Co jsou to lysosomy: struktura, složení a funkce lysosomů

Jak může bunka "trávit" látky, které vstupují do cytoplazmy? Odpověď může být získána zvážením toho, co je lysozom. Jaká je jejich struktura? Které vlastnosti jsou tyto organely schopny plnit svou funkci?

Lysosomy. Vlastnosti struktury a funkce

Lysosom je buněčné organely o velikosti asi 0,2 μm obklopené jednou membránou a obsahujícím hydrolytické enzymy. Hlavní funkcí takových bublinek je štěpení látek, které vstupují do buňky endokytem nebo jejich vlastními molekulami, ve kterých už není potřeba.

Jaký je lysosom z hlediska struktury?

Štěpení nebo degradace látek se provádí pomocí hydroláz - enzymů schopných pracovat v kyselém prostředí. K udržení nízkého pH jsou v lysosomové membráně zabudovány vakuolární ATPázy (typ V). Specifická struktura tohoto komplexu umožňuje injekci proti koncentrační gradient protony vodíku, čímž se zvyšuje jejich množství ve vnitřním prostředí organel.

Hydrolázy mohou fungovat pouze v kyselém prostředí. To hraje důležitou ochrannou roli, protože v roce 2006 buněčné cytoplazmy prostředí je téměř neutrální. Pokud je membrána lysozomu nějakým způsobem poškozena a enzymy vstupují do cytosolu, ztratí schopnost rozkládat látky a organely.

Membrána lysosomu sestává z lamelární a micelární oblasti. Mezery mezi fosfolipidovými vrstvami jsou naplněny vodou. Četné póry jsou rozptýleny po celé ploše membrány, které jsou také naplněny vodou a mohou být uzavřeny polárními molekulami. Takový komplex částí membrány a systému pórů umožňuje proniknout do organel a hydrofobních a hydrofilních molekul.

Jak se tvoří lysozomy

Proteiny potřebné pro vytvoření lysosomu jsou zpočátku syntetizovány v ESR. Pak musí být "označeny" připojením zbytku manózy. Tento mannózový zbytek je specifickým signálem pro Golgiho aparát: proteiny jsou koncentrovány na jednom místě, po kterém je z nich syntetizována bublina s lytickými enzymy. To jsou to, co jsou lysozomy v biologii.

Interní obsah lysosomů

Co jsou lysosomy a jaké je složení vnitřního prostředí těchto organel?

Uvnitř lysozomu je podporována kyselé prostředí, jehož pH dosahuje 4,5-5. Za takových podmínek mohou enzymy splnit svou funkci štěpení. Hydrolázy jsou běžným názvem celé třídy enzymů. Celkově obsahuje lysosom asi 40 různých biologicky aktivních molekul, které katalyzují vlastní, naprosto specifickou reakci.

Následující enzymy lze nalézt ve vnitřním obsahu lysosomu:

• kyselá fosfatáza - štěpí látky obsahující fosfátové skupiny;
• nukleáza - ničí nukleových kyselin;
• proteáza - štěpí bílkoviny;
• Kolagenasa - zničí molekuly kolagenu;
• lipáza - štěpí estery;
• glykosidáza - urychluje reakci štěpení sacharidů;
• asparagináza - štěpí kyselinu asparagovou;
• Glutamináza - ničí kyselinu glutamovou.

Celkově obsahují lysosomy asi 40 různých typů hydroláz. Proto v odpovědi na otázku o tom, co jsou lysozomy, v biologii můžeme odpovědět: sklad enzymů.

Druhy lysosomů

Existují 4 typy lysosomů: primární a sekundární lysosomy, autofagosomy a zbytkové buňky.

Tvorba lysosomů je komplexní proces, který je doprovázen operací různých signálních molekul na povrchu EPR a AG. Primární lyzozom je malá lahvička, která se od membrány odděluje pomocí přístroje Golgi.

Primární lyzozom zpočátku obsahuje celý komplex enzymů nezbytných pro štěpení makromolekul.

Sekundární lysozom je struktura, která má velký objem. Je tvořena fúzí primárního vezikula se sloučeninami zachycenými endocytózou nebo produkty buněčného metabolismu, které musí být odstraněny.

Tvorba autofagosomů je spojena s procesem, jako je autofagie - absorpce a "trávení" vyčerpaných buněk organel.

Průměrná doba trvání mitochondrií je 10 dní. Jakmile organel není schopen plnit své funkce, musí být zlikvidován. Aby to bylo dosaženo, mnoho primárních lysosomů obklopovalo mitochondrie a vzájemně se spojilo. Výsledkem je tvorba autofagosomu velkých velikostí, uvnitř kterého začíná mitochondriální štěpení monomerů.

Co je lysozom ve formě zbytkového těla? Jedná se o konečný bod fungování libovolného lysosomu, když enzymy vykonaly svou práci, a v organelách existují látky, které nemohou projít dalším štěpením. Nenestranné zbytky jsou jednoduše vyhozeny z klece.

Nemoci spojené s narušenou lysozomální aktivitou

Enzymy nefungují správně. Lysosomy vykonávají funkci štěpení pouze tehdy, když hydrolázy nemají narušení struktury. Proto mnoho nemocí spojených s lysosomy je založeno na nesprávné funkci enzymů.

Takové odchylky se nazývají akumulační onemocnění. To znamená, že pokud je určitý enzym nedostatečný, jeho základní substrát prostě není lysosom tráven, a proto se hromadí a způsobuje nepříznivé následky.

Sfingolipidoz, Tay-Sachs syndrom, Sendhoffa choroby, Niemann-Pickova choroba, leukodystrofii - všechny tyto choroby jsou spojeny s poruše lysozomálního enzymu nebo jejich úplné nepřítomnosti. Většina nemocí je recesivní.