Peroxisom

Wenn du dich in Bio gerade mit eukaryotischen Zellen und Zellorganellen beschäftigst, dir auch das Peroxisom begegnen. Was ist mit diesen auf sich hat, erklärt dir simpleclub.

Peroxisomen einfach erklärt

Peroxisomen sind Zellorganellen, genauer gesagt kleine Vesikel, die in eukaryoteischen Zellen zu finden sind.

Sie sind die Entgiftungsapparate der Zelle.

Im Durchmesser sind sie etwa 0,2-1 µm groß und haben eine bläschenähnliche Form. Außerdem sind sie von einer Biomembran umgeben und sind an vielen Stoffwechselfunktionen beteiligt, in denen sie Sauerstoff verwerten.

Der Name der Peroxisomen lässt auf ihre Funktion schließen, weil darin das -peroxid von Wasserstoffperoxid enthalten ist, welches bei den Entgiftungsprozessen entsteht.

Durch den Verbrauch von Sauerstoff entgiften sie das Innere der Zelle. Sie besitzen besondere Enzyme, zum Beispiel die Peroxidasen, die Fettsäuren oder Ethanol (Alkohol) abbauen.

Bei dem Abbau entsteht das Zellgift Wasserstoffperoxid.

Ein zu der Peroxidase gehörendes natürliches Enzym ist die Katalase. Sie spaltet das Zellgift Wasserstoffperoxid in Sauerstoff und Wasser auf.

Produziert werden die Peroxisomen von dem endoplasmatisches Retikulum. Dieses bildet die sogenannten Prä-Peroxisomen aus, die sich dann zu Peroxisomen weiterentwickeln. Fertige Peroxisomen können sich genauso wie Mitochondrien auch durch Teilung in der Zelle vermehren.

Peroxisomen können bei verschiedenen Erkrankungen eine Rolle spielen, zum Beispiel bei dem Zellweger-Syndrom, welches tödlich verläuft.

Peroxisomen Definition

Peroxisomen Aufbau

Peroxisomen sind Zellorganellen, genauer gesagt kleine Vesikel, und haben einen Durchmesser von etwa 0,2-1 µm.

Je nach Art der Zelle kann die Anzahl und die Größe der Peroxisomen unterschiedlich sein. Sie ähneln kleinen runden Bläschen, die jeweils von einer Biomembran umgeben sind. Die Biomembran ist einschichtig und trennt das Peroxisom von dem Cytoplasma ab.

Einen solchen räumlich abgetrennten Bereich in einer Zelle nennt man Zellkompartiment. Sie sind deshalb abgetrennt, weil die Reaktionen, die in ihnen ablaufen, für die Zelle gefährlich sein können. Deshalb passieren diese nicht direkt im Cytoplasma, sondern eben in abgetrennten Zellkompartimenten.

Neben anderen Enzymen ist das wichtigste Enzym der Peroxisomen die Peroxidase zusammen mit einer Sonderform davon namens Katalase. Bei diesen beiden Enzymen handelt es sich um diejenigen, die Wasserstoffperoxid in Sauerstoff und Wasser abbauen können.

Bei manchen Peroxisomen lässt sich eine Art kristalliner Kern erkennen. Das ist eine hoch konzentrierte Anzahl von Enzymen, die wie ein Kern aussehen.

Produziert werden die Peroxisomen von dem endoplasmatisches Retikulum. Dieses bildet die Prä-Peroxisomen aus, die sich daraufhin zu Peroxisomen weiterentwickeln. Fertige Peroxisomen können sich genauso wie Mitochondrien auch durch Teilung in der Zelle vermehren.

Peroxisomen Funktion

Peroxisomen sind an dem Abbau von Stoffwechselprodukten beteiligt.

Ihre Enzyme katalysieren den Abbau von Verbindungen wie Fettsäuren und Ethanol (Alkohol). Nach dem Konsum von Alkohol wird dieser zum Beispiel durch Peroxisomen in den Leberzellen abgebaut.

In tierischen Zellen können Ethanol und Fettsäuren zu Co-Enzymen oxidiert werden. Dabei kann zum Beispiel das Co-Enzym Acetyl-CoA entstehen, welches Fettsäuren und Cholesterin abbauen kann, oder auch zu den Mitochondrien gelangen kann, um dort zu Kohlenstoffoxid und Wasser abgebaut zu werden, wodurch Energie in Form von ATP entsteht.

Entstehung von Wasserstoffperoxid als Nebenprodukt

Für den Abbau von organischen Verbindungen verwenden die Enzyme molekularen Sauerstoff.

