De lysosomer De er cellulære organeller omgitt av membraner som ligger inne i dyreceller. De er rom som har en sur pH og er rike på fordøyelsesenzymer, som er i stand til å nedbryte enhver form for biologisk molekyl: proteiner, karbohydrater og nukleinsyrer.
I tillegg kan de nedbryte materiale fra utsiden av cellen. Av denne grunn har lysosomer flere funksjoner i cellemetabolismen, og takket være deres sammensetning rik på hydrolytiske enzymer blir de ofte kalt "magen" i cellen.
Lysosomer dannes ved fusjon av vesikler som kommer fra Golgi-apparatet. Cellen gjenkjenner visse sekvenser som fungerer som "tagger" på hydrolytiske enzymer og sender dem til de dannende lysosomene.
Disse vakuolene har sfærisk form og størrelsen varierer betydelig, og er en ganske dynamisk cellestruktur..
Artikkelindeks
Lysosomer ble oppdaget for mer enn 50 år siden av forsker Christian de Duve. Teamet til De Duve gjennomførte eksperimenter som involverte den subcellulære fraksjoneringsteknikken, for å undersøke plasseringen av visse enzymer..
Denne eksperimentelle protokollen tillot oppdagelsen av organeller, ettersom forskerne la merke til at frigjøringen av hydrolytiske enzymer økte etter hvert som de tilsatte forbindelser som forverrer membranene..
Deretter klarte forbedringen av molekylærbiologiske teknikker og eksistensen av bedre utstyr - som elektronmikroskoper - å bekrefte dets tilstedeværelse. Det kan faktisk konkluderes med at lysosomer opptar 5% av det intracellulære volumet.
En tid etter oppdagelsen ble tilstedeværelsen av hydrolytiske enzymer påvist i det indre, og gjorde lysosomet til et slags nedbrytningssenter. I tillegg var lysosomer assosiert med endocytisk liv.
Historisk sett ble lysosomer betraktet som endepunktet for endocytose, bare brukt til nedbrytning av molekyler. I dag er lysosomer kjent for å være dynamiske cellerom, som er i stand til å smelte sammen med en rekke ekstra organeller..
Lysosomer er unike rom av dyreceller som huser en rekke enzymer som er i stand til å hydrolysere proteiner og fordøye visse molekyler..
De er tette, sfæriske vakuoler. Størrelsen på strukturen er vidt variert, og avhenger av materialet som tidligere er fanget.
Lysosomer, sammen med det endoplasmatiske retikulumet og Golgi-apparatet, er en del av det endomembrane systemet i cellen. Selv om disse tre strukturene er membranettverk, er de ikke kontinuerlige med hverandre..
Hovedkarakteristikken til lysosomer er batteriet av hydrolytiske enzymer inne i dem. Det er rundt 50 enzymer som er i stand til å nedbryte et bredt spekter av biomolekyler.
Disse inkluderer nukleaser, proteaser og fosfataser (som fjerner fosfatgrupper fra fosfolipidmononukleotider og andre forbindelser). I tillegg inneholder de andre enzymer som er ansvarlige for nedbrytningen av polysakkarider og lipider.
Logisk sett må disse fordøyelsesenzymer være romlig skilt fra resten av mobilkomponentene for å unngå ukontrollert nedbrytning. Dermed kan cellen "velge" forbindelsene som må elimineres, siden den kan regulere elementene som kommer inn i lysosomet.
Det indre av lysosomer er surt (nær 4,8), og enzymene det inneholder fungerer bra ved denne pH-tilstanden. Derfor er de kjent som syrehydrolaser..
Den sure pH-karakteristikken til dette celleområdet opprettholdes takket være tilstedeværelsen av en protonpumpe og en kloridkanal i membranen. Sammen transporterer de saltsyre (HCl) inn i lysosomet. Pumpen er plassert forankret i organellens membran.
Funksjonen til denne sure pH-verdien er å aktivere de forskjellige hydrolytiske enzymer som er tilstede i lysosomet og å så langt som mulig unngå deres enzymatiske aktivitet ved den nøytrale pH-verdien til cytosolen..
På denne måten har vi allerede to barrierer som fungerer som beskyttelse mot ukontrollert hydrolyse: å holde enzymene i et isolert rom, og at disse enzymene fungerer godt ved den sure pH i dette rommet..
Selv om lysosommembranen skulle gå i stykker, ville frigjøringen av enzymene ikke ha stor effekt - på grunn av den nøytrale pH-verdien til cytosolen.
Den indre sammensetningen av et lysosom domineres av hydrolytiske enzymer, og det er derfor de er en viktig region av cellulær metabolisme der fordøyelsen av ekstracellulære proteiner som kommer inn i cellen ved endocytose, resirkulering av organeller og cytosolproteiner..
Nedenfor vil vi utforske de mest fremtredende funksjonene til lysosomer: nedbrytning av molekyler ved autofagi og nedbrytning ved fagocytose..
