Lysosoomien ominaisuudet, rakenne, toiminnot ja tyypit

Se lysosoomat Ne ovat solujen organeleja, joita ympäröivät kalvot, jotka sijaitsevat eläinsolujen sisällä. Ne ovat osastoja, joilla on hapan pH ja joissa on runsaasti ruuansulatusentsyymejä, jotka kykenevät hajottamaan kaikenlaisia ​​biologisia molekyylejä: proteiineja, hiilihydraatteja ja nukleiinihappoja.

Lisäksi ne voivat hajottaa materiaalia solusta ulkopuolelta. Siksi lysosomeilla on useita toimintoja solujen aineenvaihdunnassa ja niiden koostumuksen ansiosta, joissa on runsaasti hydrolyyttisiä entsyymejä, niitä kutsutaan yleensä solun "vatsana".

Lysosomit muodostuvat fuusiolla vesikkeleitä, jotka syntyvät Golgi -laitteesta. Solu tunnistaa tietyt sekvenssit, jotka toimivat "etiketeinä" hydrolyyttisissä entsyymeissä ja lähettää ne lysosomeihin muodostumisessa.

Nämä tyhjöt ovat pallomaisia ​​ja niiden koko vaihtelee huomattavasti, ja ne ovat melko dynaaminen solurakenne.

[TOC]

Historiallinen löytö ja näkökulma

Tutkija Christian de Duve löysi lysosomit yli 50 vuotta sitten. Duven ryhmä teki kokeita, joihin osallistui solunsisäinen fraktiointitekniikka, tiettyjen entsyymien sijainnin tutkimiseksi.

Tämä kokeellinen protokolla mahdollisti organelien löytämisen, koska tutkijat huomasivat, että hydrolyyttisten entsyymien vapautuminen lisääntyi, kun ne lisäsivät yhdisteitä, jotka heikensivät kalvoja.

Myöhemmin tekniikoiden parantaminen molekyylibiologiassa ja parempien laitteiden olemassaolo - kuten elektroniset mikroskoopit, onnistuivat vahvistamaan niiden läsnäolonsa. Itse asiassa voitaisiin päätellä, että lysosomit miehittävät 5% solunsisäisestä tilavuudesta.

Aika sen löytämisen jälkeen sisällä voitiin osoittaa hydrolyyttisten entsyymien läsnäolo, mikä tekee lysosomista eräänlaisen hajoamiskeskuksen. Lisäksi se liittyi lysosomeihin endosyyttiseen elämään.

Historiallisesti lysosomeja pidettiin endosytoosin päätepisteenä, jota käytettiin vain molekyylien hajoamiseen. Nykyään tiedetään, että lyosomit ovat dynaamisia soluosastoja, jotka kykenevät sulautumaan ylimääräisillä organelleilla.

Lysosomien ominaisuudet

Protonit pumppautuvat lysosomikalvon läpi. Lähde: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)]

Lysosomien morfologia

Lysosomit ovat ainutlaatuisia osastoja eläinsoluista, joissa on erilaisia ​​entsyymejä, jotka kykenevät hydrolysoiviin proteiineihin ja sulattamaan tiettyjä molekyylejä.

Ne ovat pallomaisten ja tiheiden muotojen tyhjö. Rakenteen koko on monipuolinen, ja se riippuu materiaalista, joka on aiemmin kaapattu.

Los Lysosoomat yhdessä endoplasmisen retikulumin ja Golgin laitteen kanssa ovat osa solun endomembranoosista solua. Vaikka nämä kolme rakennetta ovat kalvoverkkoja, ne eivät ole jatkuvia keskenään.

Lysosomit sisältävät useita entsyymejä

Lysosomien pääominaisuus on hydrolyyttisten entsyymien akku sisällä. On noin 50 entsyymiä, jotka kykenevät hajottamaan laajan valikoiman biomolekyylejä.

Se voi palvella sinua: solujen ärsytys: periaatteet, komponentit, vastaukset (esimerkkejä)

Näiden joukossa ovat nukleat, proteaasit ja fosfataasit (jotka poistavat fosfolipidien ja muiden yhdisteiden fosfaattiryhmät). Lisäksi ne sisältävät muita entsyymejä, jotka ovat vastuussa polysakkaridien ja lipidien hajoamisesta.

Loogisesti nämä ruuansulatusentsyymit on erotettava alueellisesti muista solukomponenteista hallitsemattoman hajoamisen välttämiseksi. Siten solu voi "valita" yhdisteet, jotka on eliminoida, koska se voi säätää lysosomiin tulevia elementtejä.

Lysosomit -ilmapiiri on hapan

Lysosomien sisustus on happo (lähellä 4.8), ja entsyymit, jotka sisältävät hyvin tässä pH -tilassa. Siksi ne tunnetaan happamina hydrolaaseina.

