Hvad er lysosomer: Lysosomernes struktur, sammensætning og funktioner

Hvordan kan en celle "fordøje" stoffer, der kommer ind i cytoplasmaet? Svaret kan opnås ved at overveje, hvad et lysosom er. Hvad er deres struktur? På grund af hvilke egenskaber er disse organeller i stand til at udføre deres funktion?

Lysosomer. Funktioner af struktur og funktion

Lysosom er en organoid af en celle ca. 0,2 μm i størrelse, omgivet af en enkelt membran og indeholdende hydrolytiske enzymer. Hovedfunktionen af sådanne vesikler er spaltningen af stoffer, der kommer ind i cellen gennem endocytose eller deres egne molekyler, hvor der ikke længere er noget behov.

Hvad er lysosomet i form af struktur?

Spaltning eller nedbrydning af stoffer udføres ved hjælp af hydrolaser - enzymer, der er i stand til at arbejde i et surt miljø. For at opretholde en lav pH indbygges vakuolære type ATPaser (V-type) ind i lysosommembranen. Den specifikke struktur af dette kompleks tillader, at protonerne af hydrogen pumpes imod koncentrationsgradienten og derved øger deres mængde i organets indre medium.

Hydrolaser kan kun fungere i et surt miljø. Dette spiller en vigtig beskyttende rolle, da mediet i cellens cytoplasma er praktisk talt neutralt. Hvis lysosomens membran er beskadiget på en eller anden måde, og enzymerne kommer ind i cytosolen, vil de miste evnen til at nedbryde stoffer og organeller.

Lysosomets membran består af lamellære og micellare regioner. Gabet mellem phospholipidlagene er fyldt med vand. Over hele området af membranen er spredt adskillige porer, som også er fyldt med vand og kan lukkes af polære molekyler. Et sådant kompleks af membranområder og poresystemet gør det muligt at trænge ind i organellen både hydrofobe og hydrofile molekyler.

Hvordan dannes lysosomer

De proteiner, der er nødvendige til opbygning af et lysosom, syntetiseres oprindeligt i ESR. Derefter skal de "markeres" ved vedhæftning af mannosesten. Denne mannoserest er et specifikt signal for Golgi-apparatet: proteinerne koncentreres på ét sted, hvorefter en boble med lytiske enzymer syntetiseres fra dem. Det er, hvad lysosomer er i biologi.

Internt indhold af lysosomer

Hvad er lysosomer og hvad er sammensætningen af det indre miljø i disse organeller?

Inde i lysosomet opretholdes et surt medium, hvis pH når 4,5-5. Under sådanne betingelser kan enzymer opfylde deres opdelingsfunktion. Hydrolaser er et fælles navn for en hel klasse enzymer. I alt indeholder lysosomet omkring 40 forskellige biologisk aktive molekyler, som katalyserer deres egen, absolut specifikke reaktion.

Følgende enzymer kan findes i lysosoms interne indhold:

• Acid phosphatase - spalter stoffer indeholdende fosfatgrupper;
• Nuclease - ødelægger nukleinsyrerne ;
• Protease-spalter proteiner;
• Collagenase - ødelægger kollagenmolekyler;
• Lipase - spalter estere ;
• Glycosidase - accelerere reaktionen af kulhydratspaltning;
• Asparaginase - spalter asparaginsyre;
• Glutaminase - ødelægger glutaminsyre.

I alt indeholder lysosomer omkring 40 forskellige typer hydrolaser. Derfor kan spørgsmålet om, hvad der er et lysosom, i biologi besvares: et lagerhus af enzymer.

Typer af lysosomer

Der er 4 typer lysosomer: primære og sekundære lysosomer, autophagosomer og resterende legemer.

Dannelsen af lysosomer er en kompleks proces, der ledsages af driften af forskellige signalmolekyler på overfladen af EPR og AG. Det primære lysosom er et lille hætteglas, der skilles fra membranen af Golgi-apparatet.

Det primære lysosom indeholder i første omgang hele det kompleks af enzymer, der er nødvendige for spaltningen af makromolekyler.

Sekundært lysosom er en struktur, der er stor i volumen. Det dannes ved sammensmeltning af den primære vesikel med stoffer fanget af endocytose eller med produkterne af cellemetabolisme, der skal bortskaffes.

Dannelsen af autophagosomer er forbundet med en proces som autophagy-absorption og "fordøjelse" af de brugte organelle celler.

Den gennemsnitlige varighed af mitokondrier er 10 dage. Når organellen ikke er i stand til at udføre sine funktioner, skal den bortskaffes. Til dette formål omgiver en række primære lysosomer mitokondrier og er sammenføjet. Som et resultat dannes et autofagosom af stor størrelse, inden i hvilken mitokondrialklyvningen begynder på monomerer.

Hvad er en tilbageværende krop af lysosomer? Dette er det sidste punkt i lysosoms funktion, når enzymerne har udført deres arbejde, og i organellen er der stoffer, der ikke kan undergå yderligere spaltning. Ufordøjet rester er simpelthen smidt ud af buret.

Sygdomme forbundet med nedsat lysosomal aktivitet

Enzymerne fungerer ikke altid ordentligt. Lysosomer udfører kun spaltningens funktion, når hydrolaser ikke har nogen forstyrrelser i strukturen. Derfor er mange sygdomme forbundet med lysosomer baseret på enzymernes forkerte arbejde.

Sådanne afvigelser kaldes akkumulationssygdomme. Dette betyder, at hvis et bestemt enzym er mangelfuldt, er dets basiske substrat simpelthen ikke fordøjet i lysosomet, hvorfor det akkumuleres og forårsager ugunstige konsekvenser.

Sphingolipidose, Tay-Sachs syndrom, Sendhoffs sygdom, Niemann-Pick-sygdom, leukodystrofi - alle disse sygdomme er forbundet med unormal drift af lysosomernes enzymer eller deres fuldstændige fravær. De fleste sygdomme er recessive.