Det lysosomer De er cellulære organeller omgivet af membraner, der er placeret inde i dyreceller. De er rum, der har en sur pH og er rige på fordøjelsesenzymer, der er i stand til at nedbryde enhver form for biologisk molekyle: proteiner, kulhydrater og nukleinsyrer.
Derudover kan de nedbryde materiale fra ydersiden af cellen. Af denne grund har lysosomer flere funktioner i cellemetabolisme, og takket være deres sammensætning rig på hydrolytiske enzymer kaldes de ofte cellens "mave".
Lysosomer dannes ved fusion af vesikler, der kommer ud af Golgi-apparatet. Cellen genkender visse sekvenser, der fungerer som "tags" på hydrolytiske enzymer og sender dem til de dannende lysosomer.
Disse vakuoler er sfæriske i form, og deres størrelse varierer betydeligt, idet de er en ret dynamisk cellestruktur..
Artikelindeks
Lysosomer blev opdaget for mere end 50 år siden af forsker Christian de Duve. De Duves hold gennemførte eksperimenter, der involverede den subcellulære fraktioneringsteknik for at undersøge placeringen af visse enzymer..
Denne eksperimentelle protokol tillod opdagelsen af organeller, da forskerne bemærkede, at frigivelsen af hydrolytiske enzymer steg, da de tilføjede forbindelser, der forværrer membranerne..
Derefter formåede forbedringen af molekylærbiologiske teknikker og eksistensen af bedre udstyr - såsom elektronmikroskoper - at bekræfte dets tilstedeværelse. Faktisk kunne det konkluderes, at lysosomer optager 5% af det intracellulære volumen.
Et stykke tid efter dets opdagelse blev tilstedeværelsen af hydrolytiske enzymer påvist i dets indre, hvilket gjorde lysosomet til et slags nedbrydningscenter. Derudover var lysosomer forbundet med endocytisk levetid.
Historisk set blev lysosomer betragtet som slutpunktet for endocytose, der kun blev brugt til nedbrydning af molekyler. I dag er lysosomer kendt for at være dynamiske cellekammer, der er i stand til at smelte sammen med en række yderligere organeller..
Lysosomer er unikke rum af dyreceller, der huser en række enzymer, der er i stand til at hydrolysere proteiner og fordøje visse molekyler..
De er tætte, sfæriske vakuoler. Størrelsen på strukturen varierer meget og afhænger af det materiale, der tidligere er blevet fanget.
Lysosomer er sammen med det endoplasmatiske retikulum og Golgi-apparatet en del af cellens endomembrane system. Selvom disse tre strukturer er membran netværk, er de ikke kontinuerlige med hinanden..
Hovedkarakteristikken ved lysosomer er batteriet af hydrolytiske enzymer inde i dem. Der er omkring 50 enzymer, der er i stand til at nedbryde en lang række biomolekyler.
Disse inkluderer nukleaser, proteaser og phosphataser (som fjerner phosphatgrupper fra phospholipidmononukleotider og andre forbindelser). Derudover indeholder de andre enzymer, der er ansvarlige for nedbrydningen af polysaccharider og lipider.
Logisk set skal disse fordøjelsesenzymer adskilles rumligt fra resten af de cellulære komponenter for at undgå deres ukontrollerede nedbrydning. Således kan cellen "vælge" de forbindelser, der skal elimineres, da den kan regulere de grundstoffer, der kommer ind i lysosomet.
Det indre af lysosomer er surt (tæt på 4,8), og de enzymer, det indeholder, fungerer godt ved denne pH-tilstand. Derfor er de kendt som sure hydrolaser..
Den sure pH-egenskab ved dette celleområde opretholdes takket være tilstedeværelsen af en protonpumpe og en kloridkanal i membranen. Sammen transporterer de saltsyre (HCI) ind i lysosomet. Pumpen er placeret forankret i organellens membran.
Funktionen af denne sure pH er at aktivere de forskellige hydrolytiske enzymer, der er til stede i lysosomet, og så vidt muligt at undgå deres enzymatiske aktivitet ved den neutrale pH i cytosolen..
På denne måde har vi allerede to barrierer, der fungerer som beskyttelse mod ukontrolleret hydrolyse: at holde enzymerne i et isoleret rum, og at disse enzymer fungerer godt ved den sure pH i dette rum..
Selv hvis lysosommembranen skulle gå i stykker, ville frigivelsen af enzymerne ikke have megen effekt - på grund af cytosols neutrale pH.
Den indre sammensætning af et lysosom er domineret af hydrolytiske enzymer, hvorfor de er en vigtig region af cellulær metabolisme, hvor fordøjelsen af ekstracellulære proteiner, der kommer ind i cellen ved endocytose, genanvendelse af organeller og cytosoliske proteiner finder sted..
Nedenfor vil vi uddybe de mest fremtrædende funktioner i lysosomer: nedbrydning af molekyler ved autofagi og nedbrydning ved fagocytose..
