GLIOXISOMES: CARACTÉRISTIQUES, STRUCTURE ET FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2025

Les glyoxisomes sont une classe spécialisée de microbodies que l'on trouve généralement dans les graines germées de plantes riches en huiles (huile).

Ils contiennent des enzymes qui aident à convertir les huiles contenues comme substances de réserve dans les graines en hydrates de carbone. Cette conversion se produit pendant le processus de germination.

Un glyoxysome et d'autres organites dans une cellule végétale. Tiré et édité de: Gevictor, de Wikimedia Commons.

Les glucides sont plus faciles à mobiliser vers la jeune plante pour être utilisés pendant la croissance. Des organites similaires ont été observés chez certains protistes et champignons.

Ces organites ont été appelés «glyoxysomes». Les glyoxysomes sont ainsi nommés car ils contiennent les enzymes qui participent au cycle du glyoxylate.

Le cycle du glyoxylate est une voie métabolique qui se produit dans les glyoxysomes des cellules végétales, de certains champignons et des protistes. Il s'agit d'une modification du cycle de l'acide citrique.

Il utilise les acides gras comme substrat pour la synthèse des glucides. Cette voie métabolique est très importante pour les graines pendant le processus de germination.

Microcorps

Les microbodies sont des organites en forme de vésicule présentes dans le cytoplasme cellulaire. Ils sont de forme sphérique et sont entourés d'une seule membrane.

Ils agissent comme des vaisseaux contenant des activités métaboliques. Outre les glyoxysomes, il existe d'autres microrganismes tels que: les peroxisomes, les glycosomes ou glucosomes et les corps Woronin.

Les peroxysomes

Les peroxisomes sont des microbodies uniques aux eucaryotes, contenant des enzymes oxydase et catalase. Ils ont été décrits pour la première fois par Christian de Duve et ses collaborateurs en 1965.

Les peroxisomes sont essentiels au métabolisme des graisses, car ils contiennent des enzymes de ß-oxydation capables d'agir sur eux. Ces enzymes décomposent les lipides et produisent de l'acétyl-CoA.

Ils agissent principalement sur les lipides de poids moléculaire élevé, les décomposant pour l'oxydation dans les mitochondries. Ils sont également impliqués dans la dégradation du cholestérol pour la synthèse des acides biliaires.

Ils contiennent également des enzymes pour de nombreuses voies métaboliques importantes, telles que le métabolisme de composés nocifs dans le foie (par exemple, l'alcool). Ils participent à la synthèse des phospholipides, des triglycérides et des isoprénoïdes.

Leur nom vient du fait qu'ils oxydent les substrats à l'aide d'oxygène moléculaire pour former du peroxyde d'hydrogène.

Corps Woronin

Les corps Woronin sont des microbodies spécifiques de champignons Ascomycota. Ses fonctions ne sont pas entièrement claires. On pense que l'un d'entre eux ferme les pores des septa des hyphes. Cela se produit lorsque des lésions hypales se produisent, pour minimiser la perte possible de cytoplasme.

Les glucosomes

Les glycosomes sont des peroxisomes qui contiennent des enzymes pour la glycolyse et la réutilisation des purines. On les trouve dans les protozoaires kinétoplastidés (Kinetoplastea). Ces organismes dépendent exclusivement de la glycolyse pour la production d'ATP.

Schéma simple d'un peroxysome. Tiré et édité de: Agateller.

La découverte des glyoxysomes

Les glyoxysomes ont été découverts par le botaniste anglais Harry Beevers et un étudiant postdoctoral nommé Bill Breidenbach. La découverte de ces organites a été faite lors d'une étude des gradients linéaires de saccharose des homogénats d'endosperme.

Ces deux chercheurs ont démontré dans cette étude que les enzymes du cycle du glyoxylate se trouvaient dans une fraction de l'organite qui n'était pas une mitochondrie. Cet organite était appelé glyoxysome en raison de la participation de ses enzymes au cycle du glyoxylate.

La découverte des glyoxysomes par Beever a ouvert la voie à d'autres chercheurs pour trouver des peroxysomes. Ces derniers sont des organites similaires aux glyoxysomes, que l'on trouve dans les feuilles des plantes.

Cette découverte a également grandement amélioré la compréhension du métabolisme des peroxysomes chez les animaux.

Caractéristiques générales des glyoxysomes

L'une des caractéristiques permettant de reconnaître les glyoxysomes est leur teneur en catalase, ainsi que leur proximité avec les corps lipidiques.

On les trouve dans les graines des plantes, on peut aussi les trouver dans les champignons filamenteux.

Structure

Ils sont sphériques, d'un diamètre allant de 0,5 à 1,5 µm, et ont un intérieur granuleux. Parfois, ils ont des inclusions de protéines cristallines.

Ils proviennent du réticulum endoplasmique, faisant partie du système endomembranaire. Ils n'ont pas de génome et sont liés par une seule membrane.

Caractéristiques

Participation à la gluconéogenèse

Les glyoxysomes participent à la gluconéogenèse. Les plantes sont les seuls organismes capables de convertir les lipides en sucres. Ces réactions se produisent dans les tissus de réserve des graines qui stockent la graisse.

Chez les légumes, la ß-oxydation se produit dans les microbodies présentes dans les feuilles (peroxysomes) et dans les graines (glyoxysomes) de celles des graines oléagineuses en cours de germination.

Cette réaction ne se produit pas dans les mitochondries. La fonction de la ß-oxydation est de fournir des molécules précurseurs de sucre à partir des graisses.

Le processus de ß-oxydation des acides gras qui se produit dans les deux types de microbodies est similaire. L'acétyl-CoA obtenu par cette oxydation entre dans le cycle du glyoxylate, pour produire des précurseurs de sucre avant que les plantes en développement puissent réaliser le processus de photosynthèse.

Le cycle du glyoxylate

Fondamentalement, le cycle du glyoxylate des glyoxysomes est une voie métabolique modifiée du cycle de Krebs mitochondrial. Le cycle du glyoxylate évite les étapes de décarboxylation.

Ce saut permet la production de précurseurs glucidiques (oxaloacétate). Sur cette route, il n'y a aucune perte de CO2. L'acétyl-CoA, issu de l'oxydation des acides gras, participe aux réactions du cycle du glyoxylate.

Détoxification au peroxyde d'hydrogène

Dans les graines, la β-oxydation des acides gras produit du peroxyde d'hydrogène. La catalase des glyoxysomes joue un rôle vital pendant le processus de détoxification de ce composé.

Ces réactions, dans lesquelles les mitochondries sont également impliquées, incluent le cycle du glyoxalate, qui se produit dans les cotylédons de graines de certaines espèces oléagineuses.

Plus tard dans le développement, les cotylédons émergent du sol et commencent à recevoir de la lumière. A ce moment, il y a une forte baisse de l'activité des enzymes glyoxysomales dans les glyoxysomes.

Dans le même temps, il y a une augmentation de la production d'enzymes typiques des peroxisomes. Ce fait montre qu'une transformation progressive se produit des glyoxysomes en peroxisomes qui participent à la photorespiration. Cette transformation progressive d'un type de micro-corps à un autre a été prouvée expérimentalement.

Références

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2. Glyoxysome. Sur Wikipedia. Récupéré de
3. IA Graham (2008). Mobilisation de l'huile de stockage des semences. Revue annuelle de la biologie végétale.
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6. M. Parsons, T. Furuya, S. Pal, P. Kessler (2001). Biogenèse et fonction des peroxisomes et des glycosomes. Parasitologie moléculaire et biochimique.