MIKROSOMEN: EIGENSCHAFTEN, TYPEN UND FUNKTIONEN - BIOLOGIE - 2025

Die Mikrosomen sind Membranfragmente, die kleine, geschlossene Vesikel sind. Diese Strukturen stammen aus der Reorganisation der Fragmente, im Allgemeinen stammen sie aus dem endoplasmatischen Retikulum nach der Zellhomogenisierung. Vesikel können Kombinationen von Membranen von rechts nach außen, von innen nach außen oder verschmolzen sein.

Beachten Sie, dass Mikrosomen Artefakte sind, die dank des Prozesses der Zellhomogenisierung auftreten und verschiedene und komplexe künstliche Strukturen erzeugen. Theoretisch werden Mikrosomen nicht als normale Elemente lebender Zellen gefunden.

Ein Mikrosom ist ein Vesikel, das von Membranen aus dem endoplasmatischen Retikulum gebildet wird.
Quelle: Mitarbeiter von Blausen.com (2014). "Medizinische Galerie von Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. , aus Wikimedia Commons Das Innere des Mikrosoms ist variabel. Innerhalb der Lipidstruktur können verschiedene Proteine ​​vorhanden sein, die nicht miteinander verwandt sind. Sie können auch Proteine ​​an die äußere Oberfläche gebunden haben.

In der Literatur sticht der Begriff „Lebermikrosom“ hervor, der sich auf die von Leberzellen gebildeten Strukturen bezieht, die für wichtige Stoffwechseltransformationen verantwortlich sind und mit der enzymatischen Maschinerie des endoplasmatischen Retikulums zusammenhängen.

Lebermikrosomen sind seit langem Modelle für In-vitro-Experimente in der pharmazeutischen Industrie. Diese kleinen Vesikel sind eine geeignete Struktur für die Durchführung von Experimenten zum Arzneimittelstoffwechsel, da sie die am Prozess beteiligten Enzyme enthalten, einschließlich CYP und UGT.

Geschichte

Mikrosomen wurden lange beobachtet. Der Begriff wurde von einem französischen Wissenschaftler namens Claude geprägt, als er die Endprodukte der Zentrifugation von Lebermaterial beobachtete.

Mitte der 1960er Jahre assoziierte der Forscher Siekevitz Mikrosomen mit den Überresten des endoplasmatischen Retikulums, nachdem er den Prozess der Zellhomogenisierung durchgeführt hatte.

Eigenschaften

In der Zellbiologie ist ein Mikrosom ein Vesikel, das von Membranen aus dem endoplasmatischen Retikulum gebildet wird.

Während routinemäßiger Zellbehandlungen im Labor platzen eukaryotische Zellen auf und die überschüssigen Membranen klumpen wieder zu Vesikeln zusammen, wodurch Mikrosomen entstehen.

Die Größe dieser vesikulären oder röhrenförmigen Strukturen liegt im Bereich von 50 bis 300 Nanometern.

Mikrosomen sind Laborartefakte. Daher finden wir in einer lebenden Zelle und unter normalen physiologischen Bedingungen diese Strukturen nicht. Andere Autoren versichern ihrerseits, dass es sich nicht um Artefakte handelt und dass es sich um echte Organellen handelt, die in intakten Zellen vorhanden sind (siehe mehr in Davidson & Adams, 1980).

Komposition

Membranzusammensetzung

Strukturell sind Mikrosomen identisch mit der Membran des endoplasmatischen Retikulums. Innerhalb der Zelle ist das Netzwerk der Membranen des Retikulums so groß, dass es mehr als die Hälfte aller Gesamtmembranen der Zelle ausmacht.

Das Retikulum besteht aus einer Reihe von Tubuli und Säcken, die als Zisternen bezeichnet werden und beide aus Membranen bestehen.

Dieses Membransystem bildet mit der Membran des Zellkerns eine kontinuierliche Struktur. Je nach Vorhandensein oder Fehlen von Ribosomen können zwei Typen unterschieden werden: glattes und raues endoplasmatisches Retikulum. Wenn die Mikrosomen mit bestimmten Enzymen behandelt werden, können sich die Ribosomen ablösen.

Interne Zusammensetzung

Mikrosomen sind reich an verschiedenen Enzymen, die normalerweise im glatten endoplasmatischen Retikulum der Leber vorkommen.

