Hidrogenozomii

Hidrogenozomul  este un organel cu membrană închisă al unor organisme anaerobe unicelulare, cum ar fi ciliate , Trichomonas și ciuperci . La fel ca mitocondriile , hidrogenozomii furnizează energie celulelor, dar spre deosebire de primii, aceștia funcționează în absența oxigenului . La anaerobii obligați, oxigenul molecular provoacă moartea hidrogenozomilor.

Hidrogenozomii Trichomonas (cele mai studiate dintre microorganismele care conțin hidrogenozomi) eliberează hidrogen molecular , acetat , dioxid de carbon și produc ATP prin combinarea acțiunii enzimelor piruvat: ferredoxin oxidoreductaza, hidrogenază , acetat succinat-CoA transferază și succinat tiokinaza. De asemenea, conțin superoxid dismutază , malat dehidrogenază (decarboxilare), ferredoxină , adenilat kinază și NADH:ferredoxin oxidoreductază. Se crede că aceste organite au evoluat din bacterii anaerobe endosimbiotice sau arhee , deși în cazul Trichomonas, întrebarea rămâne deschisă. De asemenea, se sugerează că ar putea fi mitocondrii foarte modificate [2] .

Hidrogenozomii înlocuiesc mitocondriile cu loricifere multicelulare care trăiesc în sedimente de la fundul depresiunii Atalanta , la o adâncime de peste trei mii de metri (zonă greu accesibilă a Mării Mediterane ). Descoperirea organismelor multicelulare cu organite asemănătoare hidrogenozomului a fost raportată în 2010. [3]

Istorie

Hidrogenozomii au fost izolați și descriși biochimic pentru prima dată în 1970 de D. G. Lindmark și M. Müller de la Universitatea Rockefeller . [4] De asemenea, au demonstrat pentru prima dată prezența piruvat:ferredoxin-oxidoreductazei și hidrogenazei la eucariote . Ulterior, au fost studiate citologia biochimică și organizarea subcelulară a paraziților unicelulari anaerobi ( Trichomonas vaginalis , Tritrichomonas fetus , Monocercomonas sp., Giardia lamblia , Entamoeba sp. și Hexamita inflata ). Folosind rezultatele tuturor acestor lucrări, în 1976 au explicat mecanismul de acțiune al metronidazolului . Astăzi, metronidazolul este recunoscut drept medicamentul de chimioterapie standard pentru tratamentul infecțiilor anaerobe cauzate de procariote ( Clostridium , Bacteroides , Helicobacter ) și eucariote ( Trichomonas, Tritrichomonas, Giardia, Entamoeba ). Metronidazolul intră în agentul patogen prin difuzie. Acolo, este redusă neenzimatic de ferredoxina redusă produsă de enzima piruvat:ferredoxin oxidoreductază. Ca rezultat, se sintetizează un produs toxic pentru celulele anaerobe. Acest mecanism permite medicamentului să se acumuleze selectiv numai în celulele anaerobe.

Descriere

Hidrogenozomii au un diametru de aproximativ 1 micrometru, dar sub influența condițiilor nefavorabile pot crește până la 2 microni [5] și au fost numiți astfel deoarece produc hidrogen molecular. La fel ca mitocondriile , ele sunt înconjurate de membrane duble și au proeminențe similare cu cresta mitocondrială . Unii hidrogenozomi pot fi evoluat din mitocondrii prin pierderea unor proprietăți și pierderea majorității genomului . Genomul hidrogenozomal poate fi găsit în Neocallimastix , Trichomonas vaginalis și Tritrichomonas fetus . [6] A fost găsit și la ciliați care trăiesc în intestinele unui gândac  - Nyctotherus ovalis , [7] și straminopila Blastocystis . Această asemănare între Nyctotherus și Blastocystis , care sunt înrudite foarte îndepărtate, se explică prin evoluția convergentă, care ridică însă problema existenței unor limite clare între mitocondrii, hidrogenozomi și mitozomi (un alt tip de mitocondrii degradate). [opt]

Cercetare

Hidrogenozomii au fost cei mai studiați la paraziții cu transmitere sexuală ( Trichomonas vaginalis și Tritrichomonas fetus ) și în chitridiomicetele cicatrici , cum ar fi Neocallimastix .

