Značilnosti, struktura, funkcije in vrste lizosomov

The lizosomi So celične organele, obkrožene z membranami, ki se nahajajo znotraj živalskih celic. So predelki, ki imajo kisli pH in so bogati s prebavnimi encimi, ki lahko razgradijo kakršno koli biološko molekulo: beljakovine, ogljikovi hidrati in nukleinske kisline.

Poleg tega lahko razgradijo material iz celice zunaj. Zato imajo lizosomi več funkcij v presnovi celic in zahvaljujoč svoji sestavi, ki je bogat s hidrolitičnimi encimi, jih običajno imenujemo "želodec" celice.

Lizosomi tvorijo zlitje veziklov, ki izhajajo iz Golgijevega aparata. Celica prepozna nekatere sekvence, ki delujejo kot "nalepke" v hidrolitnih encimih in jih pošlje v lizosome v tvorbi.

Te vakuole so sferične in njihova velikost se precej razlikuje, saj je dokaj dinamična struktura celic.

[TOC]

Zgodovinsko odkritje in perspektiva

Lizosome je pred več kot 50 leti odkril raziskovalec Christian de Duve. Duveova ekipa je izvajala eksperimente, ki vključujejo tehniko podceličnega frakcioniranja, da bi raziskali lokacijo nekaterih encimov.

Ta eksperimentalni protokol je omogočil odkritje organelov, saj so raziskovalci opazili, da se je sproščanje hidrolitskih encimov povečalo, ko so dodali spojine, ki so poslabšale membrane.

Nato je izboljšanje tehnik v molekularni biologiji in obstoj boljše opreme - kot so elektronski mikroskopi, uspelo potrditi njihovo prisotnost. Pravzaprav bi lahko sklepali, da lizosomi zasedajo 5% znotrajceličnega volumna.

Čas po njegovem odkritju bi lahko v notranjosti pokazali prisotnost hidroliznih encimov, zaradi česar je lizosom nekakšen degradacijski center. Poleg tega se je povezal z lizosomi z endocitnim življenjem.

Zgodovinsko gledano so lizosomi obravnavali kot končno točko endocitoze, ki se uporabljajo samo za razgradnjo molekul. Danes je znano, da so liozomi dinamični celični predelki, ki se lahko združijo z dodatno raznolikostjo organelov.

Značilnosti lizosomov

Protoni, ki črpajo skozi membrano lizosoma. Vir: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Morfologija lizosomov

Lizosomi so edinstveni predelki živalskih celic, v katerih so različne encime, ki so sposobni hidroliziranja beljakovin in prebavljanja določenih molekul.

So vakuole sferičnih in gostih oblik. Velikost strukture je široko raznolika in je odvisna od predhodno zajetega materiala.

Los Lysosomas, skupaj z endoplazemskim retikulu in Golgijevim aparatom, so del endomembranske celice celice. Čeprav so te tri strukture omrežja membrane, se med seboj ne kontinuirajo.

Lizosomi vsebujejo več encimov

Glavna značilnost lizosomov je baterija hidrolitnih encimov v notranjosti. Obstaja približno 50 encimov, ki lahko razgradijo široko paleto biomolekul.

Lahko vam služi: Raznovanje celic: načela, komponente, odgovori (primeri)

Med njimi so jedra, proteaze in fosfataze (ki odstranjujejo fosfatne skupine fosfolipidov in drugih spojin). Poleg tega vsebujejo druge encime, zadolžene za razgradnjo polisaharidov in lipidov.

Logično je, da je treba te prebavne encime prostorsko ločiti od preostalih celičnih komponent. Tako lahko celica "izbere" spojine, ki jih je treba odpraviti, saj lahko uravnava elemente, ki vstopajo v lizosom.

Atmosfera lizosomov je kisla

Notranjost lizosomov je kislina (blizu 4.8), in encimi, ki vsebujejo dobro to stanje pH. Zato so znane kot kisle hidrolaze.

