Stromuly, matrixuly, peroxuly

Badatelé dnes umějí pozorovat buňky „zaživa“. Využívají barevně fluoreskující bílkoviny, které technikami molekulární biologie nasměrují do různých prostorů v buňce. Touto metodou už odhalili nejednu zvláštnost, která je v rozporu s učebnicovými obrázky organel jako oddělených tělísek. Nejprve bylo prokázáno, že plastidy mají výběžky (stromuly), často velmi dlouhé a někdy také propojující jeden plastid s druhým (Vesmír 80, 657, 2001/11; 83, 667, 2004/12). Výjimkou nejsou ani plastidy důležité pro fotosyntézu – chloroplasty. Stromuly (vyplněné polotekutým stromatem) přepravují např. molekuly enzymů z jednoho plastidu do druhého a zvyšují také výměnu látek mezi plastidy a cytoplazmou.

Nyní se ukazuje, že dlouhými výběžky jsou vybaveny i další organely – mitochondrie mají své matrixuly, peroxizomy zase své peroxuly. Peroxizomy jsou na rozdíl od mitochondrií, majících na povrchu dvě membrány a uvnitř složitý membránový systém, tvořeny jen jednou membránou. Obsahují zejména oxidační enzymy (peroxid vodíku je v nich rozkládán na vodu a kyslík).

O nově objevených výběžcích – matrixulech a peroxulech – referují Iain Scott, Imogen A. Sparkes a David C. Logan v Trends in Plant Science. Chloroplasty, peroxizomy a mitochondrie se účastní ve fotosyntetizujících buňkách světelného dýchání (fotorespirace). Během tohoto procesu vzniká v chloroplastech jako produkt oxygenázové aktivity klíčového fotosyntetického enzymu ribulózobisfosfátkarboxylázy-oxygenázy kyselina glykolová. Světelné dýchání sice snižuje rychlost fotosyntézy (fixace oxidu uhličitého), ale syntetizují se při něm za využití zářivé energie některé důležité aminokyseliny – stavební kameny bílkovin. Proto se uvedení autoři domnívají, že stromuly, peroxuly a matrixuly mohou podporovat světelné dýchání jak zvětšením povrchu organel, tak navázáním vzájemných kontaktů mezi nimi. Mohly by se účastnit také předpokládaného přenosu genetického materiálu mezi chloroplasty a mitochondriemi.

Naproti tomu Christine H. Foyer a Graham Noctor v tomtéž čísle Trends in Plant Science vyslovují názor, že zmíněné výběžky světelnému dýchání neslouží, ba dokonce ho mohou brzdit (pokud způsobí oddálení organel). Spíše by mohly být prostředkem krátkodobého spojení pro přenos produktů metabolizmu mezi organelami (např. během jejich dělení nebo při odpovědi buněk na stres). Nálezy výběžků buněčných organel jsou však fascinující a nejbližší léta zřejmě přinesou zajímavé poznatky o jejich funkci. (Trends in Plant Science 12, 380–381, 2007; 12, 381–383, 2007)