Kas yra lizosomos: lizosomų struktūra, sudėtis ir funkcijos
Kaip ląstelė gali "virškinti" medžiagas,kurie patenka į citoplazmą? Atsakymas gali būti gautas apsvarstant, koks yra lizozomas. Kokia jų struktūra? Dėl kokių savybių šie organeliai gali atlikti savo funkcijas?
Lizosomos. Konstrukcijos ir funkcijos ypatybės
Lizosomas yra ląstelės organoidas apie 0,2μm, apsuptas vienos membranos ir turinčių hidrolizinius fermentus. Pagrindinė tokių burbuliukų funkcija yra medžiagų, kurios patenka į ląstelę per endocitozę, arba jų pačių molekulių, kurių nebėra poreikis, skilimas.
Koks yra lizosomas pagal struktūrą?
Medžiagų suskaidymas arba skaidymasyra atliekamas hidrolazių pagalba - fermentais, galinčiais dirbti rūgštinėje aplinkoje. Norint išlaikyti žemą pH, liuzozės membranoje įterpiamos vakuolinės tipo ATPazės (V tipo). Konkreti šio komplekso struktūra leidžia vandenilio protonus pumpuoti prieš koncentracijos gradientą, tokiu būdu didinant jų kiekį vidinėje organelės aplinkoje.
Hidrolazės gali veikti tik inrūgštinė aplinka. Tai atlieka svarbų apsauginį vaidmenį, nes ląstelės citoplazmoje terpė yra praktiškai neutrali. Jei lizosomos membrana tam tikru būdu yra pažeista, o fermentai patenka į citozolį, jie praranda galimybę suskaidyti medžiagas ir organelius.
Lizosomos membrana susideda iš plokščių irmicellar sites. Spragos tarp fosfolipidinių sluoksnių užpildomos vandeniu. Visoje membranos zonoje yra daugybė porų, kurios taip pat užpildytos vandeniu ir gali būti uždaromos poline molekulėmis. Toks membranos ir porų sistemos kompleksas leidžia įsiskverbti į organelle ir hidrofobines bei hidrofilines molekules.
Kaip susidaro lizosomos?
Baltymai, reikalingi lizozomei sukurti,iš pradžių sintezuota EPR. Tada jie turi būti "pažymėti" pridedant manozės liekaną. Šis manozės likutis yra specifinis Golgi aparato signalas: baltymai koncentruojami vienoje vietoje, po to sintezuojamas burbuliukas su lytinių fermentų. Būtent tai lizosomos yra biologijoje.
Lizosomų vidinis turinys
Kas yra lizosomos ir kokia yra šių organelių vidinė aplinka?
Lizosomos viduje palaikoma rūgštinė terpė, pHkuris pasiekia 4,5-5. Esant tokioms sąlygoms, fermentai gali atlikti savo suskaidymo funkciją. Hidrolazės yra bendras pavadinimas visai fermentų klasei. Iš viso lizosomų yra apie 40 skirtingų biologiškai aktyvių molekulių, kurios katalizuoja savo, visiškai specifinę reakciją.
Šių fermentų galima rasti lizosomos vidiniame turinyje:
- rūgštinės fosfatazės - skaldančios medžiagos, turinčios fosfatų grupių;
- nuclease - naikina nukleino rūgštis;
- proteazės - skaldo baltymai;
- Collagenase - sunaikina kolageno molekules;
- Lipazė - skaldo esterius;
- glikozidazė - pagreitina angliavandenių skilimo reakciją;
- asparaginazė - skaldo asparto rūgštį;
- Glutaminazė - sunaikina glutamino rūgštį.
Iš viso lizosomos yra apie 40 skirtingų tipų hidrolazių. Todėl, atsakydami į klausimą apie tai, kas yra lizosomų, biologijoje galime atsakyti: fermentų sandėlis.
Lizosomų tipai
Yra 4 tipų lizosomų: pirminės ir antrinės lizosomos, autophagosomes ir liekamieji kraujo kūneliai.
Lizosomų susidarymas yra sudėtingas procesas, kuriskartu su įvairių signalų molekulių ant EPR ir AG paviršiaus darbą. Pirminis lizosomas yra mažas buteliukas, kurį Golgi aparatas išskiria iš membranos.
Pirminis lizosomas iš pradžių turi visą fermentų kompleksą, būtiną makromolekulių skilimui.
Antrinė lizosoma yra didelė struktūraapimtis Ją sudaro pirminio pūslelio sujungimas su medžiagomis, įstrigusių endocitozėmis, arba su ląstelių metabolizmo produktais, kuriuos reikia šalinti.
Autofagozomų susidarymas yra susijęs su tokiu procesu, kaip autofagija - absorbuojama ir išgaunama organelle ląstelės.
Vidutinė mitochondrijų trukmė yra10 dienų. Kai organelle negali atlikti savo funkcijų, ji turi būti pašalinta. Norėdami tai padaryti, daugelis pirminių lizosomų supa mitochondrijas ir jungiasi viena su kita. Dėl to susidaro didelių dydžių autofagozoma, kurios viduje prasideda mitochondrijų skilimas iš monomerų.
Kas yra lizosomas likusio kūno pavidale?Tai yra galutinis lizosomų funkcionavimo taškas, kai fermentai atlieka savo darbą, o organelle yra medžiagų, kurios negali būti toliau skaidomos. Nesupakuoti likučiai yra tiesiog išmesti iš narvo.
Ligos, susijusios su sutrikusia lizosomine veikla
Fermentai ne visada tinkamai veikia.Lizosomos skilimo funkciją atlieka tik tada, kai hidrolazės neturi struktūros sutrikimų. Todėl daugelis ligų, susijusių su lizosomomis, yra pagrįstos netinkamu fermentų veikimu.
Tokie nukrypimai vadinami kaupimosi ligomis.Tai reiškia, kad jei tam tikras fermentas trūksta, jo pagrindinis substratas tiesiog nėra virškinamas lizosomoje, todėl jis kaupiasi ir sukelia nepalankias pasekmes.
Sphingolipidosis, Tay-Sachs sindromas, ligaSendhoffas, Nyman-Pick ligos, leukodistrofija - visos šios ligos yra susijusios su lizosomų fermentų sutrikimu arba jų visišku nebuvimu. Daugelis ligų yra recesyviai.
