Minden élő sejtnek van egy sor olyan szerkezete, amely lehetővé teszi az élő szervezet összes tulajdonságának bemutatását. A megfelelő működéshez a sejtnek elegendő tápanyagot kell kapnia, le kell bontania és energiát kell felszabadítania, amelyet aztán az életfolyamatok támogatására fordítanak.
Az energiagazdálkodás összetett folyamatainak első szakaszában a sejt lizoszómái találhatók, amelyek a diktioszóma (Golgi-komplexus) lapított ciszternáinak szélei mentén vannak befűzve.
A lizoszómák működése
A lizoszómák 0,2-2 mikron átmérőjű, gömb alakú, egymembrános testek, amelyek hidrolitikus enzimek komplexét tartalmazzák. Képesek lebontani minden természetes polimert vagy összetett szerkezetű anyagot, amely tápanyagként vagy idegen anyagként kerül a sejtbe:
- fehérjék és polipeptidek;
- poliszacharidok (keményítő, dextrinek, glikogén);
- nukleinsavak;
- lipidek.
Ezt a hatékonyságot körülbelül 40 különböző típusú enzim biztosítjamind a lizoszóma mátrixában, mind a membrán belső oldalán tapadó állapotban.
Lysosome Chemistry
A lizoszómát körülvevő membrán megvédi az organellumokat és más sejtkomponenseket az enzimkomplex általi megemésztéstől. De végül is magában a vezikulában minden enzim fehérje eredetű, miért nem bontják le a proteázok?
A tény az, hogy a lizoszómák belsejében az enzimek glikozilált állapotban vannak. Ez a szénhidrát "héj" miatt a proteolitikus enzimek rosszul ismerik fel őket.
A lizoszómán belüli környezet reakciója enyhén savas (pH 4,5–5), ellentétben a hialoplazma szinte semleges reakciójával. Kedvező feltételeket teremt az enzimek működéséhez, és a H+-ATPáz munkája biztosítja, amely protonokat pumpál az organellumba.
Lizoszóma átalakulási folyamat
Morfológiailag a sejtben a lizoszómák két fő típusát különböztetjük meg - az elsődleges és a szekunder.
Az elsődleges lizoszómák kisméretű, sima falú vagy szegélyezett hólyagok, amelyek elkülönülnek a Golgi-komplexum ciszternáitól. Egy sor hidrolitikus enzimet tartalmaznak, amelyeket korábban szemcsés (durva) EPR membránokon alakítottak ki. A tápanyag szubsztrát felszívódásáig a lizoszómák inaktív formában vannak.
Az enzimek működéséhez az élelmiszer-részecskéknek vagy folyadékoknak be kell jutniuk a lizoszómába. Ez kétféleképpen történik:
- Autofágia, amikor egy táplálékrészecskét egy lizoszóma vesz fel a környező citoplazmából. Ebben az esetben az organellum membránja a részecskével való érintkezés helyén invaginálódikés endocitikus vezikulát képez, majd befűződik a lizoszómába.
- Heterofágia esetén, amikor a lizoszóma egyesül a sejt citoplazmájában megrekedt endocitikus vezikulákkal a kívülről érkező szilárd részecskék vagy folyadékok felszívódása következtében.
A másodlagos lizoszómák olyan hólyagok, amelyek enzimeket és emésztési szubsztrátot is tartalmaznak. Kifejezett hidrolitikus aktivitás jellemzi őket, és a szubsztrát primer lizoszóma általi felszívódásának eredményeként jönnek létre.
Annak ellenére, hogy a lizoszóma funkciói a szilárd szerves részecskék és oldott anyagok emésztésére (lebontására) redukálódnak, a folyamat sokoldalúságát a másodlagos lizoszómák képessége biztosítja:
- egyesülnek az elsődleges lizoszómákkal, amelyek az enzimek új részét hozzák be;
- egyesüljön új élelmiszer-részecskékkel vagy endocitikus vezikulákkal, fenntartva a folyamatos lebomlási folyamatot;
- egyesülnek más másodlagos lizoszómákkal, hogy egy nagy szerkezetet képezzenek, amely képes más sejtszervecskék elnyelésére;
- abszorbeálja a pinocita hólyagokat, és multivezikuláris testté alakul.
A lizoszóma szerkezete nem változik drámaian. Általában csak a mérete nő.
Más típusú lizoszómák
Néha a lizoszómába került anyagok lebomlása nem megy a végére. Az emésztetlen részecskék nem távoznak el az organellumból, hanem felhalmozódnak benne. A hidrolitikus enzimkészlet kimerülése, a tartalom tömörítése és feldolgozása után a lizoszóma szerkezete összetettebbé, rétegesebbé válik. Pigmentek is lerakódhatnak. A lizoszóma maradék testté alakul.
Továbbá a maradék testek a sejtben maradnak, vagy exocitózissal eltávolíthatók onnan.
Autofagoszómák megtalálhatók a protista sejtekben. Természetüknél fogva a másodlagos lizoszómákhoz tartoznak. Ezekben az organellumokban nagy sejtösszetevők és citoplazmatikus struktúrák maradványai találhatók. A sejtkárosodás, a sejtszervecskék öregedése során keletkeznek, és a sejtkomponensek hasznosítására, monomerek felszabadítására szolgálnak.
A lizoszóma funkciói a sejtben
A lizoszómák mindenekelőtt ellátják a sejtet a szükséges építőanyaggal, depolimerizálják a bekerült anyagokat.
A szénhidrátok lebontása fontos láncszem a sejt energia-anyagcseréjében, szubsztrátot biztosít a mitokondriumok átalakulásához.
A lizoszómák a szervezet immunrendszerében is védelmi láncszemek:
- A baktériumok leukociták általi fagocitózisa után a lizoszómák a tartalmukat a fagocita vezikula üregébe öntik, és elpusztítják a káros mikroorganizmust.
- Proteolitikus enzimek felszabadítása apoptózis során – programozott sejthalál.
- Használja fel a sérült és "elöregedett" sejtszervecskéket.
A sejtburjánzással kombinálva a lizoszómák részvétele a különböző struktúrák hasznosítási folyamatában biztosítja a szervezet megújulását.
