Lysosomasegenskaper, struktur, funksjoner og typer

De lysosomer De er cellulære organeller omgitt av membraner som er lokalisert inne i dyreceller. De er rom som har en sur pH og er rike på fordøyelsesenzymer, som er i stand til å nedbryte noen form for biologiske molekyl: proteiner, karbohydrater og nukleinsyrer.

I tillegg kan de nedbryte materiale fra celle utenfor. Derfor har lysosomer flere funksjoner i cellemetabolisme, og takket være deres sammensetning rik på hydrolytiske enzymer, kalles de vanligvis "magen" av cellen.

Lysosomer dannes ved fusjon av vesikler som dukker opp fra Golgi -apparatet. Cellen gjenkjenner visse sekvenser som fungerer som "etiketter" i hydrolytiske enzymer og sender dem til lysosomer i formasjonen.

Disse vakuolene er sfæriske og størrelsen deres varierer betydelig, og er en ganske dynamisk cellestruktur.

[TOC]

Historisk oppdagelse og perspektiv

Lysosomene ble oppdaget for mer enn 50 år siden av forsker Christian de Duve. Duves team gjorde eksperimenter som involverte den subcellulære fraksjonsteknikken, for å undersøke plasseringen av visse enzymer.

Denne eksperimentelle protokollen tillot oppdagelsen av organellene, siden forskerne la merke til at frigjøring av hydrolytiske enzymer økte da de la til forbindelser som forverret membranene.

Deretter klarte forbedring av teknikker i molekylærbiologi og eksistensen av bedre utstyr - for eksempel elektroniske mikroskop, å bekrefte deres tilstedeværelse. Faktisk kan det konkluderes med at lysosomer okkuperer 5% av intracellulært volum.

Tid etter oppdagelsen kan tilstedeværelsen av hydrolytiske enzymer inni bevises inne, noe. I tillegg var det relatert til lysosomer til endocytisk liv.

Historisk sett ble lysosomer betraktet som sluttpunktet for endocytose, bare brukt til nedbrytning av molekyler. I dag er det kjent at lyosomer er dynamiske celle -rom, som er i stand til å slå seg sammen med et ekstra utvalg av organeller.

Kjennetegn på lysosomer

Protoner som pumper gjennom lysosommembranen. Kilde: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]

Morfologi av lysosomer

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 vakuolas av sfæriske og tette former. Størrelsen på strukturen er vidt variert, og avhenger av materialet som tidligere har blitt fanget.

Los lysosomer, sammen med endoplasmatisk retikulum og Golgis apparater, er en del av den endomembranøse cellen i cellen. Selv om disse tre strukturene er membrannettverk, er de ikke kontinuerlige med hverandre.

Lysosomer inneholder flere enzymer

Hovedkarakteristikken ved lysosomer er batteriet til hydrolytiske enzymer inni. Det er omtrent 50 enzymer som er i stand til å nedbryte et bredt spekter av biomolekyler.

Det kan tjene deg: celleirritabilitet: prinsipper, komponenter, svar (eksempler)

Blant disse er kjernen, proteaser og fosfataser (som fjerner fosfatgrupper av fosfolipider og andre forbindelser). I tillegg inneholder de andre enzymer som har ansvaret for nedbrytning av polysakkarider og lipider.

Logisk sett må disse fordøyelsesenzymene skilles romlig fra resten av de cellulære komponentene for å unngå ukontrollert nedbrytning av dem. Dermed kan cellen "velge" forbindelsene som må elimineres, siden den kan regulere elementene som kommer inn i lysosomet.

Lysosomes -atmosfæren er sur

Det indre av lysosomer er syre (nær 4.8), og enzymene som inneholder godt for denne pH -tilstanden. Derfor er de kjent som sure hydrolaser.

Karakteristikksyre -pH i dette cellekammen 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 organellmembranen.

