Pengertian Peroksisom, Struktur Peroksisom, Dan Fungsi Peroksisom
Peroksisom (bahasa inggris: Peroxisome) yakni organel terikat membran yang terdapat pada kebanyakan sel eukariotik, terutama yang terlibat dalam metabolisme lipid dan konversi oksigen reaktif menyerupai hidrogen peroksida menjadi molekul yang lebih kondusif menyerupai air dan oksigen. |
| Struktur Peroksisom |
Struktur Peroksisom
Peroksisom yakni organel yang sanggup bervariasi dalam bentuk, ukuran dan jumlah tergantung pada kebutuhan energi sel. Pada sel ragi, media pertumbuhan kaya karbohidrat membuat peroksisom menjadi menyusut. Di sisi lain, adanya racun atau masakan kaya lemak bisa meningkatkan jumlah dan ukurannya.Organel ini terbuat dari bilayer fosfolipid dengan banyak protein terikat membran - terutama yang bertindak sebagai transporter protein dan translokator. Enzim yang terlibat dalam detoksifikasi dan metabolisme lipid disintesis pada ribosom bebas di sitoplasma dan diimpor secara selektif ke dalam peroksisom, membuatnya lebih menyerupai mitokondria dan kloroplas jikalau dibandingkan dengan lisosom yang berasal dari retikulum endoplasma (ER). Namun, ada juga beberapa bukti yang menghubungkan sintesis protein ER-mediated dengan enzim yang ada dalam peroksisom.
Enzim dan protein yang ditakdirkan untuk peroksisom biasanya mengandung satu dari dua urutan sinyal. Artinya, ada beberapa peregangan pendek dari beberapa asam amino yang memilih lokasi subselular protein. Urutan sinyal yang lebih umum disebut Peroxysome Targeting Sequence 1 (PTS1), yang terdiri dari trimer asam amino. Protein yang mengandung urutan sinyal PTS1 mempunyai residu serin yang diikuti oleh lisin dan kemudian residu leusin di ujung terminal karboksitnya.
Sebagian besar protein peroksisom mempunyai urutan sinyal ini. Agar PTS1 berfungsi optimal, rangkaian asam amino hulu trimer ini juga diperlukan. Beberapa laporan memperlihatkan bahwa rangkaian C-terminal idealnya dilihat sebagai rangkaian 20 asam amino yang dibutuhkan untuk pengenalan protein oleh transporter peroksisomal dan molekul translokator.
Sebagai alternatif, protein peroksisom juga bisa mempunyai urutan sinyal N-terminal yang terdiri dari 9 asam amino. Urutan ini dibentuk dari dua dimer yang dipisahkan oleh bentangan 5 asam amino. Dimer pertama dibentuk dari arginin dan leusin, sedangkan dimer kedua terbuat dari histidin dan leusin. Urutan sinyal ini ditunjukkan dengan memakai kode asam amino tunggal sebagai RLx5HL.
Ada beberapa bukti bahwa ada rangkaian internal lainnya yang menargetkan protein untuk diimpor ke peroksisom yang belum dicirikan. Peroksisom juga mengandung beberapa enzim pada konsentrasi yang sangat tinggi, kadang kala tampak mempunyai inti kristaloid.
Fosfolipid peroksisom sebagian besar disintesis di Retikulum endoplasma halus. Peroksisom tumbuh dalam ukuran lantaran masuknya protein dan lipid, ia sanggup dibagi menjadi 2 organel.
Perbandingan Antara Peroksisom dan Organel Lainnya
Peroksisom mempunyai beberapa kesamaan struktural dengan organel yang berbeda di dalam sel. Awalnya, sulit untuk membedakan lisosom dari peroksisom melalui investigasi mikroskopis saja. Setelah itu, sentrifugasi diferensial mengungkapkan bahwa kedua struktur subselular ini mempunyai komposisi yang berbeda.
Komponen protein dan lipid mereka berbeda dan mengandung enzim yang sangat berbeda. Secara khusus, peroksisom mengandung katalase untuk mendetoksifikasi hidrogen peroksida yang dihasilkan dari beta-oksidasi lemak. Perbedaan utama lainnya yakni protein lisosom disintesis pada Retikulum endoplasma bernafsu dan vesikula mengandung enzim yang sesuai untuk membentuk lisosom.
