Митосома
Митосома криптоном также называемая ) ( в ранней литературе [1] представляет собой митохондриями связанную с органеллу, (MRO). [2] обнаружен у множества паразитических одноклеточных эукариот , таких как члены супергруппы Excavata . Митосома была впервые обнаружена в 1999 году у Entamoeba histolytica , человека кишечного паразита . [3] [4] и митосомы также были идентифицированы у нескольких видов Microsporidia. [5] [6] и в лямблиях кишечных . [7]
Митосома обнаружена только у анаэробных или микроаэрофильных эукариот, которые не имеют полностью развитых митохондрий и, следовательно, не обладают способностью получать энергию за счет окислительного фосфорилирования митохондрий . [2] Функции митосом хотя и разнообразны, но еще недостаточно изучены. [2] они могут быть связаны с метаболизмом сульфатов и биосинтезом фосфолипидов но и кластеров Fe–S. [2] [6] [8] [9] Митосомы, как и другие MRO, вероятно, произошли из митохондрий. [3] [10] основанный на сходстве структуры, функций и биохимических сигнальных путей, [3] [4] [5] [6] [10] и, возможно, конвергентно эволюционировали в линиях эукариот. [2] [9]
Структура и функции
[ редактировать ]Митосомы представляют собой мембраносвязанные органеллы, тесно связанные с митохондриями по структуре, хотя функциональное перекрытие ограничено. [2] [3] В отличие от митохондрий, митосомы не содержат внутри себя генов — вместо этого гены митосомальных компонентов содержатся в ядерном геноме. [3] Ранний отчет предполагал наличие ДНК в этой органелле. [11] но последующие исследования показали, что это не так. [12] Многие белки в митосомах (например, у Giardia кишечной ) имеют плохо изученные или неизученные функции, которые, вероятно, связаны с метаболизмом и транспортом белков. [13] В отличие от митохондрий, митосомы, по-видимому, лишены цепей переноса электронов , N-концевых нацеливающих последовательностей и способности сливаться друг с другом. [9]
Текущие знания показывают, что митосомы, вероятно, играют роль в сборке кластера Fe-S , поскольку они не содержат каких-либо белков, участвующих в других основных митохондриальных функциях ( аэробное дыхание посредством окислительного фосфорилирования , биосинтез гема ), хотя они отображают белки, необходимые для Fe-S. кластерный биосинтез (например, фратаксина , цистеиндесульфуразы , Isu1 и митохондриального Hsp70 ). [2] [6] [9] модифицированные митосомы внутриклеточных паразитических протистов Paramikrocytos Canceri могут биосинтезировать фосфолипиды и поддерживать продукцию гликолитического АТФ . Кроме того, согласно данным геномного и транскриптомного анализа, [2] Митосомы могут также способствовать метаболической активации сульфатов у некоторых эукариот, согласно анализу ферментов митосом Entamoeba histolytica и Mastigamoeba balamuthi . [8] [14] Недавние работы указывают на то, что митосомы участвуют в трансформации Entamoeba histolytica трофозоитов в цисты, играя тем самым ключевую роль в патогенном жизненном цикле этого организма. [14] хотя роль митосом в патогенности менее ясна для многих других паразитических эукариот. [9]
Происхождение и эволюция
[ редактировать ]Согласно наиболее широко распространенному мнению, митосомы в конечном итоге происходят из митохондрий , а сходство между белковым транспортом и сигнальными сетями митохондрий, гидрогеносом (родственного класса MRO) и митосом интерпретируется как реликт их общего эндосимбиотического происхождения. [9] [10] Как и митохондрии, они имеют двойную мембрану, и большинство белков доставляются к ним с помощью целевой последовательности аминокислот. [3] [5] [6] Нацеливающая последовательность аналогична той, которая используется для митохондрий, и истинные митохондриальные препоследовательности будут доставлять белки в митосомы. [3] Было показано, что ряд белков, связанных с митосомами, тесно связаны с белками митохондрий. [4] и гидрогеносомы . [15]
Митосомы, по-видимому, несколько раз дегенеративно развивались из митохондрий в разных линиях эукариот. [2] и их «мозаичная» биохимия у Entamoeba histolytica может отражать сложное происхождение, включающее как эукариоты, так и протеобактерии . [8] Было высказано предположение, что MRO, такие как митосомы, развились в бескислородной морской среде, которая преобладала в протерозое , что объясняет их анаэробную метаболическую функциональность. [16]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Май З., Гош С., Фрисарди М., Розенталь Б., Роджерс Р., Самуэльсон Дж. (март 1999 г.). «Hsp60 нацелен на загадочную органеллу митохондриального происхождения («криптон») микроаэрофильного простейшего паразита Entamoeba histolytica» . Молекулярная и клеточная биология . 19 (3): 2198–2205. дои : 10.1128/MCB.19.3.2198 . ПМК 84012 . ПМИД 10022906 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Онуш-Брэннстрем И., Стейрс К.В., Кампос К.И., Торен М.Х., Эттема Т.Дж., Килинг П.Дж. и др. (март 2023 г.). Эме Л. (ред.). «Митосома с отчетливым метаболизмом у некультивируемого простейшего паразита Paramikrocytos Canceri (Rhizaria, Ascetosporea)» . Геномная биология и эволюция . 15 (3). дои : 10.1093/gbe/evad022 . ПМЦ 9998036 . ПМИД 36790104 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Товар Дж., Фишер А., Кларк К.Г. (июнь 1999 г.). «Митосома, новая органелла, связанная с митохондриями амитохондриального паразита Entamoeba histolytica» . Молекулярная микробиология . 32 (5): 1013–1021. дои : 10.1046/j.1365-2958.1999.01414.x . ПМИД 10361303 .
