I perossisomi sono piccoli organelli legati alla membrana che si trovano nel citoplasma di quasi tutte le cellule eucariotiche, comprese piante, animali, protisti e funghi. A differenza della maggior parte degli organelli, che sono strutture a doppia membrana, i perossisomi possiedono un singolo doppio strato lipidico. Non contengono un proprio DNA e quindi si basano su proteine importate dal citoplasma tramite segnali di targeting perossisomiale.
I perossisomi hanno un diametro compreso tra 0,1 e 1 µm, il che li rende uno degli organelli più piccoli. La loro singola membrana è composta da fosfolipidi con gruppi di testa idrofili rivolti verso il citosol e code idrofobiche dirette verso l'interno, creando un confine compatto e dinamico che regola l'importazione e l'esportazione dei metaboliti.
Ciascun perossisoma ospita almeno 50 enzimi distinti. Una caratteristica dell'organello è un nucleo cristallino ricco di urato ossidasi, che degrada l'acido urico. La catalasi, l'enzima più abbondante, neutralizza il perossido di idrogeno (H₂O₂) prodotto durante le reazioni metaboliche convertendolo in acqua e ossigeno. Questo repertorio enzimatico sostiene il ruolo del perossisoma nella disintossicazione e nella biosintesi.
I perossisomi si replicano attraverso un meccanismo di fissione simile ai mitocondri. Quando un perossisoma cresce oltre una dimensione critica, grazie all’importazione di ulteriori proteine e lipidi, si divide in due organelli figli, ciascuno dei quali eredita una serie completa di enzimi. Questa autoreplicazione consente ai perossisomi di adattarsi alla domanda metabolica cellulare senza input genomici.
I perossisomi sono fondamentali per diverse vie cataboliche. Nel fegato ossidano gli acidi grassi a catena lunga e disintossicano l’etanolo, prevenendo l’accumulo di lipidi tossici nei tessuti neurali. Partecipano anche alla sintesi degli acidi biliari, essenziale per la digestione dei grassi e l'assorbimento della vitamina B₁₂. Nei reni, gli enzimi perossisomali inibiscono la formazione di calcoli renali a base di calcio.
Le specie reattive dell'ossigeno (ROS) sono inevitabili sottoprodotti della respirazione cellulare. I perossisomi bilanciano la produzione di ROS con l'attività della catalasi e di altri enzimi antiossidanti, proteggendo sia l'organello che la cellula dal danno ossidativo pur consentendo la segnalazione dipendente dai ROS.
I neuroni dipendono dai perossisomi per la sintesi dei plasmalogeni, una classe unica di fosfolipidi che sono componenti critici della mielina. L'integrità della mielina è essenziale per la rapida conduzione dell'impulso nervoso; i deficit nella funzione perossisomiale sono stati collegati a disturbi demielinizzanti come la sclerosi multipla e la sclerosi laterale amiotrofica.
Nelle cellule vegetali, i perossisomi facilitano la fotorespirazione convertendo il fosfoglicerato in glicerato, che viene poi restituito ai cloroplasti per il ciclo di Calvin. Durante la germinazione dei semi, la β-ossidazione perossisomiale scompone i lipidi immagazzinati in zuccheri che alimentano la crescita iniziale, sottolineando la versatilità dell'organello tra i regni.
