Гидрогеносомы

Гидрогеносома — закрытая мембранная

митохондриям, гидрогеносомы обеспечивают клетки энергией, но в отличие от первых функционируют в отсутствие кислорода. У облигатных анаэробов молекулярный кислород

вызывает гибель гидрогеносом.

Гидрогеносомы трихомонад (наиболее изучены среди гидрогеносом-содержащих микроорганизмов) выделяют молекулярный

ферредоксин, аденилаткиназа и НАДH:ферредоксин-оксидоредуктаза. Полагают, что эти органеллы произошли от эндосимбиотических анаэробных бактерий или архей, хотя в случае трихомонад вопрос остаётся открытым. Предполагают также, что они могут быть сильно модифицированными митохондриями^[2]

.

Гидрогеносомы заменяют митохондрии относящимся к лорициферам многоклеточным, живущим в отложениях на дне впадины Аталанта^[англ.], на глубине более трёх тысяч метров (труднодоступная область Средиземного моря). Сообщение об открытии многоклеточных организмов с гидрогеносомоподобными органеллами было сделано в 2010 году.^[3]

История

Гидрогеносомы впервые были выделены и получили биохимическое описание в 1970 году Д. Г. Линдмарком и M. Мюллером из

Bacteroides, Helicobacter) и эукариотами (Trichomonas, Tritrichomonas, Giardia, Entamoeba). Метронидазол

попадает внутрь болезнетворного организма посредством диффузии. Там он неферментативно восстанавливается восстановленным ферредоксином, производимым ферментом пируват: ферредоксин-оксидоредуктазой. В результате синтезируется продукт, токсичный для анаэробных клеток. Такой механизм позволяет лекарству избирательно накапливаться только в клетках анаэробов.

Описание

Гидрогеносомы составляют приблизительно 1 микрометр в диаметре, но под воздействием неблагоприятных условий могут увеличиваться до 2 мкм

страминопилы Blastocystis. Такое сходство между Nyctotherus и Blastocystis, которые состоят в весьма дальнем родстве, объясняется конвергентной эволюцией, что, однако, порождает вопрос о наличии чётких границ между митохондриями, гидрогеносомами и митосомами (ещё один вид деградировавших митохондрий).^[8]

Исследования

Гидрогеносомы наиболее исследованы у паразитов, передающихся половым путём (

Trichomonas vaginalis иTritrichomonas foetus), а также у рубцовых хитридиомицетов

, таких как Neocallimastix.

Анаэробная инфузория Nyctotherus ovalis, обнаруженная в кишечнике некоторых видов тараканов, имеет множество гидрогеносом, которые тесно связаны с эндосимбиотическими метан-производящими археями. Последние активно используют водород, выделяемый гидрогеносомами. Матрикс гидрогеносом N. ovalis содержит рибосомо-подобные структуры того же размера, что и 70S-рибосомы обитающих в них архей. Это говорило о возможном наличии в них генома, который и был открыт Ахмановой и позднее секвенирован Боксма.^[7]^[9] Также было открыто три вида многоклеточных лорифицер из родов Spinoloricus, Rugiloricus и Pliciloricus, обитающих на большой глубине Средиземного моря и использующих гидрогеносомы в циклах своего анаэробного метаболизма.^[10]^[11]