Perossisoma: differenze tra le versioni

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== Storia ==

I perossisomi furono descritti per la prima volta da uno studente di dottorato svedese, J. Rhodin nel 1954.<ref>{{Cita libro|cognome=Rhodin, Johannes A. G.|titolo=Correlation of ultrastructural organization and function in normal and experimentally changed proximal convoluted tubule cells of the mouse kidney : an electron microscopic study, including an experimental analysis of the conditions for fixation of the renal tissue for high resolution electron microscopy.|url=httphttps://worldcat.org/oclc/1069235123|accesso=11 novembre 2019|data=1954|editore=Karolinska Institutet|oclc=1069235123}}</ref> Furono identificati come organelli dal citologo e biochimico belga [[Christian de Duve]] nel 1967.<ref>{{Cita pubblicazione|data=15 aprile 1969|titolo=The peroxisome: a new cytoplasmic organelle|rivista=Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Biological Sciences|volume=173|numero=1030|pp=71-83|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1098/rspb.1969.0039|url=http://www.royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.1969.0039}}</ref> De Duve e colleghi, indagarono il contenuto dei perossisomi, individuando al loro interno, diverse ossidasi coinvolte nella produzione di perossido di idrogeno (H₂O₂) e catalasi coinvolte nella decomposizione di H₂O₂ in ossigeno e acqua. Visto il loro ruolo nel metabolismo dei perossidi, De Duve li ha chiamati "peroxisomes", sostituendo il termine morfologico "microbodies" precedentemente utilizzato. Successivamente la luciferasi di lucciola, sintetizzata e immagazzinata nelle cellule dell'organo lanterna della lucciola, è stata identificata anche nei perossisomi.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=G. A.|cognome=Keller|data=1º maggio 1987|titolo=Firefly luciferase is targeted to peroxisomes in mammalian cells.|rivista=Proceedings of the National Academy of Sciences|volume=84|numero=10|pp=3264-3268|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1073/pnas.84.10.3264|url=http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.84.10.3264|nome2=S.|cognome2=Gould|nome3=M.|cognome3=Deluca}}</ref> Questo ha poi consentito la scoperta del [[segnale di targeting di importazione nei i perossisomi]], che in seguito ha contribuito ad importanti progressi nel campo della biogenesi del perossisoma.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=S. J.|cognome=Gould|data=1º settembre 1988|titolo=Identification of peroxisomal targeting signals located at the carboxy terminus of four peroxisomal proteins|rivista=The Journal of Cell Biology|volume=107|numero=3|pp=897-905|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1083/jcb.107.3.897|url=http://www.jcb.org/cgi/doi/10.1083/jcb.107.3.897}}</ref>

[[File:Peroxisome in rat neonatal cardiomyocyte.jpg|miniatura|Perossisomi nel cardiomiocita neonatale di ratto]]