- ^ Jump up to: а б с Бакацелу С., Бесте Д., Кадри А.О., Соманат С., Кларк К.Г. (2003). «Анализ генов митохондриального происхождения рода Entamoeba». Журнал эукариотической микробиологии . 50 (3): 210–214. дои : 10.1111/j.1550-7408.2003.tb00119.x . ПМИД 12836878 . S2CID 85169619 .
- ^ Jump up to: а б с Уильямс Б.А., Хирт Р.П., Люкок Дж.М., Эмбли Т.М. (август 2002 г.). «Остаток митохондрий микроспоридий Trachipleistophora hominis». Природа . 418 (6900): 865–869. Бибкод : 2002Natur.418..865W . дои : 10.1038/nature00949 . ПМИД 12192407 . S2CID 4358253 .
- ^ Jump up to: а б с д и Гольдберг А.В., Молик С., Цаусис А.Д., Нейман К., Кунке Г., Дельбак Ф. и др. (апрель 2008 г.). «Локализация и функциональность белков сборки железо-серного кластера микроспоридий». Природа . 452 (7187): 624–628. Бибкод : 2008Natur.452..624G . дои : 10.1038/nature06606 . ПМИД 18311129 . S2CID 4431368 .
- ^ Товар Дж., Леон-Авила Г., Санчес Л.Б., Сутак Р., Тачези Дж., Ван дер Гизен М. и др. (ноябрь 2003 г.). «Остатки митохондриальных органелл лямблий участвуют в созревании железо-серного белка». Природа . 426 (6963): 172–176. Бибкод : 2003Natur.426..172T . дои : 10.1038/nature01945 . ПМИД 14614504 . S2CID 4402808 .
- ^ Jump up to: а б с Ми-ичи Ф., Абу Юсуф М., Накада-Цукуи К., Нозаки Т. (декабрь 2009 г.). «Митосомы Entamoeba histolytica содержат путь активации сульфата» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (51): 21731–21736. Бибкод : 2009PNAS..10621731M . дои : 10.1073/pnas.0907106106 . ПМЦ 2799805 . ПМИД 19995967 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Сантос Х.Дж., Макиучи Т., Нозаки Т. (декабрь 2018 г.). «Изобретение органеллы заново: уменьшенная митохондрия у паразитических протистов» . Тенденции в паразитологии . 34 (12): 1038–1055. дои : 10.1016/j.pt.2018.08.008 . ПМИД 30201278 . S2CID 52183593 .
- ^ Jump up to: а б с Долезал П., Макки А., Дьялл С.Д. (2019). «Импорт белка в гидрогеносомы и митосомы». В Тачези Дж. (ред.). Гидрогеносомы и митосомы: митохондрии анаэробных эукариот . Монографии по микробиологии. Том. 9. Чам: Международное издательство Springer. стр. 31–84. дои : 10.1007/978-3-030-17941-0_3 . ISBN 978-3-030-17941-0 .
- ^ Гош С., Филд Дж., Роджерс Р., Хикман М., Самуэльсон Дж. (июль 2000 г.). «Органелла (криптон), происходящая из митохондрий Entamoeba histolytica, содержит двухцепочечную ДНК и, по-видимому, связана двойной мембраной» . Инфекция и иммунитет . 68 (7): 4319–4322. дои : 10.1128/IAI.68.7.4319-4322.2000 . ПМК 101756 . ПМИД 10858251 .
- ^ Леон-Авила Г., Товар Дж. (май 2004 г.). «Митосомы Entamoeba histolytica представляют собой многочисленные остатки органелл, связанных с митохондриями, у которых отсутствует обнаруживаемый органеллярный геном» . Микробиология . 150 (Часть 5): 1245–1250. дои : 10.1099/mic.0.26923-0 . ПМИД 15133087 .
- ^ Мартинцова Е., Волеман Л., Пирих Дж., Жарский В., Вондрачкова П., Колиско М. и др. (август 2015 г.). «Изучение биологии митосом лямблий кишечной с использованием ферментативного мечения in vivo» . Молекулярная и клеточная биология . 35 (16): 2864–2874. дои : 10.1128/MCB.00448-15 . ПМЦ 4508323 . ПМИД 26055323 .
- ^ Jump up to: а б Ми-ичи Ф., Миямото Т., Такао С., Джилани Г., Хашимото Т., Хара Х. и др. (июнь 2015 г.). «Митосомы энтамебы играют важную роль в инцистации, связываясь с синтезом сульфата холестерина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (22): E2884–E2890. Бибкод : 2015PNAS..112E2884M . дои : 10.1073/pnas.1423718112 . ПМК 4460517 . ПМИД 25986376 .
- ^ Долезал П., Смид О., Рада П., Зубакова З., Бурсач Д., Сутак Р. и др. (август 2005 г.). «Митосомы лямблий и гидрогеносомы трихомонад имеют общий способ нацеливания на белки» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (31): 10924–10929. Бибкод : 2005PNAS..10210924D . дои : 10.1073/pnas.0500349102 . ПМК 1182405 . ПМИД 16040811 .
- ^ Зиморски В., Мартин В.Ф. (2019). «Эволюция кислородно-независимого энергетического метаболизма у эукариот с гидрогеносомами и митосомами». В Тачези Дж. (ред.). Гидрогеносомы и митосомы: митохондрии анаэробных эукариот . Монографии по микробиологии. Том. 9. Чам: Международное издательство Springer. стр. 7–29. дои : 10.1007/978-3-030-17941-0_2 . ISBN 978-3-030-17940-3 . S2CID 202026532 .