Peroksisom mempunyai beberapa kesamaan dengan mitokondria dan kloroplas. Sebagian besar protein organel ini ditranslasikan dengan ribosom bebas di sitoplasma. Namun, tidak menyerupai mitokondria dan kloroplas, peroksisom tidak mengandung materi genetik atau mesin translasi, oleh lantaran itu seluruh proteome mereka di impor dari sitoplasma. Sebagai tambahan, peroksisom terbentuk dari membran tunggal lipid bilayer, sedangkan mitokondria dan kloroplas terbentuk dari struktur membran ganda.
Fungsi Peroksisom
Peroksisom mengandung enzim yang mengoksidasi molekul tertentu yang biasanya ditemukan di dalam sel, terutama asam lemak dan asam amino. Reaksi oksidasi tersebut menghasilkan hidrogen peroksida, yang merupakan dasar dari nama peroxisome.Namun, hidrogen peroksida berpotensi beracun bagi sel, lantaran ia mempunyai kemampuan untuk bereaksi dengan banyak molekul lainnya. Oleh lantaran itu, peroksisom juga mengandung enzim menyerupai katalase yang mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen , sehingga menetralkan toksisitas-nya. Dengan cara itu peroksisom menawarkan lokasi yang kondusif untuk metabolisme oksidatif molekul tertentu.
Organel ini sebagian besar terkait dengan metabolisme lipid dan pengolahan oksigen reaktif. Dalam metabolisme lipid, peroksisom kebanyakan bekerjasama dengan β-oksidasi asam lemak, biosintesis kolesterol dan sintesis hormon steroid.
β-oksidasi
Alasan utama kepadatan energi tinggi lemak yakni rendahnya proporsi atom oksigen dalam setiap molekul asam lemak. Misalnya, asam palmitat, asam lemak yang mengandung 16 atom karbon dan mempunyai massa molekul lebih dari 250 gms / mol, hanya mempunyai dua atom oksigen. Hal ini membuat lipid menjadi molekul penyimpanan yang baik.
Namun, mereka tidak sanggup eksklusif dibakar sebagai materi bakar atau dengan cepat diberi katabolisasi di sitoplasma melalui glikolisis. Mereka perlu diolah sebelum sanggup dipindahkan ke dalam mitokondria untuk oksidasi lengkap melalui siklus asam sitrat dan fosforilasi oksidatif .
Ketika molekul-molekul ini perlu dioksidasi untuk melepaskan ATP, mereka harus dipecah menjadi molekul kecil sebelum bisa diproses di mitokondria. Dalam peroksisom, asam lemak rantai panjang dipecah secara progresif untuk menghasilkan asetil koenzim A (asetil koA) dalam suatu proses yang disebut β-oksidasi. Asetil koA kemudian dikombinasi dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat.
Sementara sebagian besar karbohidrat memasuki siklus asam sitrat sebagai molekul tiga karbon yang disebut piruvat yang kemudian didekarboksilasi untuk membentuk asetil koA, peroksisomal β-oksidasi memungkinkan asam lemak untuk mengakses siklus asam sitrat secara langsung.
Salah satu produk sampingan utama dari β-oksidasi yakni hidrogen peroksida yang sanggup berbahaya bagi sel. Molekul ini juga didetoksifikasi dengan hati-hati oleh enzim katalase dalam peroksisom.
Peroksisom pada Tanaman
Pada tanaman, peroksisom memainkan tugas penting dalam perkecambahan biji dan fotosintesis.
Selama perkecambahan biji, toko lemak dimobilisasi untuk reaksi anabolik yang mengarah pada pembentukan karbohidrat. Ini disebut siklus glioksilat dan dimulai dengan β-oksidasi dan pembentukan asetil koA juga.
Pada daun, peroksisom mencegah hilangnya energi selama fiksasi karbon fotosintesis melalui daur ulang produk dari fotorespirasi. Enzim penting yang disebut Ribulose-1.5-bisphosphate carboxylase / oxygenase (RuBisCO) dibutuhkan untuk fotosintesis, mengkatalisis karboksilasi ribulosa-1,5-bisfosfat (RuBP). Ini yakni reaksi sentral untuk fiksasi karbon dioksida membentuk molekul organik.
Namun, RuBisCO, sesuai namanya, juga sanggup mengoksigenisasi RuBP, memakai oksigen molekuler, melepaskan karbon dioksida - yang berlaku, membalikkan hasil higienis fotosintesis. Hal ini terutama berlaku jikalau tumbuhan terkena lingkungan yang panas dan kering serta stomata yang tertutup untuk mencegah transpirasi.
