Lüsosoomid on organellid, mis seedivad ja kõrvaldavad soovimatut valku, DNA-d, RNA-d, süsivesikuid ja lipiidid kambris. Lüsosoomi sisemus on happeline ja sisaldab palju ensüüme, mis molekule lagundavad. Seda nimetatakse raku taaskasutuskeskuseks, kuid see ei tähenda, et see mängiks rakus ainult passiivset rolli.
Peale soovimatute molekulide ja isegi teiste organellide lagundamise on selle ringlussevõtu funktsioon autofaagiaks nimetatud protsessi keskmes, kus rakk seedib ennast. Autofaagia käivitub siis, kui rakk on stressi all ja see on üks viis, kuidas rakk läbib energia säilitamiseks vananemise või kasvu peatumise. Lüsosoomid on ka makrofaagide olulised komponendid, mis kaitsevad keha patogeenide eest.
Happeline sisu
Lüsosoom on membraanist kott, mis pumpab prootoneid või vesiniku ioone oma keskele, põhjustades selle sisemuse happelise pH 5. See sisaldab 50 erinevat tüüpi ensüüme, mida nimetatakse hüdrolaasideks, mis lõhustavad molekule koos hoidvad keemilised sidemed.
Lüsosomaalsed ensüümid on ainulaadsed selle poolest, et need toimivad ainult happelise pH korral, erinevalt tsütoplasma suhteliselt neutraalsest 7,2 pH-st. See on raku kaitse, juhul kui lüsosoomikott puruneb ja ensüümid vabanevad. Kui ensüümid satuksid tsütoplasmasse, laguneksid ja hävitaksid rakkude olulised komponendid, mis kahjustaks rakku ja organismi.
Taaskasutuskeskused
Lüsosoomid moodustuvad väikestest kottidest, mida nimetatakse vesiikuliteks, mis punguvad Golgi kompleksist - "postkontorist", mis saadab kotid kogu lahtrisse. Seejärel sulandub lüsosoomikott endosoomidega, mis on rakupinna membraanist sisse pigistatud kotid. Selle sulandumise tulemusel tekkivast uuest kotist saab küps lüsosoom.
Lüsosoomid seedivad kõike, mis nende sees on, milleks võivad olla raku väliskeskkonnast neelatud osakesed või raku sees olevad organellid ja molekulid. Molekulide seedimisel tekkinud tükke saab seejärel taaskasutada, et teha uusi asju, sealhulgas:
- Valk
- DNA
- Suhkrud
- Rasvad
Samuti võivad nad ringlussevõtu asemel veelgi rohkem laguneda. Immuunrakkudel, näiteks võõrosakesi ja patogeene neelavatel makrofaagidel, on nende võõraste sissetungijate lagundamiseks palju lüsosoome.
Autofaagia ja sünd
Kui rakud on stressis keemilise tasakaalustamatuse tõttu, näiteks liiga ohtlike hapnikuradikaalide tõttu mida tekitavad rakus igapäevased keemilised reaktsioonid, läbib see kasvu peatumise vormi vananemine. Hapnikuradikaalid on ebastabiilsed molekulid, mis lõhustavad keemilisi sidemeid teistes molekulides ja võivad põhjustada mutatsioone. Senesents on protsess, mille käigus rakk lakkab kasvamast ja uinub.
Osa vananemisest toimub protsessis, mida nimetatakse autofaagiaks või isesöömiseks, mille käigus rakk hakkab oma organelle seedima. Lüsosoomid on peamised organofaagid, mis teostavad autofaagiat.
Lüsosomaalsed haigused
Inimesel on 30 erinevat haigust, mis tulenevad geenimutatsioonidest, mis kodeerivad lüsosoomis ensüüme - neid nimetatakse lüsosoomide säilitamise haigusteks.
Üks selline haigus on Tay-Sachi tõbi, mis põhjustab vaimset alaarengut ja muid närviprobleeme. Selle haiguse põhjustab mutatsioon geenis, mis vastutab ajurakkudes leiduva rasva molekuli seedimise eest. Tay-Sachi patsientide lüsosoomid on ummistunud selle rasva molekuliga, mida nimetatakse GM2 ganglioosiidiks, mis põhjustab nende paisumist ja ajuraku funktsiooni häirimist.
Teist näidet nimetatakse Fabry haiguseks. Selle haiguse põhjustab haruldane mutatsioon GLA geenis. See põhjustab mõjutatud isikutel madalamat ensüümi kontsentratsiooni, mis lagundab rasvamolekule GL-3 ja GB-3. Nagu Tay-Sachi tõbi, ummistab see lüsosoomi ja takistab selle korralikku toimimist, põhjustades väga varases eas tugevat valu, insulti, infarkti ja palju muud.