Peroksisom (Artikel Lengkap)
Peroksisom yakni organel yang ditemukan di hampir semua sel eukariotik yang terbungkus oleh membran tunggal dari lipid yang mengandung protein reseptor. Peroksisom awalnya diidentifikasi sebagai komponen untuk memproduksi hidrogen peroksida, degradasi hidrogen peroksida, dan metabolisme asam lemak, yang merupakan fungsi umum untuk hampir semua organisme. Peroksisom terlibat dalam proses metabolisme asam lemak, asam amino, dan biosintesis plasmalogens, yaitu pengaruh fosfolipid yang penting untuk fungsi otak mamalia dan paru-paru. Peroksisom tidak mempunyai genom dan mengandung sekitar 50 enzim, ibarat katalase dan ureat oksidase yang mengkristal di pusatnya. Peroksisom bisa menyesuaikan diri dengan kondisi yang berubah-ubah. Peroksisom pertama kali dikenal sebagai organel oleh sitologis dari Belgia Christian de Duve pada tahin 1967 sesudah pertama kali dijelaskan oleh mahasiswa doktor dari Swedia, J. Rhodin pada tahun 1954.
1. Fungsi Peroksisom
Fungsi utama peroksisom yakni menyederhanakan rantai asam lemak yang panjang melalui beta oksidasi. Dalam sel hewan, asam lemak yang sangat panjang menjadi rantai medium asam lemak, yang kemudian dibawa ke mitokondria dan kesudahannya dipecah menjadi karbon dioksida dan air. Dalam sel tanaman, proses ini hanya untuk peroksisom.
Reaksi pertama dalam pembentukan plasmalogen dalam sel-sel binatang juga terjadi di peroksisom. Plasmalogen yakni fosfolipid terbanyak di selubung mielin. Kekurangan plasmalogens mengakibatkan kelainan di belahan selubung mielin pada sel saraf, yang merupakan salah satu alasan mengapa gangguan pada peroksisom mensugesti sistem saraf. Peroksisom juga berperan dalam produksi asam empedu yang penting untuk pencernaan lemak dan vitamin yang larut dalam lemak ibarat vitamin A dan K. Gangguan kulit yakni kelainan genetik yang mensugesti fungsi peroksisom.
Peroksisom berisi enzim oksidatif, katalase, asam amino, dan asam urat. Namun enzim asam urat terdapat pada manusia, dan sanggup menimbulkan penyakit yang dikenal sebagai asam urat yang disebabkan oleh akumulasi asam urat. Enzim tertentu dalam peroksisom, dengan memakai molekul oksigen dan menghapus atom hidrogen, menghasilkan hidrogen peroksida (H2O2) yang beracun.
Enzim katalase yang terdapat di dalam peroksisom memakai H2O2 untuk mengoksidasi substrat lainnya, ibarat fenol, asam format, formaldehida, dan alkohol. Proses ini akan menghilangkan hidrogen peroksida yang beracun tersebut. Reaksi ini sangat penting dalam hati dan sel-sel ginjal, dimana peroksisom mendetoksifikasi banyak sekali zat-zat beracum yang masuk ke dalam darah. Sekitar 25% etanol pada minumal keras teroksidasi dengan cara ini. Selain itu, dikala kelebihan H2O2 di dalam sel, enzim katalasi mengubahnya melalui reaksi ini.
Pada tumbuhan yang lebih tinggi tingkatannya, peroksisom juga berisi antioksida. Ini menunjukan bahwa peroksisom menghasilkan superoksida (O2-) dan nitrat oksida (NO). Peroksisom pada sel flora terpolarisasi dikala melawan jamur penetrasi.
2. Reaksi di dalam Peroksisom
Peroksisom memakai oksigen (O2) dan hidrogen peroksida (H2O2) untuk melaksanakan reaksi oksidatif. Enzim-enzim dalam peroksisom ini memakai molekul oksigen untuk melepaskan atom hidrogen dari substrat organik (R) tertentu dalam suatu reaksi oksidatif yang menghasilkan hidrogen peroksida (H2O2).
H2O2 dimanfaatkan oleh enzim katalase untuk mengoksidasi substrat lain (fenol, asam format, formaldehida, dan alkohol). Reaksi oksidasi ini berperan untuk mendetoksifikasi majemuk molekul racun dalam darah. Penumpukan H2O2 diubah oleh katalase menjadi O2.