Ketika RuBisCO mengoksidasi RuBP, ia menghasilkan molekul 2 karbon yang disebut phosphoglycolate. Molekul ini ditangkap oleh peroksisom kemudian dioksidasi menjadi glisin. Setelah itu, berpindah-pindah antara mitokondria dan peroksisom, mengalami serangkaian transformasi sebelum diubah menjadi molekul gliserol yang sanggup diimpor ke kloroplas untuk berpartisipasi dalam siklus Calvin untuk fotosintesis.
Biosintesis dan Detoksifikasi Lipid
Pada sel hewan, peroksisom yakni daerah untuk sejumlah biogenesis lipid, terutama fosfolipid khusus yang disebut plasmalogens yang membentuk selubung myelin pada serabut saraf. Peroksisom juga dibutuhkan untuk sintesis garam empedu. Sekitar 25% alkohol yang kita konsumsi dioksidasi menjadi asetaldehida dalam organel ini. Peran mereka dalam mendetoksifikasi dan mengoksidasi sejumlah molekul, produk sampingan metabolik dan obat-obatan membuat mereka menjadi kepingan penting dari sel ginjal dan hati.
Gangguan Berkaitan dengan Fungsi Peroksisom
Gangguan yang timbul dari fungsi peroksisom yang kurang baik sanggup timbul dari kerusakan pada biogenesis peroksisom, enzim peroksisom yang bermutasi, atau transporter non-fungsional yang mengenali PTS1 dan PTS2 pada protein sitoplasma. Yang paling parah yakni kelainan genetik langka yang mengakibatkan gangguan perkembangan otak dan migrasi neuron, disertai defisiensi myelin. Organ lain yang terkena mencakup sistem skelet , hati, ginjal, mata, jantung dan paru-paru.Gangguan peroksisom yakni kelainan kongenital, dan berkisar dari yang relatif moderat hingga yang parah. Spektrum Zellweger, misalnya, termasuk sindrom Zellweger, adrenoleukodistrofi neonatal (NALD), dan penyakit Refsum infantil.
Sindrom Zellweger ditandai dengan tidak lengkap atau pengurangan jumlah peroksisom. Ini yakni kondisi paling parah dalam sindrom Zellweger. Mutasi yang mengakibatkan sindrom Zellweger mengakibatkan tembaga, zat besi , dan zat yang disebut asam lemak rantai panjang menumpuk di dalam darah dan di jaringan, menyerupai hati , otak, dan ginjal.
Bayi dengan sindrom Zellweger sering terlahir dengan kelainan bentuk wajah dan keanehan intelektual ; beberapa mungkin mengalami gangguan penglihatan dan telinga dan mungkin mengalami pendarahan gastrointestinal parah atau gagal hati. Kebanyakan bayi dengan sindrom Zellweger tidak hidup lebih dari satu tahun.
Gejala NALD dan penyakit Refsum infantil, sebaliknya, muncul pada usia lanjut atau di masa kanak-kanak, dan pasien mungkin bertahan hingga awal masa dewasa. Demikian juga, pasien dengan RCDP sanggup bertahan hidup hingga masa kanak-kanak atau, dalam kasus ringan, awal masa dewasa.
Kelainan ini biasanya disebabkan oleh mutasi pada gen PEX, yang dibutuhkan untuk biogenesis organel - dari pembentukan membran subselular, hingga pengenalan protein sitoplasma dan pengimporannya ke dalam matriks organel. Misalnya, PEX16 terlibat dalam sintesis membran peroksisom, sementara PEX2 membentuk saluran translokasi untuk impor protein matriks. PEX5, di sisi lain yakni reseptor untuk mengenali urutan sinyal PTS1.
Peroksisom pertama kali dijelaskan pada tahun 1960 sebagai kepingan dari karya perintis Christian René de Duve , yang mengembangkan teknik fraksinasi sel. Metode De Duve memisahkan organel menurut sifat sedimentasi dan densitasnya, dan peroksiom lebih padat daripada organel lainnya. Dia kemudian membuat istilah peroxisome. De Duve membuatkan Hadiah Nobel untuk Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 1974 dengan Albert Claude dan George Palade untuk pekerjaan itu.
Share This :
comment 0 comments
more_vert