Tämän soluloutuksen ominainen happojen pH säilyy protonien pumpun ja kloridikanavan läsnäolon ansiosta kalvossa. Yhdessä he kuljettavat suolahappoa (HCL) lysosomiin. Pumppu sijaitsee ankkuroituna organelikalvoon.

Tämän happaman pH: n funktio on lysosomissa olevien erilaisten hydrolyyttisten entsyymien aktivointi ja välttää niin pitkälle kuin mahdollista - sen entsymaattista aktiivisuutta sytosolin neutraaliin pH: han.

Tällä tavoin meillä on jo kaksi estettä, jotka toimivat hallitsemattoman hydrolyysin suojaamiseksi: pidä entsyymejä eristetyssä osastossa ja että nämä entsyymit toimivat hyvin tämän osaston happamassa pH: ssa.

Vaikka lysosomikalvo oli rikki, vapautusentsyymeillä ei olisi suurta vaikutusta - sytosolin neutraalin pH: n vuoksi.

Funktiot

Lysosomit ihmisen solussa

Lysosomin sisäistä koostumusta hallitsevat hydrolyyttiset entsyymit, joten ne ovat tärkeä solujen aineenvaihdunnan alue, jossa solunulkoisten proteiinien pilkkominen, jotka tulevat soluun endosytoosin, organellien ja sytosolisten proteiinien kierrätys.

Seuraavaksi tutkimme perusteellista.

Autofagia

Mikä on autofagia?

Mekanismia, joka onnistuu sieppaamaan soluproteiineja. Tämä tapahtuma auttaa ylläpitämään solujen homeostaasia, hajottavia solurakenteita, jotka eivät ole enää välttämättömiä ja myötävaikuttaa organelien kierrätykseen.

Tämän ilmiön kautta tapahtuu vesikkelien muodostuminen, jota kutsutaan autofagosomiksi. Nämä ovat pieniä sytoplasman tai muita soluosastoja, endoplasmista retikulumista, jotka sulautuvat lysosomeihin.

Molemmilla organeleilla on kyky sulautua, koska lipidiluoksen plasmamembraani ravitsee ne. On analogista yrittää liittyä kahteen saippuakuplaan - muodostat isomman.

Sulautumisen jälkeen lysosomin entsymaattinen pitoisuus on vastuussa komponenttien hajottamisesta, jotka olivat toisen vesikkelin sisällä. Näiden molekyylien sieppaaminen näyttää olevan prosessi, josta puuttuu selektiivisyys, aiheuttaen pitkäikäisessä sytosolissa sijaitsevan proteiinin hajoamisen.

Voi palvella sinua: Verisolut: Tyypit, ominaisuudet ja toiminnot

Autofagia ja paastojaksot

Solussa autofágiatapahtuma näyttää säätelevän käytettävissä olevien ravintoaineiden määrä.

Kun keho kokee ravintoaineiden puutetta tai kokeita pitkittyneitä paastojaksoja, hajoamisreitit aktivoidaan. Tällä tavoin solu onnistuu hajottamaan proteiineja, jotka eivät ole välttämättömiä ja saavuttavat tiettyjen organelien uudelleenkäytön.

Tiedä, että lysosomeilla on tärkeä rooli paastojaksoina, on lisännyt tutkijoiden kiinnostusta mainitussa organelissa.

Autofagia ja organismien kehitys

Aktiivisen osallistumisen lisäksi alhaisen ravitsemuspitoisuuden aikana lysosomeilla on tärkeä rooli tiettyjen orgaanisten olentojen sukulaisten kehittämisessä.

Joissakin tapauksissa kehitys merkitsee organismin kokonaismuodostumista, mikä tarkoittaa, että tietyt elimet tai rakenteet on poistettava prosessin aikana. Esimerkiksi hyönteisten metamorfoosissa lysosomien hydrolyyttinen pitoisuus myötävaikuttaa kudoksen uudelleenmuodostumiseen.

Endosytoosi ja fagosytoosi

Endosytoosilla ja fagosytoosilla on merkitys solujen ulkopuolisten elementtien ja sen myöhemmän hajoamisen ottamisessa.

Fagosytoosin aikana tietyt solut - kuten makrofagit - ovat vastuussa huomattavan kokoisten hiukkasten nauttimisesta tai hajoamisesta, kuten solujen bakteereista tai soluista.

Nämä molekyylit nautitaan fagosyyttisellä tyhjöllä, nimeltään fagosome, joka, kuten edellisessä tapauksessa, sulautuu lyosomeihin. Sulautuminen johtaa ruuansulatusentsyymien vapauttamiseen faagin sisällä.