Funksjonen til denne sure pH er aktiveringen av de forskjellige hydrolytiske enzymer som er til stede i lysosomet og unngå - så langt det er mulig - dens enzymatiske aktivitet til den nøytrale pH i cytosol.

På denne måten har vi allerede to barrierer som fungerer som beskyttelse av ukontrollert hydrolyse: Hold enzymer i et isolert rom, og at disse enzymer fungerer godt til syrenes pH i dette rommet.

Selv om lysosommembranen ble ødelagt, ville frigjøringsenzymer ikke ha noen stor effekt - på grunn av den nøytrale pH i cytosol.

Funksjoner

Lysosomer i en menneskelig celle

Den indre sammensetningen av et lysosom er dominert av hydrolytiske enzymer, så de er et viktig område av cellemetabolisme der fordøyelsen av ekstracellulære proteiner som kommer inn i cellen ved endocytose, resirkulering av organeller og cytosoliske proteiner utføres.

Neste skal vi utforske grundig.

Autofagi

Hva er autofagi?

En mekanisme som klarer å fange celleproteiner kalles autofagi "Eat Yourself". Denne hendelsen hjelper med å opprettholde cellehomeostase, nedbrytende cellulære strukturer som ikke lenger er nødvendige og bidrar til gjenvinning av organeller.

Gjennom dette fenomenet oppstår dannelsen av vesikler som kalles autofagosomer. Dette er små regioner i cytoplasmaet eller andre cellekommer, fra endoplasmatisk retikulum som fusjoner med lysosomene.

Begge organellene har evnen til å slå seg sammen, siden de er avgrenset av en plasmamembran av en lipid natur. Det er analogt å prøve å bli med i to såpebobler - du vil danne en større.

Etter fusjonen er det enzymatiske innholdet i lysosomet ansvarlig for å nedbryte komponentene som var i den andre vesikelen som ble dannet. Fangsten av disse molekylene ser ut til å være en prosess som mangler selektivitet, noe som forårsaker nedbrytning av protein lokalisert i det langvarige cytosol.

Kan tjene deg: Blodceller: Typer, egenskaper og funksjoner

Autofagi og faste perioder

I cellen ser det ut til at autofagi -hendelsen er regulert av mengden næringsstoffer som er tilgjengelige.

Når kroppen opplever noe næringsmangel eller eksperimenter forlengede fasteperioder, aktiveres nedbrytningsveier. På denne måten klarer cellen å nedbryte proteiner som ikke er essensielle og oppnår gjenbruk av visse organeller.

Vet at lysosomer spiller en viktig rolle i fasteperioder, har økt forskernes interesse i nevnte organelle.

Autofagi og utvikling av organismer

I tillegg til deres aktive deltakelse i perioder med lavt ernæringsmessig innhold, har lysosomer en viktig rolle under utviklingen av visse organiske vesener avstamninger.

I noen tilfeller innebærer utvikling den totale ombyggingen av organismen, noe som innebærer at visse organer eller strukturer må elimineres under prosessen. Hos insektmetamorfose, for eksempel, bidrar det hydrolytiske innholdet i lysosomer til ombygging av vev.

Endocytose og fagocytose

Endocytose og fagocytose har en rolle i å ta elementer utenfor cellene og dens påfølgende nedbrytning.

Under fagocytose er visse celler - som makrofager - ansvarlige for inntak eller nedbrytende partikler av betydelig størrelse, for eksempel bakterier eller celler i celler.

Disse molekylene blir inntatt av en fagocytisk vakuola, kalt fagosom, som, som i forrige tilfelle, vil slå seg sammen med lyosomer. Fusjonen resulterer i frigjøring av fordøyelsesenzymer inne i fagen.

Typer lysosomer

Noen forfattere skiller seg ut i dette rommet i to hovedtyper: Type I og Type II. De av type I eller primære lysosomer er involvert i lagring av hydrolytiske enzymer, mens sekundære lysosomer er relatert til katalyseprosesser.