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I perossisomi possono derivare dal [[reticolo endoplasmatico]] in determinate condizioni sperimentali e replicarsi attraverso crescita di membrana e divisione da organelli preesistenti.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Dominic|cognome=Hoepfner|data=2005-7|titolo=Contribution of the Endoplasmic Reticulum to Peroxisome Formation|rivista=Cell|volume=122|numero=1|pp=85-95|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1016/j.cell.2005.04.025|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867405004058|nome2=Danny|cognome2=Schildknegt|nome3=Ineke|cognome3=Braakman}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Michael|cognome=Schrader|data=2016-5|titolo=Proliferation and fission of peroxisomes — An update|rivista=Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research|volume=1863|numero=5|pp=971-983|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1016/j.bbamcr.2015.09.024|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0167488915003365|nome2=Joseph L.|cognome2=Costello|nome3=Luis F.|cognome3=Godinho}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=P. B.|cognome=Lazarow|data=1985-11|titolo=Biogenesis of Peroxisomes|rivista=Annual Review of Cell Biology|volume=1|numero=1|pp=489-530|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1146/annurev.cb.01.110185.002421|url=http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.cb.01.110185.002421|nome2=Y.|cognome2=Fujiki|dataarchivio=5 novembre 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20191105120808/https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.cb.01.110185.002421|urlmorto=sì}}</ref> La traduzione delle proteine della matrice del perossisoma, avviene prima della loro importazione nell'organello. Specifiche sequenze di aminoacidi ([[PTS o Peroxisomal Targeting Signal]]) che possono essere sia nel domino [[C-terminale]] (PTS1) che in quello [[Dominio N-terminale|''N''-terminale]] (PTS2) della molecola, segnalano che tali proteine devono essere importate nel perossisoma da ciò che viene indicato come targeting factor. Attualmente siamo a conoscenza di 36 proteine coinvolte nella biogenesi e nel mantenimento del perossisoma, conosciute con il nome inglese di peroxins,<ref>{{Cita pubblicazione|nome=R.A.|cognome=Saleem|data=2006-12|titolo=Proteomics of the peroxisome|rivista=Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research|volume=1763|numero=12|pp=1541-1551|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1016/j.bbamcr.2006.09.005|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0167488906002801|nome2=J.J.|cognome2=Smith|nome3=J.D.|cognome3=Aitchison}}</ref> che partecipano al processo di assemblaggio del perossisoma in diversi organismi. Nelle cellule dei mammiferi sono state caratterizzate 13 di queste proteine. A differenza dell'[[Importazione delle proteine nel reticolo endoplasmatico|importazione di proteine che avviene nel reticolo endoplasmatico]] (ER) o [[Importazione delle proteine nel mitocondrio|nei mitocondri]], non è necessario che queste subiscano un processo di [[Denaturazione delle proteine|denaturazione]] per poter essere importate nel [[lume]] del perossisoma. I recettori per l'importazione delle proteine della matrice, [[PEX5]] e [[PEX7]], accompagnano i loro carichi (contenenti rispettivamente una sequenza di aminoacidi PTS1 o PTS2) fino al perossisoma dove rilasciano le molecole che hanno trasportato nella matrice perossisomiale per poi tornare nel citosol - un passaggio chiamato ''recycling''. Un metodo particolare per il targeting delle proteine perossisomiali è chiamato ''piggybacking''. Le proteine che vengono trasportate con questo metodo unico, non hanno un PTS canonico, ma si legano piuttosto a una proteina PTS per essere trasportate come complesso.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Sven|cognome=Thoms|data=2015-11|titolo=Import of proteins into peroxisomes: piggybacking to a new home away from home|rivista=Open Biology|volume=5|numero=11|p=150148|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1098/rsob.150148|url=https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsob.150148}}</ref> Un modello che descrive il ciclo di importazione viene definito come ''extended shuttle mechanism'' o meccanismo a shuttle esteso.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Vincent|cognome=Dammai|data=2001-4|titolo=The Human Peroxisomal Targeting Signal Receptor, Pex5p, Is Translocated into the Peroxisomal Matrix and Recycled to the Cytosol|rivista=Cell|volume=105|numero=2|pp=187-196|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1016/S0092-8674(01)00310-5|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867401003105|nome2=Suresh|cognome2=Subramani}}</ref> Esistono ora prove del fatto che l'idrolisi dell'[[Adenosina trifosfato|ATP]] è necessaria per il riciclo dei recettori nel citosol. Inoltre, l'[[ubiquitinazione]] è cruciale per l'esportazione di PEX5 dal perossisoma, al citosol. La biogenesi della membrana perossisomiale e l'inserimento di proteine di membrana perossisomiale (PMP) richiede l'intervento delle proteine perossisomiali PEX19, PEX3 e PEX16. PEX19 è un recettore e un [[Chaperone molecolare|chaperone]] di PMP, che lega le PMP e le instrada alla membrana perossisomiale, dove interagisce con PEX3, una proteina di membrana integrale perossisomiale. Le PMP vengono quindi inserite nella membrana perossisomiale.

Il degrado dei perossisomi si chiama pexofagia.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Tanja|cognome=Eberhart|data=2018-11|titolo=Pexophagy in yeast and mammals: an update on mysteries|rivista=Histochemistry and Cell Biology|volume=150|numero=5|pp=473-488|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1007/s00418-018-1724-3|url=httphttps://link.springer.com/10.1007/s00418-018-1724-3|nome2=Werner J.|cognome2=Kovacs}}</ref>

== Interazione e comunicazione perossisomiale ==

Le diverse funzioni dei perossisomi richiedono dinamicità e cooperazione con molti organelli coinvolti nel metabolismo lipidico cellulare come il [[reticolo endoplasmatico]] (ER), i [[Mitocondrio|mitocondri]], [[Adipocita|adipociti]] e [[Lisosoma|lisosomi]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Nadav|cognome=Shai|data=2016-5|titolo=No peroxisome is an island — Peroxisome contact sites|rivista=Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research|volume=1863|numero=5|pp=1061-1069|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1016/j.bbamcr.2015.09.016|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0167488915003092|nome2=Maya|cognome2=Schuldiner|nome3=Einat|cognome3=Zalckvar}}</ref>

I perossisomi interagiscono con i mitocondri in diverse vie metaboliche, tra cui la [[beta ossidazione]] degli acidi grassi e il metabolismo delle specie reattive dell'ossigeno.<ref name=":1" /> Entrambi gli organelli sono in stretto contatto con il reticolo endoplasmatico (ER) e condividono diverse proteine, inclusi i fattori di fissione.<ref>{{Cita libro|nome=Joseph L.|cognome=Costello|nome2=Josiah B.|cognome2=Passmore|nome3=Markus|cognome3=Islinger|titolo=Proteomics of Peroxisomes|url=httphttps://link.springer.com/10.1007/978-981-13-2233-4_17|accesso=11 novembre 2019|data=2018|editore=Springer Singapore|pp=383-415|volume=89|ISBN=978-981-13-2232-7|doi=10.1007/978-981-13-2233-4_17}}</ref> I perossisomi interagiscono anche con il reticolo endoplasmatico (ER) e collaborano alla sintesi di etero (plasmalogeni) che sono importanti per le cellule nervose (vedi sopra). Il contatto fisico tra organelli è spesso mediato da siti di contatto di membrana in cui le membrane di due organelli sono legate fisicamente per consentire un rapido trasferimento di piccole molecole, agevolare la comunicazione tra organelli, e sono cruciali per il coordinamento delle funzioni cellulari, quindi per le condizioni fisiologiche essenziali per la salute nell'essere umano.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Inês Gomes|cognome=Castro|data=2018-3|titolo=Mind the Organelle Gap – Peroxisome Contact Sites in Disease|rivista=[[Trends in Biochemical Sciences]]|volume=43|numero=3|pp=199-210|lingua=en|accesso=11 novembre 2019|doi=10.1016/j.tibs.2018.01.001|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S096800041830001X|nome2=Maya|cognome2=Schuldiner|nome3=Einat|cognome3=Zalckvar}}</ref> Alterazioni dei siti di contatto della membrana sono stati osservati in diverse condizioni patologiche.

== Patologie associate ==

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Il contenuto proteico dei perossisomi varia a seconda delle [[specie]] o dell'[[Organismo vivente|organismo]]. La presenza di proteine comuni in molte specie, ha in passato suggerito un'origine [[Endosimbiosi|endosimbiotica]]; vale a dire, i perossisomi si sono evoluti da [[Bacteria|batteri]] che hanno invaso le cellule in quanto [[Parassitismo|parassiti]] e hanno progressivamente sviluppato una [[simbiosi]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=P. B.|cognome=Lazarow|data=1985-11|titolo=Biogenesis of Peroxisomes|rivista=Annual Review of Cell Biology|volume=1|numero=1|pp=489-530|lingua=en|accesso=12 novembre 2019|doi=10.1146/annurev.cb.01.110185.002421|url=http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.cb.01.110185.002421|nome2=Y.|cognome2=Fujiki|dataarchivio=5 novembre 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20191105120808/https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.cb.01.110185.002421|urlmorto=sì}}</ref> Tuttavia, questa prospettiva è stata messa in discussione da più recenti scoperte.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Andrei|cognome=Fagarasanu|data=2007-11|titolo=Maintaining Peroxisome Populations: A Story of Division and Inheritance|rivista=Annual Review of Cell and Developmental Biology|volume=23|numero=1|pp=321-344|lingua=en|accesso=12 novembre 2019|doi=10.1146/annurev.cellbio.23.090506.123456|url=http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.cellbio.23.090506.123456|nome2=Monica|cognome2=Fagarasanu|nome3=Richard A.|cognome3=Rachubinski|dataarchivio=21 gennaio 2022|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20220121045200/https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.cellbio.23.090506.123456|urlmorto=sì}}</ref> Ad esempio, i mutanti privi di perossisomi possono ripristinarli in seguito all'introduzione del gene [[Wild type|wild-type]].

In seguito a due analisi evolutive (indipendenti) del proteoma perossisomico, sono state riscontrate omologie tra il meccanismo di importazione perossisomiale e il percorso [[ERAD]] nel reticolo endoplasmatico.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Agatha|cognome=Schlüter|data=1º aprile 2006|titolo=The Evolutionary Origin of Peroxisomes: An ER-Peroxisome Connection|rivista=Molecular Biology and Evolution|volume=23|numero=4|pp=838-845|lingua=en|accesso=12 novembre 2019|doi=10.1093/molbev/msj103|url=http://academic.oup.com/mbe/article/23/4/838/1008119/The-Evolutionary-Origin-of-Peroxisomes-An|nome2=Stéphane|cognome2=Fourcade|nome3=Raymond|cognome3=Ripp}}</ref><ref name=":4">{{Cita pubblicazione|nome=Toni|cognome=Gabaldón|data=2006|titolo=[No title found]|rivista=Biology Direct|volume=1|numero=1|p=8|accesso=12 novembre 2019|doi=10.1186/1745-6150-1-8|url=httphttps://biologydirect.biomedcentral.com/articles/10.1186/1745-6150-1-8|nome2=Berend|cognome2=Snel|nome3=Frank van|cognome3=Zimmeren}}</ref> Inoltre, sono state individuate omologie tra enzimi metabolici, probabilmente reclutati dai mitocondri.<ref name=":4" /> Recentemente, è stata suggerita un'origine attinobatterica del perossisoma,<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Narendra|cognome=Duhita|data=2010-1|titolo=The origin of peroxisomes: The possibility of an actinobacterial symbiosis|rivista=Gene|volume=450|numero=1-2|pp=18-24|lingua=en|accesso=12 novembre 2019|doi=10.1016/j.gene.2009.09.014|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0378111909005174|nome2=Le Huyen|cognome2=Ai Thuy|nome3=Saruhashi|cognome3=Satoshi}}</ref> tuttavia, questa teoria presenta delle controversie.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Toni|cognome=Gabaldón|data=2010-10|titolo=Lack of phylogenetic support for a supposed actinobacterial origin of peroxisomes|rivista=Gene|volume=465|numero=1-2|pp=61-65|lingua=en|accesso=12 novembre 2019|doi=10.1016/j.gene.2010.06.004|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0378111910002374|nome2=Salvador|cognome2=Capella-Gutiérrez}}</ref>

== Altri organelli correlati ==