Salah satu fungsi penting dari reaksi oksidatif yang dilakukan di peroksisom yakni pemecahan molekul-molekul asam lemak dalam proses yang disebut beta-oksidasi. Oksidasi asam lemak diikuti pembentukan H2O2 yang berasal dari oksigen. H2O2 akan diuraikan oleh katalase dengan cara diubah menjadi molekul H2O atau dioksidasi oleh senyawa organik lain.
3. Pembentukan Peroksisom
Peroksisom sanggup berasal dari retikulum endoplasma dan replikasi oleh fisi. Peroksisom mempunyai komposisi enzim yang berbeda dalam jenis sel yang berbeda. Matriks peroksisom diterjemahkan di dalam sitoplasma sebelum dilepas. Ada setidaknya 32 protein peroksisom yang disebut peroksin, yang berperan dalam proses perakitan peroksisom. Reseptor protein, peroksin PEX5 dan peroksin PEX7 mengantarkan peroksisom (mengandung PTS1 atau urutan asam amino PTS2) dan kembali ke sitosol. Mekanisme ini disebut prosedur antar-jemput. Sekarang, telah ada bukti bahwa hidrolisis ATP dibutuhkan untuk daur ulang reseptor untuk sitosol.
4. Keragaman Peroksisom
Peroksisom mempunyai komposisi enzim yang berbeda dalam jenis sel yang berbeda. Peroksisom bisa menyesuaikan diri dengan kondisi yang berubah-ubah. Contohnya, sel khamir yang ditumbuhkan dalam gula mempunyai peroksisom yang kecil, sedangkan sel ragi yang ditumbuhkan dalam metanol mempunyai peroksisom yang besar untuk mengoksidasi metanol. Jika sel khamir tersebut ditumbuhkan dalam asam lemak peroksisomnya membesar untuk memecahkan asam lemak tersebut menjadi asetil-KoA melalui beta-oksidasi.
4.1. Peroksisom sel binatang dan tumbuhan
Pada flora terdapat dua macam peroksisom sedangkan pada binatang terdapat satu macam peroksisom.
Salah satu fungsi penting biosintetik dari peroksisom binatang yakni untuk mengkatalisis reaksi pertama dari pembentukan plasmalogen. Plasmalogen merupakan jenis phospolipid terbanyak pada myelin. Kekurangan plasmalogen ini mengakibatkan myelin pada sel saraf menjadi abnormal, lantaran itulah kerusakan peroksisom berujung pada kerusakan saraf.
Peroksisom juga sangat penting dalam tumbuhan. Terdapat dua jenis peroksisom sudah yang diteliti secara ekstensif. Tipe pertama terdapat pada daun, yang berfungsi untuk mengkatalisis produk sampingan dari reaksi pengikatan CO2 pada karbohidrat, yang disebut fotorespirasi. Reaksi ini disebut fotorespirasi lantaran memakai O2 dan melepaskan CO2. Tipe peroksisom lainnya, terdapat dalam biji yang sedang berkecambah. Peroksisom kedua ini, dinamakan glioksisom, mempunyai fungsi penting dalam pemecahan asam lemak, yang tersimpan dalam lemak biji, menjadi gula yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tumbuhan muda. Proses pengubahan lemak menjadi gula ini dilakukan dengan rangkaian reaksi yang disebut siklus glioksilat.
Dalam siklus glioksilat, dua molekul asetil-KoA dihasilkan dari pemecahan asam lemak, selanjutnya dipakai untuk menciptakan asam suksinat. Selanjutnya asam suksinat ini meninggalkan peroksisom dan akan diubah menjadi glukosa. Siklus glioksilat ini tidak terjadi pada sel hewan. Hal ini mengakibatkan sel binatang tidak sanggup mengubah asam lemak menjadi karbohidrat.
4.2. Reaksi fotorespirasi pada sel tumbuhan
Selama fotosintesis, CO2 diubah menjadi glukosa melalui siklus Calvin, yang dimulai dengan penambahan CO2 ke dalam gula lima karbon, ribulosa-1,5-bifosfat. Akan tetapi, enzim yang terlibat dalam reaksi ini adakala mengkatalisis penambahan O2 ke dalam ribulosa-1,5-bifosfat, yang berakibat pada produksi senyawa dengan dua karbon, fosfoglikolat. Fosfoglikolat kemudian diubah menjadi glikolat, yang kemudian ditransfer ke peroksisom, kemudian dioksidasi dan diubah menjadi glisin. Kemudian glisin ditransfer ke mitokondria dan diubah menjadi serin. Serin kemudian dikembalikan ke dalam peroksisom dan diubah menjadi gliserat, yang kemudian ditransfer kembali ke kloroplas.