En mekanisme, der formår at fange cellulære proteiner kaldes "selvspisende" autofagi. Denne begivenhed hjælper med at opretholde cellehomeostase, nedværdigende cellulære strukturer, der ikke længere er nødvendige, og bidrager til genanvendelse af organeller..
Gennem dette fænomen opstår dannelsen af vesikler kaldet autophagosomes. Disse er små regioner i cytoplasmaet eller andre cellulære rum, der kommer fra det endoplasmatiske retikulum, der smelter sammen med lysosomerne.
Begge organeller har evnen til at smelte sammen, da de afgrænses af en plasmamembran af lipidkarakter. Det er analogt med at prøve at matche to sæbebobler - du vil danne en større..
Efter fusionen er det enzymatiske indhold af lysosomet ansvarlig for at nedbryde komponenterne, der var inde i den anden dannede vesikel. Indfangningen af disse molekyler ser ud til at være en proces, der mangler selektivitet, der forårsager nedbrydning af proteiner placeret i den langvarige cytosol.
I cellen synes autophagy-begivenheden at være reguleret af mængden af tilgængelige næringsstoffer.
Når kroppen oplever en mangel på næringsstoffer eller oplever længere perioder med faste, aktiveres nedbrydningsveje. På denne måde formår cellen at nedbryde proteiner, der ikke er essentielle, og opnår genbrug af visse organeller.
At vide, at lysosomer spiller en vigtig rolle i perioder med faste, har øget forskernes interesse for denne organelle.
Ud over deres aktive deltagelse i perioder med lavt ernæringsindhold spiller lysosomer en vigtig rolle under udviklingen af visse slægter af organiske væsener.
I nogle tilfælde indebærer udvikling totalrenovering af organismen, hvilket indebærer, at visse organer eller strukturer skal elimineres under processen. I metamorfosen af insekter bidrager f.eks. Det hydrolytiske indhold af lysosomer til ombygning af væv.
Endocytose og fagocytose har en rolle i optagelsen af elementer uden for cellerne og deres efterfølgende nedbrydning.
Under fagocytose er visse celler - såsom makrofager - ansvarlige for at indtage eller nedbryde store partikler, såsom bakterier eller celleaffald.
De nævnte molekyler indtages af en fagocytisk vakuol, kaldet fagosom, som som i det foregående tilfælde vil smelte sammen med lysosomerne. Fusionen giver anledning til frigivelse af fordøjelsesenzymer inde i fagosomet, og partiklerne nedbrydes.
Nogle forfattere skelner dette rum i to hovedtyper: type I og type II. Type I eller primære lysosomer er involveret i lagring af hydrolytiske enzymer, mens sekundære lysosomer er relateret til katalyseprocesser.
Dannelsen af lysosomer begynder med optagelse af molekyler udefra gennem endocytiske vesikler. Sidstnævnte smelter sammen med andre strukturer kaldet tidlige endosomer..
Senere gennemgår tidlige endosomer en modningsproces, hvilket giver anledning til sene endosomer.
En tredje komponent vises i dannelsesprocessen: transportvesiklerne. Disse indeholder syrehydrolaser fra transnetværket i Golgi-apparatet. Begge strukturer - transportvesikler og sene endosomer - smelter sammen og bliver et lysosom efter at have erhvervet sættet med lysosomale enzymer.
Under processen sker genanvendelse af membranreceptorer ved hjælp af genbrug af endosomer..
Syrehydrolaser adskilles fra mannose-6-phosphatreceptoren under fusionsprocessen af de organeller, der giver anledning til lysosomer. Disse receptorer kommer ind i Golgi-transnet igen.
Forvirring mellem udtrykkene endosomer og lysosom er almindelig. Førstnævnte er membranbundne celleområder - som lysosomer. Den afgørende skelnen mellem de to organeller er imidlertid, at lysosomerne mangler mannose-6-phosphatreceptorer..
Ud over disse to biologiske enheder er der andre typer vesikler. En af dem er vakuoler, hvis indhold hovedsagelig er vand.
Transportblærer, som navnet antyder, deltager i flytningen af stoffer til andre steder i cellen. Sekretoriske vesikler fjerner i mellemtiden affaldsmateriale eller kemikalier (såsom dem, der er involveret i synapsen af neuroner.)
Hos mennesker er mutationer i gener, der koder for lysosomenzymer, forbundet med mere end 30 medfødte sygdomme. Disse patologier er omfattet af udtrykket "lysosomale lagringssygdomme."
Overraskende nok opstår mange af disse tilstande fra beskadigelse af et enkelt lysosomalt enzym..
Hos berørte individer er konsekvensen af at have et ikke-funktionelt enzym inde i lysosomerne ophobning af affaldsprodukter.
Den mest almindelige lysosomale aflejringsændring er kendt som Gauchers sygdom, og den er forbundet med en mutation i genet, der koder for det enzym, der er ansvarligt for glycolipider. Som en underlig kendsgerning viser sygdommen en forholdsvis høj hyppighed blandt den jødiske befolkning, der rammer 1 ud af hver 2.500 personer..
Endnu ingen kommentarer