Značilno kislinsko pH tega celičnega predelka se vzdržuje zaradi prisotnosti črpalke protonov in kloridnega kanala v membrani. Skupaj prevažata klorovodikovo kislino (HCl) v lizosom. Črpalka je nameščena zasidrana v membrani organele.

Funkcija tega kislega pH je aktivacija različnih hidroliznih encimov, ki so prisotni v lizosomu, in se čim bolj izogibajte - njeno encimsko aktivnost do nevtralnega pH citosola.

Na ta način že imamo dve oviri, ki delujeta kot zaščita nenadzorovane hidrolize: Encime hranite v izoliranem predelu in da ti encimi dobro delujejo na pH kislina tega predelka.

Čeprav je bila lizosomska membrana zlomljena, osvobodilni encimi ne bi imeli velikega učinka - zaradi nevtralnega pH citosola.

Funkcije

Lizosomi v človeški celici

V notranjosti lizosoma prevladujejo hidrolitski encimi, zato so pomembno območje presnove celic, kjer se prebava zunajceličnih beljakovin, ki vstopajo v celico.

Nato bomo temeljito raziskali.

Avtofagija

Kaj je avtofagija?

Mehanizem, ki uspe zajeti celične beljakovine, se imenuje avtofagija "Jejte se". Ta dogodek pomaga ohranjati celično homeostazo, ki razgrajujejo celične strukture, ki niso več potrebne, in prispeva k recikliranju organelov.

Skozi ta pojav se pojavi tvorba veziklov, imenovanih avtofagosomi. To so majhna območja citoplazme ali drugih celičnih predelkov, iz endoplazemskega retikuluma, ki se združi z lizosomi.

Obe organeli se lahko združita, saj ju omejuje plazemska membrana lipidne narave. Analogno je, da se poskusite pridružiti dvema milnima mehurčkom - oblikovali boste večji.

Po združitvi je encimska vsebnost lizosoma odgovorna za degradiranje komponent, ki so bile znotraj drugega vezikla. Zdi se, da je zajem teh molekul postopek, ki nima selektivnosti, kar povzroči razgradnjo beljakovin, ki se nahajajo v dolgem delu citosolu.

Vam lahko služi: krvne celice: vrste, značilnosti in funkcije

Avtofagija in obdobja na tešče

V celici se zdi, da je dogodek avtofagije urejen s količino razpoložljivih hranil.

Ko telo doživi nekaj pomanjkanja hranil ali poskusi podaljšano obdobja na tešče, se aktivirajo poti razgradnje. Na ta način celica uspe razgraditi beljakovine, ki niso bistveni, in doseže ponovno uporabo nekaterih organelov.

Vedite, da imajo lizosomi pomembno vlogo v času posta, je povečalo zanimanje raziskovalcev v omenjeni Organelu.

Avtofagija in razvoj organizmov

Poleg aktivne udeležbe v obdobjih nizke prehranske vsebnosti imajo lizosomi pomembno vlogo pri razvoju nekaterih rodov organskih bitij.

V nekaterih primerih razvoj pomeni popolno preoblikovanje organizma, kar pomeni, da je treba med postopkom odpraviti nekatere organe ali strukture. Na primer pri metamorfozi žuželk na primer hidrolitna vsebnost lizosomov prispeva k preoblikovanju tkiv.

Endocitoza in fagocitoza

Endocitoza in fagocitoza imata vlogo pri jemanju elementov zunaj celic in njene poznejše razgradnje.

Med fagocitozo so nekatere celice - na primer makrofagi - odgovorne za zaužitje ali razgradljivost delcev velikih velikosti, kot so bakterije ali celice celic.

Te molekule zaužijejo fagocitna vakuola, imenovana fagosom, ki se bo, tako kot v prejšnjem primeru, združila z liosomi. Združitve povzroči sproščanje prebavnih encimov v fagu.

Vrste lizosomov

Nekateri avtorji ločijo ta predel v dveh glavnih vrstah: tipa I in tipa II. Tip I ali primarni lizosomi sodelujejo pri shranjevanju hidroliznih encimov, sekundarni lizosomi pa so povezani s procesi katalize.

