Lysosomas egenskaper, struktur, funktioner och typer

De lysosom De är cellulära organeller omgiven av membran som finns i djurceller. De är fack som har ett surt pH och är rika på matsmältningsenzymer, som kan förnedra någon form av biologisk molekyl: proteiner, kolhydrater och nukleinsyror.

Dessutom kan de försämra material från cellen utanför. Därför har lysosomer flera funktioner i cellmetabolismen och tack vare deras sammansättning som är rik på hydrolytiska enzymer kallas de vanligtvis cellens "mage".

Lysosomer bildas av sammansmältningen av vesiklar som dyker upp från Golgi -apparaten. Cellen känner igen vissa sekvenser som fungerar som "etiketter" i hydrolytiska enzymer och skickar dem till lysosomer i formation.

Dessa vakuoler är sfäriska och deras storlek varierar avsevärt, att vara en ganska dynamisk cellstruktur.

[TOC]

Historisk upptäckt och perspektiv

Lysosomerna upptäcktes för mer än 50 år sedan av forskaren Christian de Duve. Duves team gjorde experiment med den subcellulära fraktioneringstekniken för att undersöka platsen för vissa enzymer.

Detta experimentella protokoll tillät upptäckten av organellerna, eftersom forskarna märkte att frisättningen av hydrolytiska enzymer ökade när de tillsatte föreningar som försämrades membranen.

Därefter lyckades förbättringen av tekniker inom molekylärbiologi och förekomsten av bättre utrustning - såsom elektroniska mikroskop, bekräfta deras närvaro. I själva verket kan man dra slutsatsen att lysosomer upptar 5% av den intracellulära volymen.

Tid efter upptäckten kan närvaron av hydrolytiska enzymer inuti bevisas inuti, vilket gör lysosomen till ett slags nedbrytningscenter. Dessutom relaterade det till lysosomer till endocytiskt liv.

Historiskt sett betraktades lysosomer som slutpunkten för endocytos, som endast användes för molekylnedbrytning. Idag är det känt att lyosomer är dynamiska cellfack, som kan slås samman med en extra variation av organeller.

Egenskaper hos lysosomer

Protoner som pumpar genom lysosommembranet. Källa: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)]

Lysosoms morfologi

Lysosomer är unika fack av djurceller som innehåller en mängd enzymer som kan hydrolysera proteiner och smälta vissa molekyler.

De är vakuoler av sfäriska och täta former. Strukturens storlek är mycket varierad och beror på materialet som tidigare har fångats.

Los Lysosomas, tillsammans med endoplasmatisk retikulum och Golgis apparat, är en del av cellens endomembranbraniska cell. Även om dessa tre strukturer är membrannätverk är de inte kontinuerliga med varandra.

Lysosomer innehåller flera enzymer

Lysosomernas huvudsakliga kännetecken är batteriet av hydrolytiska enzymer inuti. Det finns cirka 50 enzymer som kan försämra ett brett spektrum av biomolekyler.

Det kan tjäna dig: cellirritabilitet: principer, komponenter, svar (exempel)

Bland dessa är nukleas, proteaser och fosfataser (som tar bort fosfatgrupper av fosfolipider och andra föreningar). Dessutom innehåller de andra enzymer som ansvarar för nedbrytningen av polysackarider och lipider.

Logiskt sett måste dessa matsmältningsenzymer separeras rumsligt från resten av cellulära komponenter för att undvika okontrollerad nedbrytning av dem. Således kan cellen "välja" de föreningar som måste elimineras, eftersom den kan reglera elementen som kommer in i lysosomen.

Lysosomernas atmosfär är sur

Lysosomernas inre är syra (nära 4.8), och enzymerna som innehåller fungerar bra för detta pH -tillstånd. Därför är de kända som sura hydrolaser.

Det karakteristiska syratens pH i detta cellfack upprätthålls tack vare närvaron av en protonpump och en kloridkanal i membranet. Tillsammans transporterar de saltsyra (HCl) in i lysosomen. Pumpen är belägen förankrad i organellmembranet.

Funktionen för detta sura pH är aktiveringen av de olika hydrolytiska enzymerna som finns i lysosomen och undviker - så långt som möjligt - dess enzymatiska aktivitet till det neutrala pH i cytosolen.

På detta sätt har vi redan två barriärer som fungerar som skydd av okontrollerad hydrolys: hålla enzymer i ett isolerat fack, och att dessa enzymer fungerar bra för det syra pH i detta fack.

Även om lysosommembranet bröts skulle befrielseenzymer inte ha någon stor effekt - på grund av det neutrala pH i cytosolen.

Funktioner

Lysosomer i en mänsklig cell

Den inre sammansättningen av en lysosom domineras av hydrolytiska enzymer, så de är en viktig region av cellmetabolism där matsmältningen av extracellulära proteiner som kommer in i cellen genom endocytos, återvinning av organeller och cytosoliska proteiner genomförs.

Därefter kommer vi att utforska grundligt.

Autofagi

Vad är autofagi?

En mekanism som lyckas fånga cellproteiner kallas autofagi "Eat Yourself". Denna händelse hjälper till att upprätthålla cellhomeostas, förnedrande cellstrukturer som inte längre är nödvändiga och bidrar till återvinning av organeller.

Genom detta fenomen inträffar bildningen av vesiklar som kallas autofagosomer. Dessa är små regioner i cytoplasma eller andra cellfack, från endoplasmatisk retikulum som sammanslager med lysosomerna.

Båda organellerna har förmågan att smälta samman, eftersom de avgränsas av ett plasmamembran av en lipid natur. Det är analogt att försöka gå med i två tvålbubblor - du kommer att bilda en större.

