Беларусь  БеларусьDeutschland  DeutschlandUnited States  United StatesFrance  FranceҚазақстан  ҚазақстанLietuva  LietuvaРоссия  Россияประเทศไทย  ประเทศไทยУкраина  Украина
Поддерживать
www.aawiki.ru-ru.nina.az

Гидрогеносома закрытая мембранная органелла некоторых одноклеточных анаэробных организмов таких как инфузории трихомонад

Гидрогеносомы

Гидрогеносомы

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.

image
Модель синтеза АТФ в гидрогеносоме.

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 [англ.], 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. Respiration of hydrogenosomes of Tritrichomonas foetus. II. Effect of CoA on pyruvate oxidation (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1978. — February (vol. 253, no. 4). — P. 1215—1218. — PMID 624726. (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. The first metazoa living in permanently anoxic conditions (англ.) // [англ.] : journal. — 2010. — April (vol. 8, no. 1). — P. 30. — doi:10.1186/1741-7007-8-30. — PMID 20370908. — PMC 2907586. Архивировано 21 ноября 2015 года.
  4. Lindmark D.G., Müller M. Hydrogenosome, a cytoplasmic organelle of the anaerobic flagellate Tritrichomonas foetus, and its role in pyruvate metabolism (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1973. — November (vol. 248, no. 22). — P. 7724—7728. — PMID 4750424.
  5. Benchimol, M. Hydrogenosomes under microscopy (неопр.) // Tissue & cell. — 2009. — Т. 41, № 3. — С. 151—168. — doi:10.1016/j.tice.2009.01.001. — PMID 19297000.
  6. van der Giezen M., Tovar J., Clark C.G. Mitochondrion-derived organelles in protists and fungi (англ.) // [англ.] : journal. — 2005. — Vol. 244. — P. 175—225. — doi:10.1016/S0074-7696(05)44005-X. — PMID 16157181. Архивировано 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:10.1038/25023. — PMID 9859986.
  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:10.1016/j.cub.2008.03.037. — PMID 18403202. — PMC 2428068.
  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:10.1038/nature03343. — PMID 15744302.
  10. Fang, Janet. Animals thrive without oxygen at sea bottom (англ.) // Nature. — Nature Publishing Group, 2010. — 6 April (vol. 464, no. 7290). — P. 825. — doi:10.1038/464825b. — PMID 20376121. Архивировано 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:10.1186/1741-7007-8-30. — PMID 20370908. — PMC 2907586.

Ссылки

  • Найдены животные, способные развиваться без свободного кислорода. Архивировано из оригинала 16 апреля 2013 года.

Автор: www.NiNa.Az

Дата публикации:

Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер

Gidrogenosoma zakrytaya membrannaya organella nekotoryh odnokletochnyh anaerobnyh organizmov takih kak infuzorii trihomonady i griby Podobno mitohondriyam gidrogenosomy obespechivayut kletki energiej no v otlichie ot pervyh funkcioniruyut v otsutstvie kisloroda U obligatnyh anaerobov molekulyarnyj kislorod vyzyvaet gibel gidrogenosom Model sinteza ATF v gidrogenosome Gidrogenosomy trihomonad naibolee izucheny sredi gidrogenosom soderzhashih mikroorganizmov vydelyayut molekulyarnyj vodorod acetat uglekislyj gaz i proizvodit ATF kombiniruya dejstvie fermentov piruvat ferredoksin oksidoreduktazy gidrogenazy acetat sukcinat KoA transferazy i sukcinattiokinazy V nih takzhe soderzhatsya superoksiddismutaza malatdegidrogenaza dekarboksiliruyushaya ferredoksin adenilatkinaza i NADH ferredoksin oksidoreduktaza Polagayut chto eti organelly proizoshli ot endosimbioticheskih anaerobnyh bakterij ili arhej hotya v sluchae trihomonad vopros ostayotsya otkrytym Predpolagayut takzhe chto oni mogut byt silno modificirovannymi mitohondriyami Gidrogenosomy zamenyayut mitohondrii otnosyashimsya k loriciferam mnogokletochnym zhivushim v otlozheniyah na dne angl na glubine bolee tryoh tysyach metrov trudnodostupnaya oblast Sredizemnogo morya Soobshenie ob otkrytii mnogokletochnyh organizmov s gidrogenosomopodobnymi organellami bylo sdelano v 2010 godu IstoriyaGidrogenosomy vpervye byli vydeleny i poluchili biohimicheskoe opisanie v 1970 godu D G Lindmarkom i M Myullerom iz universiteta Rokfellera Oni takzhe vpervye prodemonstrirovali nalichie piruvat ferredoksin oksidoreduktazy i gidrogenazy v eukariotah V dalnejshem issledovali biohimicheskuyu citologiyu i subkletochnuyu organizaciyu anaerobnyh odnokletochnyh parazitov Trichomonas vaginalis Monocercomonas sp Giardia lamblia sp i Hexamita inflata Ispolzuya rezultaty vseh etih rabot v 1976 godu oni obyasnili mehanizm dejstviya metronidazola Segodnya metronidazol priznan zolotym standartom himioterapevticheskih preparatov dlya lecheniya anaerobnyh infekcij vyzvannyh prokariotami Clostridium Bacteroides Helicobacter i eukariotami Trichomonas Tritrichomonas Giardia Entamoeba Metronidazol popadaet vnutr boleznetvornogo organizma posredstvom diffuzii Tam on nefermentativno vosstanavlivaetsya vosstanovlennym ferredoksinom proizvodimym fermentom piruvat ferredoksin oksidoreduktazoj V rezultate sinteziruetsya produkt toksichnyj dlya anaerobnyh kletok Takoj mehanizm pozvolyaet lekarstvu izbiratelno nakaplivatsya tolko v kletkah anaerobov OpisanieGidrogenosomy sostavlyayut priblizitelno 1 mikrometr v diametre no pod vozdejstviem neblagopriyatnyh uslovij mogut uvelichivatsya do 2 mkm i byli nazvany tak potomu chto proizvodyat molekulyarnyj vodorod Kak i mitohondrii oni okruzheny dvojnymi membranami i imeyut vystupy podobnye kristam mitohondrij Nekotorye gidrogenosomy vozmozhno proizoshli ot mitohondrij putyom poteri nekotoryh svojstv i utraty bolshej chasti genoma Gidrogenosomalnyj genom mozhno obnaruzhit u Neocallimastix Trichomonas vaginalis i Tritrichomonas foetus Takzhe on byl obnaruzhen u infuzorii obitayushej v kishechnike tarakana ovalis i straminopily Takoe shodstvo mezhdu Nyctotherus i Blastocystis kotorye sostoyat v vesma dalnem rodstve obyasnyaetsya konvergentnoj evolyuciej chto odnako porozhdaet vopros o nalichii chyotkih granic mezhdu mitohondriyami gidrogenosomami i mitosomami eshyo odin vid degradirovavshih mitohondrij IssledovaniyaGidrogenosomy naibolee issledovany u parazitov peredayushihsya polovym putyom Trichomonas vaginalis i a takzhe u rubcovyh hitridiomicetov takih kak Neocallimastix Anaerobnaya infuzoriya Nyctotherus ovalis obnaruzhennaya v kishechnike nekotoryh vidov tarakanov imeet mnozhestvo gidrogenosom kotorye tesno svyazany s endosimbioticheskimi metan proizvodyashimi arheyami Poslednie aktivno ispolzuyut vodorod vydelyaemyj gidrogenosomami Matriks gidrogenosom N ovalis soderzhit ribosomo podobnye struktury togo zhe razmera chto i 70S ribosomy obitayushih v nih arhej Eto govorilo o vozmozhnom nalichii v nih genoma kotoryj i byl otkryt Ahmanovoj i pozdnee sekvenirovan Boksma Takzhe bylo otkryto tri vida mnogokletochnyh lorificer iz rodov i obitayushih na bolshoj glubine Sredizemnogo morya i ispolzuyushih gidrogenosomy v ciklah svoego anaerobnogo metabolizma Sm takzheSimbiogenez Neokallimastigovye Mitohondrii Anaerobnoe dyhanieIstochnikiMuller M Lindmark D G Respiration of hydrogenosomes of Tritrichomonas foetus II Effect of CoA on pyruvate oxidation angl J Biol Chem journal 1978 February vol 253 no 4 P 1215 1218 PMID 624726 nedostupnaya ssylka Zoologiya bespozvonochnyh v dvuh tomah pod redakciej V Vesthajde i R Rigera Danovaro R Dell anno A Pusceddu A Gambi C Heiner I Kristensen R M The first metazoa living in permanently anoxic conditions angl angl journal 2010 April vol 8 no 1 P 30 doi 10 1186 1741 7007 8 30 PMID 20370908 PMC 2907586 Arhivirovano 21 noyabrya 2015 goda Lindmark D G Muller M Hydrogenosome a cytoplasmic organelle of the anaerobic flagellate Tritrichomonas foetus and its role in pyruvate metabolism angl J Biol Chem journal 1973 November vol 248 no 22 P 7724 7728 PMID 4750424 Benchimol M Hydrogenosomes under microscopy neopr Tissue amp cell 2009 T 41 3 S 151 168 doi 10 1016 j tice 2009 01 001 PMID 19297000 van der Giezen M Tovar J Clark C G Mitochondrion derived organelles in protists and fungi angl angl journal 2005 Vol 244 P 175 225 doi 10 1016 S0074 7696 05 44005 X PMID 16157181 Arhivirovano 8 dekabrya 2017 goda Akhmanova A Voncken F van Alen T et al A hydrogenosome with a genome angl Nature 1998 December vol 396 no 6711 P 527 528 doi 10 1038 25023 PMID 9859986 Stechmann A Hamblin K Perez brocal V Gaston D Richmond Gs Van Der Clark Cg Roger Aj Organelles in Blastocystis that Blur the Distinction between Mitochondria and Hydrogenosomes angl Current biology CB journal 2008 April vol 18 no 8 P 580 585 doi 10 1016 j cub 2008 03 037 PMID 18403202 PMC 2428068 Boxma B de Graaf R M van der Staay G W et al An anaerobic mitochondrion that produces hydrogen angl Nature 2005 March vol 434 no 7029 P 74 9 doi 10 1038 nature03343 PMID 15744302 Fang Janet Animals thrive without oxygen at sea bottom angl Nature Nature Publishing Group 2010 6 April vol 464 no 7290 P 825 doi 10 1038 464825b PMID 20376121 Arhivirovano 29 avgusta 2019 goda Roberto Danovaro et al The first metazoa living in permanently anoxic conditions angl angl journal 2010 Vol 8 no 30 P 30 doi 10 1186 1741 7007 8 30 PMID 20370908 PMC 2907586 SsylkiNajdeny zhivotnye sposobnye razvivatsya bez svobodnogo kisloroda neopr Arhivirovano iz originala 16 aprelya 2013 goda

Вер.