généralement congénitaux (ils sont hérités des parents aux enfants) et peuvent avoir des conséquences modérées ou sévères selon les cas..
Ce syndrome, bien que rare, comprend certaines des affections les plus graves. Elle se caractérise par l'absence totale ou par une réduction considérable du nombre de chromosomes dans les cellules du corps.
Les mutations génétiques à l'origine de ce syndrome provoquent également l'accumulation de composés riches en éléments tels que le fer et le cuivre, et d'acides gras à très longue chaîne dans le sang et d'autres tissus tels que le foie, le cerveau et les reins..
Les jeunes enfants atteints de ce syndrome naissent généralement avec des déformations faciales (faciales) et des déficiences intellectuelles. Ils peuvent souffrir de problèmes de vision et d'audition, ainsi que de problèmes gastro-intestinaux et hépatiques, de sorte qu'ils ne vivent généralement pas plus d'un an.
Il existe d'autres maladies liées aux anomalies des peroxysomes. Il s'agit notamment de l'adrénoleucodystrophie néonatale (NALD). Adrénoleucodystrophie néonatale) et la maladie de refsum de l'enfant.
Les deux maladies sont caractérisées par l'apparition tardive des symptômes, qui sont généralement observés pendant l'enfance, de sorte que les patients peuvent survivre au début de l'âge adulte..
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