Lysosomien tyypit

Jotkut kirjoittajat erottavat tämän osaston kahdessa päätyypissä: tyyppi I ja tyyppi II. Tyypin I tai primaariset lysosomit osallistuvat hydrolyyttisten entsyymien varastointiin, kun taas sekundaariset lysosomit liittyvät katalyysiprosesseihin.

Lysosomien muodostuminen

Lysosomien muodostuminen alkaa molekyylien sieppauksella endosyyttisen vesikkelin lopusta. Jälkimmäinen sulautuu muihin varhaisiksi endosomeiksi kutsuttuihin rakenteisiin.

Myöhemmin varhaiset endosoomat kärsivät kypsymisprosessista ja aiheuttavat myöhäisiä endosomeja.

Kolmas komponentti näkyy koulutusprosessissa: kuljetusvesikkelit. Ne sisältävät happohydrolaaseja Golgi -laitteen trans -verkosta. Molemmat rakenteet - kuljetusvesikkelit ja myöhäiset endosomit - yhdistetään ja muutetaan lysosomiksi, kun lysosomaaliset entsyymit ovat hankkineet.

Voi palvella sinua: Protoplasma

Prosessin aikana membraanireseptoreiden kierrätys endosomien kierrätyksen kautta tapahtuu.

Happohydrolaasit erotetaan HAND-6-fosfaattireseptorista lysosomien aiheuttamien organelien sulautumisprosessin aikana. Nämä reseptorit tulevat Golgi Trans -verkkoon uudelleen.

Endosomien ja lysosomien väliset erot

Sekaannus endosomien ja lysosomitermien välillä on yleistä. Entiset ovat soluosastoja, joita ympäröivät kalvo - kuten lysosomit. Tärkeä ero molempien organelien välillä on kuitenkin se, että lysosomeista puuttuu HAND-6-fosfaattireseptorit.

Näiden kahden biologisen kokonaisuuden lisäksi on muun tyyppisiä vesikkeleitä. Yksi niistä on tyhjö, jonka sisältö on pääasiassa vettä.

Kuljetusvesikkelit, kuten nimestä viittaa, osallistuu aineiden siirtymiseen muihin soluihin. Sihteeri vesikkelit puolestaan ​​eliminoi jätteet tai kemialliset materiaalit (kuten neuronien synapsiin osallistuvat.-A

Liittyvät sairaudet

Ihmisillä geenien mutaatiot, jotka koodaavat lysosomin entsyymejä, liittyvät yli 30 synnynnäiseen sairauteen. Nämä patologiat ovat kattaneet termillä ”litosomiset talletukset."

Yllättäen monet näistä olosuhteista johtuvat vaurioista yhdeksi lysosomaaliseen entsyymiin.

Vaikuttavilla yksilöillä seuraus siitä, että lysosomien sisällä on toimimattomia entsyymejä, on jätetuotteiden kertyminen.

Yleisin lysosomaalinen talletusmuutos tunnetaan nimellä Gaucherin tauti, ja siihen liittyy mutaatio geenissä, joka koodaa glykolipidien entsyymiä. Utelias tosiasia, tauti osoittaa melko korkean taajuuden juutalaisten väestön keskuudessa, joka vaikuttaa 1 /2500 henkilöä.

Viitteet

1. Cooper, G. M., Hausman, r. JA., & Hausman, R. JA. (2000). Solu: lähestymistapa molekyyli. ASM -lehdistö.
2. Holtzman, E. (2013). Lysosomit. Springer Science & Business Media.
3. Hsu, v. W -., Lee, S. JA., & Yang, J. S. (2009). Kopioiden vesikkelin muodostumisen kehittyvä ala. Luontoarviot molekyylisolubiologia, 10(5), 360.
4. Kierszenbaum, a. Lens., & Kolme, l. (2015). Histologia ja solubiologia: Johdatus patologiaan e-kirja. Elsevier Health Sciences.
5. Luzio, J. P., Hackmann, ja., Kahdeksastoista, n. M., & Griffiths, G. M. (2014). Lysosomien ja lysosomiin liittyvien organelien biogeneesi. Cold Spring Harbor -näkymät biologiassa, 6(9), A016840.
6. Luzio, J. P., Pryor, P. R -., & Kirkas, n. -Lla. (2007). Lysosomit: fuusio ja toiminto. Luontoarviot molekyylisolubiologia, 8(8), 622.
7. Luzio, J. P., Rous, b. -Lla., Kirkas, n. -Lla., Pryor, P. R -., Mulock, b. M., & Piper, r. C. (2000). Lysosome-Endosome Fusion and Lysosome Biogenesis. J Cell Sci, 113(9), 1515-1524.