Lysosomerdannelse

Dannelsen av lysosomer begynner med fangst av molekyler fra slutten av endocytisk vesikkel. Sistnevnte smelter sammen med andre strukturer som kalles tidlige endosomer.

Deretter lider tidlige endosomer en modningsprosess, og gir opphav til sene endosomer.

En tredje komponent vises i treningsprosessen: Transportvesikler. Disse inneholder syrehydrolaser fra transnettverket til Golgi -apparatet. Begge strukturer - transportvesikler og sene endosomer - blir slått sammen og transformert til et lysosom, etter å ha skaffet seg settet med lysosomale enzymer.

Kan tjene deg: protoplasma

Under prosessen oppstår gjenvinning av membranreseptorer gjennom resirkuleringsendosomer.

Syrehydrolaser skilles fra Fosfatreseptoren Hand-6 under fusjonsprosessen til organeller som gir opphav til lysosomer. Disse reseptorene kommer inn i Golgi Trans -nettverket igjen.

Forskjeller mellom endosomer og lysosomer

Forvirring mellom endosomer og lysosombetegnelser er vanlig. Førstnevnte er cellekommer omgitt av membran - som lysosomer. Imidlertid er det avgjørende skillet mellom begge organellene at lysosomer mangler hånd-6-fosfatreseptorer.

I tillegg til disse to biologiske enhetene, er det andre typer vesikler. En av dem er vakuolas, hvis innhold hovedsakelig er vann.

Transportvesikler, som navnet tilsier, deltar i forskyvningen av stoffer til andre celleplasser. Sekretær vesikler eliminerer i mellomtiden avfall eller kjemisk materiale (for eksempel de som deltar i nevroner synapse.)

Tilknyttede sykdommer

Hos mennesker er mutasjoner i genene som koder for enzymene i lysosomet assosiert med mer enn 30 medfødte sykdommer. Disse patologiene er omfattet i begrepet “litosomiske avsetningssykdommer.""

Overraskende nok oppstår mange av disse forholdene fra skade på et enkelt lysosomalt enzym.

Hos berørte individer er konsekvensen av å ha et ikke -funksjonelt enzym inne i lysosomer akkumulering av avfallsprodukter.

Den vanligste lysosomale avsetningsendringen er kjent som Gauchers sykdom, og er assosiert med en mutasjon i genet som koder for enzymet som har ansvaret for glykolipider. Som et nysgjerrig faktum viser sykdommen en ganske høy frekvens blant befolkningen av jøder, berørt til 1 per 2500 individer.

Referanser

1. Cooper, g. M., Hausman, r. OG., & Hausman, r. OG. (2000). The Cell: A Approach Molecular. ASM Press.
2. Holtzman, e. (2013). Lysosomer. Springer Science & Business Media.
3. Hsu, v. W., Lee, s. OG., & Yang, J. S. (2009). Utviklingen av understunding av kopieringsdannelse. Naturen vurderer molekylær cellebiologi, 10(5), 360.
4. Kierszenbaum, a. L., & Tre, l. (2015). Histologi og cellebiologi: En introduksjon til patologi e-bok. Elsevier Health Sciences.
5. Luzio, J. P., Hackmann, og., Attende, n. M., & Griffiths, G. M. (2014). Biogenesen av lysosomer og lysosomrelaterte organeller. Kald vårhavnperspektiver i biologi, 6(9), A016840.
6. Luzio, J. P., Pryor, p. R., & Lys, n. TIL. (2007). Lysosomer: fusjon og funksjon. Naturen vurderer molekylær cellebiologi, 8(8), 622.
7. Luzio, J. P., Rous, f. TIL., Bright, n. TIL., Pryor, p. R., Mulock, f. M., & Piper, r. C. (2000). Lysosom-endosomfusjon og lysosombiogenese. J Cell Sci, 113(9), 1515-1524.