5. Kondisi Medis yang Terkait dengan Peroksisom
Gangguan pada peroksisom yakni suatu kondisi media yang biasanya mensugesti sistem saraf insan serta banyak organ lainnya. Dua pola umum yang terkait yakni adrenoleukodystrophy dan gangguan biogenesis peroksisom.
5.1. Sindrom Zellweger
Sindrom Zellweger merupakan penyakit keturunan yang disebabkan oleh mutasi pada gen yang mengkode protein integral membran peroksisom (Peroksin PEX2) sehingga tidak sanggup melaksanakan impor protein. Sindrom ini mengakibatkan keanehan pada otak, hati, ginjal, dan sanggup mengakibatkan kematian. Penyakit ini belum ada pengobatannya dan mengakibatkan komplikasi pneumonia dan gangguan pernapasan, serta maut sesudah enam bulan kelahiran.
6. Gen yang Terdapat dalam Peroksisom
Gen PEX menyandikan mesin protein (“peroksin”) yang dibutuhkan untuk proses perakitan peroksisom, ibarat yang telah dijelaskan di atas. Perakitan dan pemeliharaan membran memerlukan peroksin 3, 16, dan 19 dan sanggup terjadi tanpa impor enzim matriks (lumen). Proliferasi organel diatur oleh PEX11.
Gen yang menyandikan protein peroksin yakni PEX1, PEX2 - PXMP3, PEX3, PEX5, PEX6, PEX7, PEX10, PEX11A, PEX11B, PEX11G, PEX12, PEX13, PEX14, PEX16, PEX19, PEX26, PEX28, PEX30, dan PEX31.
7. Mekanisme Transfer Protein ke dalam Peroksisom
Peroksisom tidak mempunyai DNA dan ribosom sehingga tidak sanggup mensintesis protein sendiri. Oleh lantaran itu dilakukan impor protein melalui membran. Hanya protein tertentu yang sanggup masuk ke peroksisom, yaitu protein yang mempunyai sekuen tiga asam amino spesifik (serin-lisin-leusin) pada ujung C atau ujung N (Protein Targeting Signal/PTS). Protein reseptor impor peroksisom yang terlibat dalam transpor protein ke dalam peroksisom yakni peroksin (PEX). Protein reseptor impor peroksisom yang larut dalam sitosol (PEX2 atau PEX5) mengenali protein peroksisom di sitosol yang mengandung tiga sekuens asam amino spesifik di ujung N atau ujung C. PEX2 atau PEX5 mengangkut protein ke dalam peroksisom dengan proteksi protein membran peroksisom. Kemudian di dalam peroksisom protein dilepaskan kemudian PEX2 atau PEX5 kembali ke sitosol.
8. Sejarah Evolusi Peroksisom
Peroksisom dianggap sebagai organel primitif yang melaksanakan semua metabolisme oksigen di dalam sel eukariota tipe awal. Kandungan protein peroksisom bervariasi di seluruh spesies. Produksi oksigen oleh basil fotosintetik akan terakumulasi di atmosfer. Hal ini mengakibatkan oksigen menjadi toksik bagi sebagian sel. Peroksisom berkembang dari basil yang menyerang sel-sel yang lebih besar sebagai parasit, dan secara sedikit demi sedikit berkembang hubungan simbiosis. Namun, pandangan ini banyak ditentang oleh banyak sekali inovasi terbaru.
Peroksisom berperan menurunkan oksigen dalam sel dan melaksanakan reaksi oksidatif. Berkembangnya mitokondria mengambil alih sebagian besar fungsi oksidatif tersebut dan menciptakan peroksisom kurang terpakai. Yang tersisa pada masa modern kini hanya fungsi penting yang tidak sanggup dilakukan mitokondria.
9. Hubungan Peroksisom dengan Organel Lain
Organel lain dari keluarga mikro berkaitan dengan peroksisom termasuk gloksisom pada flora dan jamur berserabut, glikosom dari kinetoplastid, dan tubuh woronin pada jamur berserabut.
Sumber:
| Judul | Alamat |
| 1. Peroxisome | https://ilmugurubiologi.blogspot.com//search?q=sel-artikel-lengkap-biologi" target="_blank">Tetap Semangat! | Materi Pelajaran
Subscribe to:
Post Comments (Atom)
|
0 Response to "Peroksisom (Artikel Lengkap)"
Post a Comment