4.11: Peroksysomy i mitochondria

Peroksysomy i mitochondria to dwa ważne organelle wykorzystujące tlen w komórkach eukariotycznych. Mitochondria przeprowadzają oddychanie komórkowe – proces, który przekształca energię z pożywienia w ATP. Peroksysomy pełnią różne funkcje, przede wszystkim rozkładają różne substancje, takie jak kwasy tłuszczowe.

Peroksysom to pojedyncza organella komórkowa związana z błoną, która może pełnić kilka różnych funkcji, w tym metabolizm lipidów i detoksykację chemiczną. Enzymy w peroksysomach służą do przenoszenia atomów wodoru z różnych cząsteczek do tlenu, wytwarzając nadtlenek wodoru (_H2O2). W ten sposób peroksysomy mogą neutralizować trucizny, takie jak alkohol.

Peroksysomy nadzorują reakcje, które neutralizują wolne rodniki. Peroksysomy wytwarzają w tym procesie duże ilości toksycznego_H2O2, ale zawierają enzymy, które przekształcają_H2O2w wodę i tlen, uwalniając je bezpiecznie do cytoplazmy. Podobnie jak miniaturowe oczyszczalnie ścieków, peroksysomy neutralizują szkodliwe toksyny, dzięki czemu nie sieją spustoszenia w komórkach. Wątroba jest narządem odpowiedzialnym przede wszystkim za detoksykację krwi przed jej przemieszczaniem się po całym ciele, a komórki wątroby zawierają wyjątkowo dużą liczbę peroksysomów. Nerki zawierają również dużą liczbę peroksysomów do detoksykacji krwi.

Mitochondria są otoczone podwójną błoną — gładką błoną zewnętrzną i błoną wewnętrzną, która ma wiele fałdów zwanych cristae. Przestrzeń w błonie wewnętrznej nazywana jest matrycą. Podczas oddychania komórkowego pirogronian z rozkładu glukozy w cytoplazmie przemieszcza się do macierzy, gdzie wchodzi w cykl kwasu cytrynowego. Następnie w wewnętrznej błonie mitochondriów zachodzi fosforylacja oksydacyjna przez łańcuch transportu elektronów, wytwarzając znaczną ilość ATP. Grzebienie zwiększają powierzchnię błony wewnętrznej, zapewniając więcej regionów do produkcji ATP.

Zarówno peroksysomy, jak i mitochondria są samoreplikujące się, ale mitochondria mają dodatkowo swoje DNA i rybosomy, co umożliwia im wytwarzanie białek. Zarówno mitochondria, jak i peroksysomy są wysoce skoncentrowane w komórkach, w których są najbardziej potrzebne. Na przykład komórki wątroby – które rozkładają toksyczne substancje we krwi – mają dużą liczbę peroksysomów, a komórki mięśniowe – które mają duże zapotrzebowanie na energię – są bogate w mitochondria.