En mekanisme som klarer å fange cellulære proteiner kalles "selvspisende" autofagi. Denne hendelsen hjelper til med å opprettholde cellehomeostase, nedbrytende mobilstrukturer som ikke lenger er nødvendig, og bidrar til resirkulering av organeller..
Gjennom dette fenomenet oppstår dannelsen av vesikler kalt autophagosomes. Dette er små regioner i cytoplasmaet eller andre cellulære rom, som kommer fra endoplasmatisk retikulum som smelter sammen med lysosomene.
Begge organellene har evnen til å smelte sammen, siden de avgrenses av en plasmamembran av lipid karakter. Det er analogt med å prøve å matche to såpebobler - du vil danne en større..
Etter fusjonen er det enzymatiske innholdet i lysosomet ansvarlig for å nedbryte komponentene som var inne i den andre dannede vesikelen. Fangst av disse molekylene ser ut til å være en prosess som mangler selektivitet, og forårsaker nedbrytning av proteiner som ligger i den langlivede cytosolen..
I cellen ser det ut til at autofagi-hendelsen reguleres av mengden tilgjengelige næringsstoffer.
Når kroppen opplever mangel på næringsstoffer eller opplever lengre perioder med faste, blir nedbrytningsveiene aktivert. På denne måten klarer cellen å nedbryte proteiner som ikke er essensielle og oppnår gjenbruk av visse organeller.
Å vite at lysosomer spiller en viktig rolle i perioder med faste, har økt forskernes interesse for denne organellen.
I tillegg til deres aktive deltakelse i perioder med lavt næringsinnhold, spiller lysosomer en viktig rolle under utviklingen av visse linjer av organiske vesener.
I noen tilfeller innebærer utvikling den totale ombyggingen av organismen, noe som innebærer at visse organer eller strukturer må elimineres under prosessen. I metamorfosen av insekter, for eksempel, bidrar det hydrolytiske innholdet av lysosomer til ombygging av vev.
Endocytose og fagocytose har en rolle i å ta elementer utenfor cellene og deres påfølgende nedbrytning.
Under fagocytose er visse celler - som makrofager - ansvarlige for å innta eller nedbryte store partikler, for eksempel bakterier eller celleavfall.
Nevnte molekyler inntas av et fagocytisk vakuol, kalt fagosom, som, som i forrige tilfelle, vil smelte sammen med lysosomene. Fusjonen gir opphav til frigjøring av fordøyelsesenzymer inne i fagosomet, og partiklene blir nedbrutt.
Noen forfattere skiller ut dette rommet i to hovedtyper: type I og type II. Type I eller primære lysosomer er involvert i lagring av hydrolytiske enzymer, mens sekundære lysosomer er relatert til katalyseprosesser.
Dannelsen av lysosomer begynner med opptak av molekyler utenfra gjennom endocytiske vesikler. Sistnevnte smelter sammen med andre strukturer som kalles tidlige endosomer..
Senere gjennomgår tidlige endosomer en modningsprosess, noe som gir opphav til sene endosomer.
En tredje komponent dukker opp i dannelsesprosessen: transportvesiklene. Disse inneholder syrehydrolasene fra trans-nettverket til Golgi-apparatet. Begge strukturer - transportvesikler og sene endosomer - smelter sammen og blir et lysosom etter å ha anskaffet settet med lysosomale enzymer.
Under prosessen skjer resirkulering av membranreseptorer ved å resirkulere endosomer..
Syrehydrolaser skilles fra mannose-6-fosfatreseptoren under fusjonsprosessen til organellene som gir lysosomer. Disse reseptorene kommer inn i Golgi trans-nettverket.
Forvirring mellom begrepene endosomer og lysosom er vanlig. Førstnevnte er membranbundne celleområder - som lysosomer. Det avgjørende skillet mellom de to organellene er imidlertid at lysosomene mangler mannose-6-fosfatreseptorer..
I tillegg til disse to biologiske enhetene, finnes det andre typer vesikler. En av dem er vakuoler, hvis innhold hovedsakelig er vann.
Transportblemmer, som navnet antyder, deltar i stoffets bevegelse til andre steder i cellen. Sekretorblærer fjerner i mellomtiden avfall eller kjemikalier (for eksempel de som er involvert i synapsen av nevroner.)
Hos mennesker er mutasjoner i gener som koder for lysosomenzymer assosiert med mer enn 30 medfødte sykdommer. Disse patologiene er omfattet av begrepet "lysosomale lagringssykdommer."
Overraskende nok oppstår mange av disse tilstandene fra skade på et enkelt lysosomalt enzym..
Hos berørte individer er konsekvensen av å ha et ikke-funksjonelt enzym inne i lysosomene akkumulering av avfallsprodukter.
Den vanligste lysosomale deponeringsendringen er kjent som Gauchers sykdom, og den er assosiert med en mutasjon i genet som koder for enzymet som er ansvarlig for glykolipider. Som et merkelig faktum viser sykdommen en ganske høy frekvens blant den jødiske befolkningen, og rammer 1 av hver 2500 personer..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.