Interested Article - Гидрогеносомы

amity
  • 2021-12-19
  • 1

Модель синтеза АТФ в гидрогеносоме.

Гидрогеносома — закрытая мембранная органелла некоторых одноклеточных анаэробных организмов, таких как инфузории , трихомонады и грибы . Подобно митохондриям , гидрогеносомы обеспечивают клетки энергией, но в отличие от первых функционируют в отсутствие кислорода . У облигатных анаэробов молекулярный кислород вызывает гибель гидрогеносом.

Гидрогеносомы трихомонад (наиболее изучены среди гидрогеносом-содержащих микроорганизмов) выделяют молекулярный водород , ацетат , углекислый газ и производит АТФ , комбинируя действие ферментов пируват: ферредоксин-оксидоредуктазы, гидрогеназы , ацетат-сукцинат-КоА-трансферазы и сукцинаттиокиназы. В них также содержатся супероксиддисмутаза , малатдегидрогеназа (декарбоксилирующая), ферредоксин , аденилаткиназа и НАДH:ферредоксин-оксидоредуктаза. Полагают, что эти органеллы произошли от эндосимбиотических анаэробных бактерий или архей , хотя в случае трихомонад вопрос остаётся открытым. Предполагают также, что они могут быть сильно модифицированными митохондриями .

Гидрогеносомы заменяют митохондрии относящимся к лорициферам многоклеточным, живущим в отложениях на дне , на глубине более трёх тысяч метров (труднодоступная область Средиземного моря ). Сообщение об открытии многоклеточных организмов с гидрогеносомоподобными органеллами было сделано в 2010 году.

История

Гидрогеносомы впервые были выделены и получили биохимическое описание в 1970 году Д. Г. Линдмарком и M. Мюллером из университета Рокфеллера . Они также впервые продемонстрировали наличие пируват: ферредоксин-оксидоредуктазы и гидрогеназы в эукариотах . В дальнейшем исследовали биохимическую цитологию и субклеточную организацию анаэробных одноклеточных паразитов ( Trichomonas vaginalis , , Monocercomonas sp., Giardia lamblia , sp. и Hexamita inflata ). Используя результаты всех этих работ, в 1976 году они объяснили механизм действия метронидазола . Сегодня метронидазол признан золотым стандартом химиотерапевтических препаратов для лечения анаэробных инфекций, вызванных прокариотами ( Clostridium , Bacteroides , Helicobacter ) и эукариотами ( Trichomonas, Tritrichomonas, Giardia, Entamoeba ). Метронидазол попадает внутрь болезнетворного организма посредством диффузии. Там он неферментативно восстанавливается восстановленным ферредоксином, производимым ферментом пируват: ферредоксин-оксидоредуктазой. В результате синтезируется продукт, токсичный для анаэробных клеток. Такой механизм позволяет лекарству избирательно накапливаться только в клетках анаэробов.

Описание

Гидрогеносомы составляют приблизительно 1 микрометр в диаметре, но под воздействием неблагоприятных условий могут увеличиваться до 2 мкм и были названы так потому, что производят молекулярный водород. Как и митохондрии , они окружены двойными мембранами и имеют выступы, подобные кристам митохондрий. Некоторые гидрогеносомы, возможно, произошли от митохондрий путём потери некоторых свойств и утраты большей части генома . Гидрогеносомальный геном можно обнаружить у Neocallimastix , Trichomonas vaginalis и Tritrichomonas foetus . Также он был обнаружен у инфузории , обитающей в кишечнике таракана — ovalis , и страминопилы . Такое сходство между Nyctotherus и Blastocystis , которые состоят в весьма дальнем родстве, объясняется конвергентной эволюцией, что, однако, порождает вопрос о наличии чётких границ между митохондриями, гидрогеносомами и митосомами (ещё один вид деградировавших митохондрий).

Исследования

Гидрогеносомы наиболее исследованы у паразитов, передающихся половым путём ( Trichomonas vaginalis и ), а также у рубцовых хитридиомицетов , таких как Neocallimastix .

Анаэробная инфузория Nyctotherus ovalis , обнаруженная в кишечнике некоторых видов тараканов, имеет множество гидрогеносом, которые тесно связаны с эндосимбиотическими метан-производящими археями . Последние активно используют водород, выделяемый гидрогеносомами. Матрикс гидрогеносом N. ovalis содержит рибосомо-подобные структуры того же размера, что и 70S-рибосомы обитающих в них архей. Это говорило о возможном наличии в них генома, который и был открыт Ахмановой и позднее секвенирован Боксма. Также было открыто три вида многоклеточных лорифицер из родов , и , обитающих на большой глубине Средиземного моря и использующих гидрогеносомы в циклах своего анаэробного метаболизма.

См. также

Источники

  1. Müller M., Lindmark D.G. (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1978. — February ( vol. 253 , no. 4 ). — P. 1215—1218 . — . (недоступная ссылка)
  2. Зоология беспозвоночных в двух томах под редакцией В. Вестхайде и Р. Ригера
  3. Danovaro R., Dell'anno A., Pusceddu A., Gambi C., Heiner I., Kristensen R.M. (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2010. — April ( vol. 8 , no. 1 ). — P. 30 . — doi : . — . — PMC . 21 ноября 2015 года.
  4. Lindmark D.G., Müller M. (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1973. — November ( vol. 248 , no. 22 ). — P. 7724—7728 . — .
  5. Benchimol, M. Hydrogenosomes under microscopy (неопр.) // Tissue & cell. — 2009. — Т. 41 , № 3 . — С. 151—168 . — doi : . — .
  6. van der Giezen M., Tovar J., Clark C.G. (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2005. — Vol. 244 . — P. 175—225 . — doi : . — . 8 декабря 2017 года.
  7. ↑ Akhmanova A., Voncken F., van Alen T., et al. A hydrogenosome with a genome (англ.) // Nature. — 1998. — December ( vol. 396 , no. 6711 ). — P. 527—528 . — doi : . — .
  8. Stechmann, A; Hamblin, K; Pérez-brocal, V; Gaston, D; Richmond, Gs; Van, Der; Clark, Cg; Roger, Aj. Organelles in Blastocystis that Blur the Distinction between Mitochondria and Hydrogenosomes (англ.) // Current biology : CB : journal. — 2008. — April ( vol. 18 , no. 8 ). — P. 580—585 . — doi : . — . — PMC .
  9. Boxma B., de Graaf R.M., van der Staay G.W., et al. An anaerobic mitochondrion that produces hydrogen (англ.) // Nature. — 2005. — March ( vol. 434 , no. 7029 ). — P. 74—9 . — doi : . — .
  10. Fang, Janet. (англ.) // Nature. — Nature Publishing Group, 2010. — 6 April ( vol. 464 , no. 7290 ). — P. 825 . — doi : . — . 29 августа 2019 года.
  11. Roberto Danovaro et al. The first metazoa living in permanently anoxic conditions (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2010. — Vol. 8 , no. 30 . — P. 30 . — doi : . — . — PMC .

Ссылки

  • . Архивировано из 16 апреля 2013 года.
Источник —

amity
  • 2021-12-19
  • 1
  • Tags:

Same as Гидрогеносомы

The title for the last searches