Es kann sich durch den Sauerstoff Wasserstoffperoxid als Nebenprodukt bilden, welches ein Zellgift ist und deshalb abgetrennt vom Cytoplasma in den Peroxisomen gehalten wird.

Durch Wasserstoff, einen Rest und den Sauerstoff entsteht Wasserstoffperoxid (und ein Rest).

Abbau von Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff

Das Wasserstoffperoxid wird auch in den Peroxisomen wieder abgebaut. Diese Art der Entgiftung passiert durch die Katalase, wobei aus Wasserstoffperoxid Wasser und Sauerstoff entstehen.

Durch diese Vorgänge passiert die Entgiftung also abgetrennt von Cytoplasma, ohne dass das gefährliche Wasserstoffperoxid aus den Peroxisomen austritt, was die Zerstörung von wichtigen Biomolekülen zur Folge hätte.

Synthese der Myelinscheide

Außerdem sind Peroxisomen dazu in der Lage, Lipide für Myelin herzustellen.

Myelin ist eine fetthaltige Biomembran, die an den Myelinscheiden (auch Markscheiden genannt) von Nervenzellen zu finden ist. Die Myelinscheide umgibt die Nervenzellen und verkürzt die Weiterleitungsdauer von Reizen.

Peroxisomen Beispiel: Zellweger-Syndrom

Sind Peroxisomen beschädigt oder fehlen ganz, kann das zu ernsthaften Erkrankungen führen.

Eine dieser Erkrankungen ist das Zellweger-Syndrom. Bei dieser Krankheit fehlen einem Menschen die Peroxisomen, was die Funktion der Leber, der Nieren und weitere Organe verhindert. Daher verläuft die Krankheit tödlich.

Das Fehlen der Peroxisomen lässt sich auf Mutationen von den Genen zurückführen, die für die Entstehung von Peroxisomen notwendig sind.

Das Zellweger-Syndrom ist vererbbar und trifft etwa 1 von 100.000 Neugeborenen. Dabei sind Mädchen und Jungen gleichermaßen betroffen.

Die Symptome der Krankheit sind teilweise von außen zu erkennen, betreffen aber auch die Organe und das Gehirn.

• Anhand des Kopfes oder des Gesichtes ist das daran zu erkennen, dass der Schädel länglich geformt ist, der Abstand zwischen Nase und Oberlippe verkürzt ist, die Stirn höher und gewölbt ist und die Ohren vergleichsweise tief sitzen.
• Außerdem kann die Mimik von betroffenen Personen reduziert sein. Auch der Augenabstand ist bei erkrankten Personen größer.
• Im Gehirn können sich Zysten bilden.
• In der Funktion gestörte Organe sind zum Beispiel die Lunge die Niere, die Leber und die Milz. Außerdem kann es zu Herzfehlern kommen.
• Die erkrankte Personen haben außerdem schwere kognitive Behinderungen, Epilepsie, und Atemnot bis hin zum Atemstillstand.

Peroxisomen Zusammenfassung

Peroxisomen sind die Entgiftungsapparate der Zelle.

Sie sind kleine Vesikel, die mit Hilfe von Enzymen für die Entgiftung, zum Beispiel den Abbau von Fettsäuren oder Ethanol, zuständig sind.

Sie besitzen eine Biomembran, die einschichtig ist und das Peroxisom von dem Cytoplasma abtrennt. Die Abtrennung von dem Cytoplasma ist wichtig, da durch die Entgiftungsprozesse Wasserstoffperoxid entsteht, welches wichtige Biomoleküle zerstören kann. Dieses sollte also nicht außerhalb der Peroxisomen gelangen.

Das wichtigste Enzym der Peroxisomen ist die Peroxidase zusammen mit einer Sonderform davon namens Katalase. Bei diesen beiden Enzymen handelt es sich um diejenigen, die für die Entgiftung zuständig sind und Wasserstoffperoxid in Sauerstoff und Wasser abbauen können. Das Wasserstoffperoxid entsteht bei dem oxidativen Abbau von organischen Verbindungen.

Peroxisomen werden von dem endoplasmatisches Retikulum erzeugt. Dieses bildet die sogenannten Prä-Peroxisomen aus, die sich daraufhin zu Peroxisomen weiterentwickeln. Fertige Peroxisomen können sich genauso wie Mitochondrien auch durch Teilung in der Zelle vermehren.

Sind Peroxisomen verändert oder fehlen ganz, kann es zu schwerwiegenden Krankheiten kommen. Ein Beispiel dafür ist das Zellweger-Syndrom, welches tödlich verläuft.