Ciliatul anaerob Nyctotherus ovalis , găsit în intestinul unor specii de gândaci, are numeroși hidrogenozomi care sunt strâns legați de arheile endosimbiotice producătoare de metan . Aceștia din urmă folosesc în mod activ hidrogenul eliberat de hidrogenozomi. Matricea hidrogenozomilor N. ovalis conține structuri asemănătoare ribozomilor de aceeași dimensiune ca și ribozomii 70S ai arheilor care le locuiesc. Acest lucru a indicat posibila prezență a unui genom în ele, care a fost descoperit de Akhmanova și ulterior secvențiat de Boksma. [7] [9] De asemenea, au fost descoperite trei specii de lorifitsera multicelulare  din genurile Spinoloricus , Rugiloricus și Pliciloricus , care trăiesc la adâncimi mari ale Mării Mediterane și folosesc hidrogenozomi în ciclurile lor de metabolism anaerob. [10] [11]

Vezi și

Surse

  1. ↑ Müller M., Lindmark DG Respirația hidrogenozomilor de Tritrichomonas foetus. II. Efectul CoA asupra oxidării piruvatului  (engleză)  // J. Biol. Chim.  : jurnal. - 1978. - Februarie ( vol. 253 , nr. 4 ). - P. 1215-1218 . — PMID 624726 .  (link indisponibil)
  2. ↑ Zoologia nevertebratelor în două volume editate de W. Westheide și R. Rieger
  3. ↑ Danovaro R., Dell'anno A., Pusceddu A., Gambi C., Heiner I., Kristensen RM  Primele metazoare care trăiesc în condiții permanent anoxice  // BMC Biol : jurnal. - 2010. - Aprilie ( vol. 8 , nr. 1 ). — P. 30 . - doi : 10.1186/1741-7007-8-30 . — PMID 20370908 .
  4. ↑ Lindmark DG, Müller M. Hydrogenosome, a cytoplasmic organise of the anaerobic flagellate Tritrichomonas fetus și rolul său în metabolismul piruvatului  //  J. Biol. Chim.  : jurnal. - 1973. - noiembrie ( vol. 248 , nr. 22 ). - P. 7724-7728 . — PMID 4750424 .
  5. ↑ Benchimol, M. Hydrogenosomes under microscopy  (neopr.)  // Tissue & cell. - 2009. - T. 41 , Nr. 3 . - S. 151-168 . - doi : 10.1016/j.tice.2009.01.001 . — PMID 19297000 .
  6. ↑ van der Giezen M., Tovar J., Clark C.G. Organele derivate din mitocondrii în protisti și ciuperci   // Int . Rev. Cytol. : jurnal. - 2005. - Vol. 244 . - P. 175-225 . - doi : 10.1016/S0074-7696(05)44005-X . — PMID 16157181 .
  7. ↑ 1 2 Akhmanova A., Voncken F., van Alen T., et al. Un hidrogenozom cu un genom   // Natura . - 1998. - Decembrie ( vol. 396 , nr. 6711 ). - P. 527-528 . - doi : 10.1038/25023 . — PMID 9859986 .
  8. ↑ Stechmann, A; Hamblin, K; Perez-brocal, V; Gaston, D; Richmond, Gs; Van, Der; Clark, Cg; Roger, Aj. Organele din Blastocystis care estompează diferența dintre mitocondrii și hidrogenozomi  (engleză)  // Biologie actuală : CB  : jurnal. - 2008. - Aprilie ( vol. 18 , nr. 8 ). - P. 580-585 . - doi : 10.1016/j.cub.2008.03.037 . — PMID 18403202 .
  9. ↑ Boxma B., de Graaf RM, van der Staay GW, et al. Un mitocondriu anaerob care produce hidrogen   // Natura . - 2005. - Martie ( vol. 434 , nr. 7029 ). - P. 74-9 . - doi : 10.1038/nature03343 . — PMID 15744302 .
  10. ↑ Fang, Janet. Animalele se dezvoltă fără oxigen pe fundul mării   // Natura . - Nature Publishing Group, 2010. - 6 aprilie ( vol. 464 , nr. 7290 ). — P. 825 . - doi : 10.1038/464825b . — PMID 20376121 .
  11. ↑ Roberto Danovaro și colab.  Primele metazoare care trăiesc în condiții permanent anoxice  // BMC Biology : jurnal. - 2010. - Vol. 8 , nr. 30 . — P. 30 . - doi : 10.1186/1741-7007-8-30 . — PMID 20370908 .

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii