Peroxysome

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Structure d'une cellule de plante, les peroxysomes sont indiqués en bleu sous la lettre i
Structure simplifiée d'un peroxysome

Un peroxysome est un organite cellulaire entouré par une membrane simple et ne contenant pas de matériel génétique. Contrairement à la mitochondrie ou au chloroplaste, toutes les protéines qui le constituent sont codées par des gènes nucléaires et proviennent du cytosol. Le peroxysome a été découvert en 1965 par Christian de Duve grâce à l'utilisation du microscope électronique.

Les peroxysomes permettent la détoxification de la cellule (par dégradation du peroxyde d'hydrogène très toxique produit par les peroxysomes grâce à l'importation de dioxygène provenant des mitochondries, par dégradation des acides gras à très longue chaîne et par synthèse d’acides gras polyinsaturés).

Les peroxysomes font partie d'une classe d'organite appelés « microbodies ».

Structures[modifier | modifier le code]

  • Ce sont des organites sphériques de 0,1 à 2 µm (on parle de microperoxysomes ou microbodies) jusqu'à 1 µm de diamètre chez les animaux, mais ils peuvent atteindre 1,7 µm chez les plantes.
  • Ils sont présents dans toutes les cellules eucaryotes (sauf dans les réticulocytes et les hématies), avec une taille maximale chez les animaux dans les cellules du foie (hépatocytes) et des reins.
  • Ils possèdent un nucléoïde cristallin protéique (urate-oxydase), à l'exception des primates.
  • Ils contiennent des enzymes oxydantes : D-amino-acide-oxydase, urate-oxydase, et catalase… (pour les réactions de finalisation de la consommation d'O2)

L'histoenzymologie est l'unique critère de reconnaissance.

Fonctions[modifier | modifier le code]

Comme la mitochondrie, les peroxysomes sont des sites essentiels pour l'utilisation du dioxygène. Ils utilisent de l'O2 et du H2O2 (eau oxygénée) lors de réactions d'oxydations.

  • Les enzymes oxydases (D-amino-acide-oxydase, urate-oxydase) enlevent des atomes d'hydrogène libres (réaction d'oxydation) à des substrats organiques spécifique R. Ces substrats liés à des atomes d'hydrogène, sont potentiellement toxiques pour la cellule. L'oxydation de ces molécules les détoxifie.
    RH2 + O2 → R + H2O2
  • La catalase utilise le peroxyde d'hydrogène H2O2 engendré par d'autres enzymes pour oxyder une variété d'autres substrats toxiques R' (phénols, acide méthanoïque, alcool): on parle de réaction de peroxydation. Ce type de réaction est très important dans le foie, les cellules rénales, où les peroxysomes détoxifient certaines toxines passant dans le sang.
    H2O2 + R'H2 ⤇ R' + 2 H2O. la catalase, catalyse aussi la réaction : H2O2 + H2O2 ⤇ O2 + 2H2O. La catalase est l'enzyme la plus abondantes des peroxysomes.
  • S'il existe un excès d'H2O2 la catalase le transforme directement en eau : 2 H2O2 → 2 H2O + O2. C'est une réaction de sauvegarde car H2O2 en quantité trop abondante est nocif pour la cellule.
  • Ils réalisent la beta-oxydation des acides gras à longue chaîne par un mécanisme similaire à celui de la mitochondrie. Les peroxysomes ont même l'exclusivité de cette voie chez les levures et les plantes. Néanmoins le bilan énergétique est réduit à la production d'acétyl-coenzyme A car les électrons des coenzymes réduits aboutissent à la formation de peroxyde d'hydrogène détoxifié sur place par la catalase.
  • Dans les feuilles des végétaux chlorophylliens, ils interviennent lors de la photorespiration.
  • Dans les cellules de graines en cours de germination, les peroxysomes sont associés aux corpuscules lipidiques à partir desquels ils permettent la formation de glucides nécessaires à la croissance de la plantule. Dans ce cas, le peroxysome prend le nom de glyoxysome.

Origine[modifier | modifier le code]

Il semble que ces organites naissent à partir d'un phénomène de scission binaire des peroxysomes parentaux. Mais il a été remarqué récemment que chez des individus malades ne possédant plus de peroxysomes la rectification de l'origine génomique de la maladie a permis l'apparition de nouveaux peroxysomes. Il y a donc une synthèse de peroxysomes à partir du réticulum endoplasmique appelés peroxysomes précoces.

Toutes les protéines nécessaires aux peroxysomes sont synthétisées dans le cytosol. Les protéines des membranes et de la lumière sont prélevées après traduction dans celui-ci.

Les lipides nécessaires à la fabrication de nouvelles membranes peroxysomiales sont également importés du cytosol.

Selon une hypothèse ancienne, les peroxysomes proviendraient de l'endosymbiose d'un procaryote. Le compartiment aurait permis, avant les mitochondries, de réduire le niveau d'O2 (qui est toxique) dans la cellule. Cette hypothèse a vraisemblablement été infirmée par les résultats récents, qui suggèrent plutôt que le peroxysome serait issu du réticulum endoplasmique[1].

Maladies peroxysomales[modifier | modifier le code]

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Références[modifier | modifier le code]

  1. Gabaldon T et al. (2013) PMID:23884279