Cytologie

Peroxisomen

In diesem Beitrag erfährst du, wie Peroxisomen aufgebaut sind und welche Funktion sie in der Zelle erfüllen.

Schau dir gerne unser Video zum Thema an, um den Inhalt des Beitrags noch schneller zu verstehen!

Inhaltsübersicht

Peroxisomen einfach erklärt

Peroxisomen (veraltet: microbodies) sind Vesikel , die in eukaryotischen Zellen vorkommen. Hierbei findest du sie insbesondere in Leber- und Nierenzellen.

Du kannst sie dir als kleine Bläschen vorstellen, die von einer einfachen Membran umgeben sind. In ihrem Inneren enthalten sie insbesondere Enzyme namens Peroxidasen und ihrer Sonderform Katalase.

Peroxisomen, Biomembran, Monolayer, Verdauungsenzyme, Zelle
direkt ins Video springen
Peroxisom

Ihre wohl wichtigste Funktion ist die Entgiftung der Zelle, indem sie Wasserstoffperoxid (H_2 O_2) durch die Katalase zu Wasser (H_2 O) und Sauerstoff (O_2) auftrennen.
Außerdem sind sie in der Lage, organische Verbindungen wie zum Beispiel Ethanol oder Fettsäuren abzubauen und Lipide für die Myelinscheide in Nervenzellen zu bilden.

Definition

Ein Peroxisom (eng. peroxisome) ist ein Zellorganell in eukaryotischen Zellen. Peroxisomen verdanken ihren Namen ihrer Fähigkeit, Wasserstoffperoxid abzubauen.

Peroxisomen Aufbau

Die Peroxisomen sind kleine Vesikel mit einem Durchmesser von etwa 0,2 – 1 \mu m. Wenn du sie mit einem Elektronenmikroskop betrachtest, werden sie dir als runde Bläschen auffallen. Sie sind von einer einschichtigen Biomembran umgeben, die sie vom umgebenden Cytoplasma abtrennt.

Je nach Zelltyp kann die Größe und die Anzahl der Peroxisomen stark variieren. So können in manchen Zellen nur einige wenige, in anderen aber über 20 existieren.

In seinem Inneren enthält ein Peroxisom mehrere Enzyme. Das wohl wichtigste Enzym ist dabei die sogenannte Peroxidase mit ihrer Sonderform namens Katalase. Diese Enzyme sind in der Lage, Wasserstoffperoxid (H_2 O_2) zu Sauerstoff (O_2) und Wasser (H_2 O) abzubauen.

Wenn die Konzentration der Enzyme im Peroxisom extrem hoch ist, kann sich ein sogenannter kristallisierter Kern bilden. Diesen kannst du ebenfalls durch ein Mikroskop sehr gut erkennen. Jedoch besitzen nicht alle Peroxisomen einen solchen Kern.

Peroxisom, Peroxisomen, Aufbau, Kern
direkt ins Video springen
Peroxisom Aufbau

Peroxisomen Entstehung

Der Ursprung für die Entstehung des Peroxisoms befindet sich am Endoplasmatischen Retikulum . Hier schnüren sich Vorläufervesikel ab, die sich über eine Zwischenstufe (Prä-Peroxisom) zu vollständigen Peroxisomen entwickeln. Erst nach diesem gesamten Reifeprozess enthalten sie all ihre Enzyme.

Peroxisom, Peroxisomen, Endoplasmatisches Retikulum, Vesikel
direkt ins Video springen
Entstehung der Peroxisomen aus dem Endoplasmatischen Retikulum

Wie auch schon die Mitochondrien , kann sich ein Peroxisom durch eine Teilung innerhalb der Zelle vermehren. Dabei stehen sie im Gegensatz zu den Lysosomen , die sich durch Abspaltung vom Golgi Apparat bilden können.

Peroxisomen Funktion

Eine Funktion des Peroxisoms ist der oxidative Abbau organischer Verbindungen. Das können zum Beispiel Ethanol oder Fettsäuren sein. Insbesondere Ethanol wird vermehrt in den Leberzellen durch Peroxisomen abgebaut.

In tierischen Zellen werden die Fettsäuren und das Ethanol zum sogenannten Acetyl- Coenzym A, kurz CoA, oxidiert. Acetyl-CoA ist ein Essigsäurerest, der anschließend über einen Transporter in das Zytosol befördert werden kann. Hier ist er für den Aufbau von Fettsäuren und Cholesterin zuständig.

Weiterhin kann Acetyl-CoA in die Mitochondrien wandern. Hier kann es schließlich im Citratzyklus zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut werden, wodurch Energie (ATP) frei wird. In Pflanzenzellen wird dieser Prozess ausschließlich in Peroxisomen durchgeführt.

Acetyl-CoA, Peroxisomen, Peroxisom, Mitochondrien, Cholesterin
direkt ins Video springen
Transport von Acetyl-CoA innerhalb der Zelle

Jedoch benötigen die Enzyme des Peroxisoms für den Abbau dieser organischen Verbindungen Sauerstoff als zusätzliches Substrat. Durch diesen Sauerstoff kann sich in der Zelle Wasserstoffperoxid (H_2 O_2) als Nebenprodukt bilden.

RH_2 + O_2 \longrightarrow R + H_2 O_2

Wasserstoffperoxid gilt als Zellgift für alle Zellorganellen und insbesondere für das Cytoplasma.

Dieses Zellgift kann das Peroxisom durch seine nächste Funktion auflösen. Die Katalase in seinem Lumen ist in der Lage, Wasserstoffperoxid in die ungefährlichen Moleküle Wasser (H_2 O) und Sauerstoff (O_2) aufzutrennen.

{\displaystyle \mathrm {2\ H_{2}O_{2}{\xrightarrow {Katalase}}2\ H_{2}O+O_{2}} }

Somit dient das Peroxisom als Reaktionsraum, um die Zelle zu entgiften.

Die dritte Funktion der Peroxisomen bezieht sich auf die Synthese der Myelinscheide von Nervenzellen. Myelin ist eine fetthaltige Biomembran. Wenn diese die Axone der Nervenzellen von Wirbeltieren umwickelt, entsteht die Myelinscheide.

Myelinscheide, Peroxisomen, Nervenzellen
direkt ins Video springen
Synthese der Myelinscheide

Dabei sind sie in der Lage, die Lipide der Myelinscheide zu bilden. Die wichtigsten Vorgänge dabei sind die sogenannte \alpha-Oxidation von Phytansäure und die \beta-Oxidation von Fettsäuren.

Peroxisomen Pflanzenzelle

Neben dem Peroxisom kommt in Pflanzenzellen auch das sogenannte Glyoxysom vor. Dieses spezialisierte Peroxisom enthält Enzyme, die für den Aufbau von Biopolymeren wie Zucker oder Proteinen innerhalb des sogenannten Glyoxylatzyklus zuständig sind. Diese Biopolymere kann wiederum die Pflanze nutzen, um ihr Wachstum voranzutreiben.

Hallo, leider nutzt du einen AdBlocker.

Auf Studyflix bieten wir dir kostenlos hochwertige Bildung an. Dies können wir nur durch die Unterstützung unserer Werbepartner tun.

Schalte bitte deinen Adblocker für Studyflix aus oder füge uns zu deinen Ausnahmen hinzu. Das tut dir nicht weh und hilft uns weiter.

Danke!
Dein Studyflix-Team

Wenn du nicht weißt, wie du deinen Adblocker deaktivierst oder Studyflix zu den Ausnahmen hinzufügst, findest du hier eine kurze Anleitung. Bitte lade anschließend die Seite neu.