Kas ir lizosomas: lizosomu struktūra, sastāvs un funkcijas

Kā šūna var "sagremot" vielas, kas nonāk citoplazmā? Atbildi var iegūt, apsverot to, kas ir lizosoms. Kāda ir to struktūra? Sakarā ar kādām īpašībām šīs organellas spēj pildīt savu funkciju?

Lizosomas. Struktūras un funkcijas iezīmes

Lizosoms ir apmēram 0,2 μm izmēra šūnas organoīds , ko ieskauj viena membra un satur hidrolītiskus enzīmus. Šo vezikulu galvenā funkcija ir vielu, kas nonāk šūnā caur endocitozi vai to molekulām, šķelšanos, kurā vairs nav vajadzības.

Kāda ir lizosoma struktūras izteiksmē?

Vielu sadalīšana vai degradācija tiek veikta ar hidrolāzu palīdzību - fermentiem, kas spēj strādāt skābā vidē. Lai saglabātu zemu pH līmeni, vakuolārā tipa ATPases (V tipa) ir iebūvētas lizosomas membrānā. Šī kompleksa īpašā struktūra ļauj ūdeņraža protonus sūknēt pret koncentrācijas gradientu , tādējādi palielinot to daudzumu organelle iekšējā vidē.

Hidrolazes var funkcionēt tikai skābā vidē. Tam ir svarīga aizsargierīce, jo šūnas citoplazmā vidē ir praktiski neitrāla. Ja lizosomas membrāna kaut kādā veidā tiek bojāta, un šie fermenti nonāk citosolā, tie zaudēs spēju sadalīt vielas un organellus.

Lizosomas membrāna sastāv no plakņu un micellāru reģioniem. Atšķirības starp fosfolipīdu slāņiem tiek piepildītas ar ūdeni. Visā membrānas laukumā ir izkaisīti daudz poru, kas arī ir piepildīti ar ūdeni un var aizvērt ar polāro molekulu palīdzību. Šāds membrānas reģionu komplekss un poru sistēma ļauj organismā iekļūt gan hidrofobās, gan hidrofilās molekulās.

Kā veidojas lizosomi

Olbaltumvielas, kas nepieciešamas lizosomas veidošanai, sākotnēji tiek sintezētas ESR. Tad tiem jābūt "atzīmētiem", piestiprinot mannozes atlikumu. Šis mannozes atlikums ir īpašs signāls Golgi aparātam: proteīni koncentrējas vienā vietā, pēc tam no tiem tiek sintezēts burbuļa ar litiku fermentu. Tas ir tas, kas lizosomām ir bioloģijā.

Lizosomu iekšējais saturs

Kas ir lizozīcijas un kāds ir šo organellu iekšējās vides sastāvs?

Lizosomas iekšienē tiek uzturēta skāba barotne, kuras pH līmenis ir 4,5-5. Šādos apstākļos fermenti var izpildīt savu sadalīšanas funkciju. Hidrolazes ir parastais nosaukums visai fermentu klasei. Kopumā lizosoms satur apmēram 40 dažādas bioloģiski aktīvas molekulas, kas katalizē to pašu, absolūti specifisku reakciju.

Lizosomas iekšējā saturā var atrast šādus enzīmus:

• Acid fosfatāzes - šķelšanās vielas, kas satur fosfātu grupas;
• Nukleāze - iznīcina nukleīnskābes ;
• Proteāzes - saplīst proteīni;
• Kollagenāze - iznīcina kolagēna molekulas;
• Lipāzes - šķelšanās esteri ;
• Glikozidāze - paātrina ogļhidrātu šķelšanās reakciju;
• Asparagināze - šķelšanās asparagīnskābe;
• Glutamīns - iznīcina glutamīnskābi.

Kopumā lizosomās ir apmēram 40 dažādu veidu hidrolāzes. Tādēļ uz jautājumu par to, kas ir lizosoms, bioloģijā var atbildēt: fermentu krājums.

Lizosomu veidi

Pastāv 4 veidu lizosomas: primārās un sekundārās lizosomas, autophagosomes un atlikušie asinsvadi.

Lizosomu veidošanās ir sarežģīts process, ko papildina dažādu signālu molekulu darbība uz EPR un AG virsmas. Primārais lizosoms ir neliels flakons, ko Golgi aparāts noņem no membrānas.

Primārais lizosoms sākotnēji satur visu kompleksu fermentu, kas nepieciešami makromolekulu šķelšanai.

Sekundārā lizosoma ir liela apjoma struktūra. To veido primārā pūslīša saplūšana ar vielām, kuras notvertas endocitoze, vai ar šūnu metabolismu, kas jāiznīcina.

Autofagosomu veidošanās ir saistīta ar tādu procesu, kā iztērēto organelālo šūnu autofagija - absorbcija un "gremošana".

Vidējais mitohondriju ilgums ir 10 dienas. Kad organelle nespēj pildīt savas funkcijas, tā jāiznīcina. Lai to panāktu, vairākas primārās lizosomas aptver mitohondrijas un ir savstarpēji savienotas. Rezultātā tiek veidota liela izmēra autofagozome, kurā mitohondriju šķelšanās sākas ar monomēriem.

Kas ir atlikušais lizosomu ķermenis? Tas ir pēdējais lizosomas funkcionēšanas punkts, kad fermenti ir veicuši savu darbu, un organelālā ir vielas, no kurām nevar izārstēt turpmāku šķelšanos. Nesaglabātās atliekas tiek vienkārši izmesti no būra.

Slimības, kas saistītas ar lizosomu traucējumiem

Fermenti ne vienmēr darbojas pareizi. Lizosomas pilda šķelšanās funkciju tikai tad, ja hidrolāzēs struktūras traucējumi nav. Tādēļ daudzas slimības, kas saistītas ar lizosomām, pamatojas uz nepareizu fermentu darbību.

Šādas novirzes sauc par uzkrāšanās slimībām. Tas nozīmē, ka, ja noteiktā fermenta deficīts, tā pamatne substrāts vienkārši nav gremzēts lizosomā, tāpēc tas uzkrājas un rada nelabvēlīgas sekas.

Sphingolipidosis, Tay-Sachs sindroms, Sendhofa slimība, Nyman-Pick slimība, leikodistrofija - visas šīs slimības ir saistītas ar lizosomu enzīmu patoloģisku darbību vai to pilnīgu neesamību. Lielākā daļa slimību ir recesīvas.