Tvorba lizosomov

Nastajanje lizosomov se začne z zajemanjem molekul s konca endocitnega vezikula. Slednje se združi z drugimi strukturami, imenovanimi zgodnji endosomi.

Nato zgodnji endosomi trpijo z zorenjem in povzročijo pozne endosome.

V postopku usposabljanja se pojavi tretja komponenta: transportni vezikli. Te vsebujejo kisle hidrolaze iz transma mreže Golgijevega aparata. Obe strukturi - transportni vezikli in pozni endosomi - se po pridobitvi niza lizosomalnih encimov združita in preoblikujeta v lizosom.

Vam lahko služi: protoplazma

Med postopkom pride do recikliranja membranskih receptorjev z recikliranjem endosomov.

Kislinske hidrolaze se med postopkom združitve organelov ločijo od receptorja za fosfat Hand-6, ki povzročajo lizosome. Ti receptorji spet vstopijo v omrežje Golgi Trans.

Razlike med endosomi in lizosomi

Zmeda med endosomi in lizosomskimi izrazi je pogosta. Prvi so celični predelki, obkroženi z membrano - kot lizosomi. Vendar je ključno razlikovanje med obema organelima, da lizosomi nimajo receptorjev rok-6-fosfata.

Poleg teh dveh bioloških subjektov obstajajo tudi druge vrste veziklov. Ena od njih so vakuole, katerih vsebnost je predvsem voda.

Transportni vezikli, kot že ime pove, sodelujejo pri premiku snovi na druge lokacije celic. Sekretar Vesicles medtem odpravi odpadke ali kemični material (na primer tisti, ki sodelujejo v nevroni Synapse.)

Povezane bolezni

Pri ljudeh so mutacije v genih, ki kodirajo za encime lizosoma, povezane z več kot 30 prirojenimi boleznimi. Te patologije so zajete v izrazu "bolezni litosomskih depozitov."

Presenetljivo je, da mnogi od teh pogojev nastanejo zaradi poškodbe enega samega lizosomalnega encima.

Pri prizadetih posameznikih je posledica nefunkcionalnega encima znotraj lizosomov kopičenje odpadnih proizvodov.

Najpogostejša sprememba lizosomalnega nahajališča je znana kot Gaucherjeva bolezen in je povezana z mutacijo v genu, ki kodira za encim, zadolžen za glikolipide. Kot radovedno dejstvo bolezen kaže dokaj visoko pogostost med populacijo Judov, prizadetim na 1 na 2500 posameznikov.

Reference

1. Cooper, g. M., Hausman, r. In., & Hausman, r. In. (2000). Celica: molekularna pristop. ASM Press.
2. Holtzman, e. (2013). Lizosomi. Springer Science & Business Media.
3. Hsu, v. W., Lee, s. In., & Yang, j. S. (2009). Razvijajoče se podcenjevanje oblikovanja kopij. Nature pregleduje molekularno celično biologijo, 10(5), 360.
4. Kierszenbaum, a. L., & Tri, l. (2015). Histologija in celična biologija: Uvod v e-knjigo patologije. Elsevier Health Sciences.
5. Luzio, j. Str., Hackmann in., Osemnajsti, n. M., & Griffiths, g. M. (2014). Biogeneza lizosomov in organelov, povezanih z lizosomom. Perspektive hladnega spomladanskega pristanišča v biologiji, 6(9), A016840.
6. Luzio, j. Str., Pryor, str. R., & Bright, n. Do. (2007). Lizosomi: fuzija in funkcija. Nature pregleduje molekularno celično biologijo, 8(8), 622.
7. Luzio, j. Str., Rous, b. Do., Svetlo, n. Do., Pryor, str. R., Mulock, b. M., & Piper, r. C. (2000). Fuzija in biogeneza lizosoma-endosoma. J Cell Sci, 113(9), 1515-1524.