Co jsou lysozomy: 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 organoid buněk o velikosti asi 0,2 μm, obklopený jednou membránou a obsahující hydrolytické enzymy. Hlavním úkolem takových vezikul je štěpení látek, které vstupují do buňky endocytózou nebo jejich vlastními molekulami, ve kterých již není potřeba.

Jaký je lysosom z hlediska struktury?

Štěpení nebo degradace látek se provádí pomocí hydroláz - enzymů schopných pracovat v kyselém prostředí. Za účelem udržení nízkého pH jsou do lysosomové membrány zabudovány vakuolární ATPázy (typu V). Konkrétní struktura tohoto komplexu umožňuje, aby byly protony vodíku čerpány proti koncentračnímu gradientu , čímž se zvýšilo jejich množství ve vnitřním médiu organel.

Hydrolázy mohou fungovat pouze v kyselém prostředí. To hraje důležitou ochrannou roli, protože v cytoplazmě buňky je médium prakticky neutrální. Pokud je membrána lysozomu nějakým způsobem poškozena a enzymy vstupují do cytosolu, ztratí schopnost rozkládat látky a organely.

Membrána lysosomu se skládá z lamelárních a micelárních oblastí. Mezery mezi fosfolipidovými vrstvami jsou naplněny vodou. Přes celou oblast membrány jsou rozptýleny četné póry, které jsou také naplněny vodou a mohou být uzavřeny polárními molekulami. Takový komplex membránových regionů a systému pórů umožňuje proniknout do organely jak hydrofobních, tak hydrofilních molekul.

Jak se tvoří lysozomy

Proteiny nezbytné pro vytvoření lysozomu jsou zpočátku syntetizovány v ESR. Pak musí být "označeny" připojením zbytku manózy. Tento mannózový zbytek je specifickým signálem pro Golgiho aparát: bílkoviny se koncentrují na jednom místě, po kterém se z nich syntetizuje bublina s lytickými enzymy. To je to, co lysozomy jsou v biologii.

Vnitřní obsah lysosomů

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

V lysosomu se udržuje kyselé médium, 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 nukleové kyseliny ;
• Proteáza - štěpí bílkoviny;
• Kolagenasa - zničí molekuly kolagenu;
• Lipáza - štěpí estery ;
• Glykosidáza - urychluje reakci štěpení sacharidů;
• Asparaginasa - štěpí kyselinu asparagovou;
• Glutaminasa - ničí kyselinu glutamovou.

Celkově obsahují lysosomy asi 40 různých typů hydroláz. Proto je možné odpovědět na otázku, co je lysozom, v biologii: sklad enzýmů.

Typy lysosomů

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

Tvorba lysosomů je komplexní proces, který je doprovázen působením různých signálních molekul na povrchu EPR a AG. Primárním lyzozomem je malá lahvička, která se oddělí od membrány pomocí přístroje Golgi.

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

Sekundární lyzozom je struktura, která má velký objem. Je tvořena fúzí primárních vezikulů látkami zachycenými endocytózou nebo produkty metabolismu buněk, 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 vykonávat své funkce, musí být zlikvidován. Za tímto účelem řadu primárních lysosomů obklopují mitochondrie a jsou spojeny dohromady. Výsledkem je tvorba autofagosomu velkých velikostí, uvnitř kterého začíná mitochondriální štěpení monomerů.

Co je to zbytkové tělo lysosomů? To je konečný bod fungování libovolného lyzosomu, když enzymy dokončily 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 žádné poruchy ve struktuře. Proto mnoho onemocnění spojených s lysosomy je založeno na nesprávné práci enzymů.

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

Sphingolipidóza, syndrom Tay-Sachs, Sendhoffova choroba, nemoc Niemann-Pick, leukodystrofie - všechny tyto nemoci jsou spojeny s abnormální funkcí enzymů lysosomů nebo jejich úplnou absencí. Většina nemocí je recesivní.