GLIOXISOMES: KARAKTERISTIK, STRUKTUR DAN FUNGSI - BIOLOGI - 2024

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

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

Glioksisom dan organel lain di dalam sel tumbuhan. Diambil dan diedit dari: Gevictor, dari Wikimedia Commons.

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

Organel ini telah disebut "mirip glioksisom". Glioksisom dinamai 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 merupakan modifikasi dari siklus asam sitrat.

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

Mikrobodi

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

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

Peroksisom

Peroksisom adalah mikrobodi unik untuk eukariota, yang 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 ß-oksidasi yang mampu bekerja padanya. Enzim ini memecah lipid dan menghasilkan Asetil-KoA.

Mereka bekerja 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 banyak 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 mikrobodi spesifik jamur Ascomycota. Fungsinya tidak sepenuhnya jelas. Salah satunya diyakini bisa menutup pori-pori di septa hifa. Ini terjadi ketika kerusakan hifa terjadi, untuk meminimalkan kemungkinan hilangnya sitoplasma.

Glukosom

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

Diagram sederhana peroksisom. Diambil dan diedit dari: Agateller.

Penemuan glioksisom

Glioksisom ditemukan oleh ahli botani Inggris Harry Beevers dan seorang mahasiswa postdoctoral bernama Bill Breidenbach. Penemuan organel ini dilakukan selama studi tentang gradien sukrosa linier dari homogenat endosperm.

Kedua peneliti ini menunjukkan dalam penelitian itu bahwa enzim siklus glioksilat ditemukan di sebagian kecil 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 katalase mereka, serta kedekatannya dengan badan lipid.

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

Struktur

Bentuknya bulat, dengan diameter mulai dari 0,5 hingga 1,5 μm, 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 satu membran.

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 benih yang menyimpan lemak.

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

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

Proses ß-oksidasi asam lemak yang terjadi pada kedua jenis mikrobodi 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 glioksisom adalah jalur metabolisme yang dimodifikasi dari siklus Krebs mitokondria. Siklus glioksilat menghindari langkah dekarboksilasi.

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

Detoksifikasi hidrogen peroksida

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

Reaksi ini, di mana mitokondria juga terlibat, termasuk siklus glioksalat, yang terjadi pada kotiledon biji dari beberapa spesies minyak sayur.

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

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

Referensi

1. Siklus glioksilat. Di Wikipedia. Dipulihkan dari https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxylate_cycle
2. Glyoxysome. 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 Hill (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.