Efter sammanslagningen är det enzymatiska innehållet i lysosomen ansvarigt för att förnedra de komponenter som var inne i den andra vesikelformade. Fångsten av dessa molekyler verkar vara en process som saknar selektivitet, vilket orsakar nedbrytning av protein beläget i den långa löst cytosolen.

Kan tjäna dig: blodceller: typer, egenskaper och funktioner

Autofagi och fasta perioder

I cellen verkar autofagihändelsen regleras av mängden tillgängliga näringsämnen.

När kroppen upplever viss näringsbrist eller experiment förlängda fastaperioder, aktiveras nedbrytningsvägar. På detta sätt lyckas cellen försämra proteiner som inte är väsentliga och uppnår återanvändning av vissa organeller.

Vet att lysosomer spelar en viktig roll under fastaperioder, har ökat forskarnas intresse i nämnda organell.

Autofagi och utveckling av organismer

Förutom deras aktiva deltagande i perioder med lågt näringsinnehåll har lysosomer en viktig roll under utvecklingen av vissa organiska varelser linjer.

I vissa fall innebär utveckling den totala ombyggnaden av organismen, vilket innebär att vissa organ eller strukturer måste elimineras under processen. I insektsmetamorfos, till exempel, bidrar det hydrolytiska innehållet i lysosomer till vävnadsombyggnad.

Endocytos och fagocytos

Endocytos och fagocytos har en roll i att ta element externa till cellerna och dess efterföljande nedbrytning.

Under fagocytos är vissa celler - såsom makrofager - ansvariga för intag eller förnedrar partiklar av betydande storlek, såsom bakterier eller celler i celler.

Dessa molekyler intas av en fagocytisk vakuola, kallad fagosom, som, som i föregående fall, kommer att smälta samman med lyosomer. Fusionen resulterar i frisläppandet av matsmältningsenzymer inuti fagen.

Typer av lysosomer

Vissa författare gör skillnaden mellan detta fack i två huvudtyper: Typ I och typ II. De av typ I eller primära lysosomer är involverade i lagring av hydrolytiska enzymer, medan sekundära lysosomer är relaterade till katalysprocesser.

Lysosomsbildning

Bildningen av lysosomer börjar med fångst av molekyler från slutet av endocytisk vesikel. Den senare smälter samman med andra strukturer som kallas tidiga endosomer.

Därefter lider tidiga endosom en mognadsprocess och ger upphov till sena endosomer.

En tredje komponent visas i träningsprocessen: Transportvesiklar. Dessa innehåller sura hydrolaser från transnätverket av Golgi -apparaten. Båda strukturerna - transportvesiklar och sena endosomer - slås samman och förvandlas till en lysosom, efter att ha förvärvat uppsättningen av lysosomala enzymer.

Kan tjäna dig: protoplasma

Under processen inträffar återvinning av membranreceptorer genom återvinningsendosomer.

Syrahydrolaser separeras från hand-6-fosfatreceptorn under fusionsprocessen för organeller som ger upphov till lysosomer. Dessa receptorer kommer in i Golgi Trans Network igen.

Skillnader mellan endosomer och lysosomas

Förvirring mellan endosomer och lysosomtermer är vanligt. De förstnämnda är cellfack omgiven av membran - som lysosomer. Den avgörande skillnaden mellan båda organellerna är emellertid att lysosomer saknar hand-6-fosfatreceptorer.

Förutom dessa två biologiska enheter finns det andra typer av vesiklar. En av dem är vakuoler, vars innehåll främst är vatten.

Transportvesiklar, som namnet antyder, deltar i förflyttningen av ämnen till andra cellplatser. Sekreterare vesiklar eliminerar under tiden avfall eller kemiskt material (som de som deltar i neurons synapse.)

Tillhörande sjukdomar

Hos människor är mutationer i generna som kodar för enzymerna i lysosomen associerade med mer än 30 medfödda sjukdomar. Dessa patologier omfattas av termen ”litosomiska depositionssjukdomar."

Överraskande uppstår många av dessa tillstånd från skador på ett enda lysosomalt enzym.

Hos drabbade individer är konsekvensen av att ha ett icke -funktionellt enzym inuti lysosomer ackumulering av avfallsprodukter.

Den vanligaste förändringen av lysosomal insättning är känd som Gauchers sjukdom och är associerad med en mutation i genen som kodar för enzymet som ansvarar för glykolipider. Som ett nyfiken faktum visar sjukdomen en ganska hög frekvens bland befolkningen av judar, som påverkas till 1 per 2500 individer.

Referenser

1. Cooper, g. M., Hausman, r. OCH., & Hausman, r. OCH. (2000). Cellen: En metodmolekylär. ASM Press.
2. Holtzman, E. (2013). Lysosomer. Springer Science & Business Media.
3. Hsu, v. W., Lee, s. OCH., & Yang, J. S. (2009). Den utvecklande understundationen av kopieringsvesikelbildning. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 10(5), 360.
4. Kierszenbaum, a. L., & Tre, L. (2015). Histologi och cellbiologi: En introduktion till patologi E-bok. Elsevier Health Sciences.
5. Luzio, J. P., Hackmann och., Artonde, n. M., & Griffiths, G. M. (2014). Biogenesen av lysosomer och lysosomrelaterade organeller. Kall vår hamnperspektiv i biologi, 6(9), A016840.
6. Luzio, J. P., Pryor, s. R., & Ljus, n. TILL. (2007). Lysosomer: fusion och funktion. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 8(8), 622.
7. Luzio, J. P., Rous, b. TILL., Ljus, n. TILL., Pryor, s. R., Mulock, B. M., & Piper, r. C. (2000). Lysosom-endosomfusion och lysosombiogenes. J Cell Sci, 113(9), 1515-1524.