Eines davon ist das Enzym Cytochrom P450 (abgekürzt als CYPs, für sein Akronym in Englisch). Dieses katalytische Protein verwendet eine Vielzahl von Molekülen als Substrate.

CYPs sind Teil der Elektronentransferkette und werden aufgrund ihrer häufigsten Reaktionen als Monooxygenase bezeichnet, bei der ein Sauerstoffatom in ein organisches Substrat eingefügt wird und das verbleibende Sauerstoffatom (verwendet molekularen Sauerstoff, O2) auf reduziert wird Wasser.

Mikrosomen sind auch reich an anderen Membranproteinen wie UGT (Uridindiphosphat-Glucuronyltransferase) und FMO (Familie von Flavin-haltigen Monooxygenase-Proteinen). Darüber hinaus enthalten sie unter anderem Esterasen, Amidasen, Epoxyhydrolasen.

Sedimentation bei Zentrifugation

In Biologielabors gibt es eine Routinetechnik, die als Zentrifugation bezeichnet wird. Dabei können Feststoffe unter Verwendung der unterschiedlichen Dichten der Komponenten der Mischung als Unterscheidungseigenschaft abgetrennt werden.

Wenn die Zellen zentrifugiert werden, trennen sich die verschiedenen Komponenten und fallen zu unterschiedlichen Zeiten und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus (dh gehen zum Boden des Röhrchens hinunter). Dies ist eine Methode, die angewendet wird, wenn Sie eine bestimmte zelluläre Komponente reinigen möchten.

Beim Zentrifugieren intakter Zellen sind die schwersten Elemente die ersten, die sich absetzen oder ausfallen: Kerne und Mitochondrien. Dies tritt bei weniger als 10.000 Gravitäten auf (die Geschwindigkeiten in Zentrifugen werden in Gravitäten quantifiziert). Mikrosomen sedimentieren, wenn viel höhere Geschwindigkeiten angewendet werden, in der Größenordnung von 100.000 Gravitäten.

Typen

Heutzutage wird der Begriff Mikrosom im weiteren Sinne verwendet, um jedes Vesikel zu bezeichnen, das aufgrund des Vorhandenseins von Membranen gebildet wird, sei es Mitochondrien, Golgi-Apparat oder die Zellmembran als solche.

Aufgrund der enzymatischen Zusammensetzung im Inneren werden von Wissenschaftlern jedoch am häufigsten die Mikrosomen der Leber verwendet. Aus diesem Grund sind sie die am häufigsten zitierten Arten von Mikrosomen in der Literatur.

Eigenschaften

In der Zelle

Da Mikrosomen ein Artefakt sind, das durch einen Prozess der zellulären Homogenisierung erzeugt wird, das heißt, sie sind keine Elemente, die wir normalerweise in einer Zelle finden, sie haben keine zugehörige Funktion. Sie haben jedoch wichtige Anwendungen in der pharmazeutischen Industrie.

In der pharmazeutischen Industrie

In der pharmazeutischen Industrie werden Mikrosomen häufig in der Wirkstoffforschung eingesetzt. Mikrosomen ermöglichen die einfache Untersuchung des Metabolismus der Verbindungen, die der Forscher bewerten möchte.

Diese künstlichen Vesikel können in vielen Biotech-Fabriken gekauft werden, die sie durch Differentialzentrifugation erhalten. Während dieses Prozesses werden unterschiedliche Geschwindigkeiten auf ein Zellhomogenisat angewendet, wodurch gereinigte Mikrosomen erhalten werden.

Cytochrom P450-Enzyme, die in Mikrosomen vorkommen, sind für die erste Phase des xenobiotischen Metabolismus verantwortlich. Dies sind Substanzen, die in Lebewesen nicht natürlich vorkommen und von denen wir nicht erwarten würden, dass sie natürlich vorkommen. Sie müssen im Allgemeinen metabolisiert werden, da die meisten giftig sind.

Andere Proteine, die sich ebenfalls im Mikrosom befinden, wie die Familie der Monooxygenase-Proteine, die Flavin enthalten, sind ebenfalls am Oxidationsprozess von Xenobiotika beteiligt und erleichtern deren Ausscheidung.

Somit sind Mikrosomen perfekte biologische Einheiten, die es ermöglichen, die Reaktion des Organismus auf bestimmte Arzneimittel und Arzneimittel zu bewerten, da sie über die enzymatische Maschinerie verfügen, die für den Metabolismus dieser exogenen Verbindungen erforderlich ist.

Verweise

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