Lisosom adalah organel yang mencerna dan membuang protein, DNA, RNA, karbohidrat, dan lemak di dalam sel. Bagian dalam lisosom bersifat asam dan mengandung banyak enzim yang memecah molekul. Disebut sebagai pusat daur ulang sel, namun bukan berarti hanya berperan pasif di dalam sel.
Selain memecah molekul yang tidak diinginkan, dan bahkan organel lain, fungsi daur ulangnya adalah pusat dari proses yang disebut autophagy, di mana sel mencerna dirinya sendiri. Autophagy dipicu ketika sel berada di bawah tekanan dan merupakan salah satu cara di mana sel mengalami penuaan, atau penghentian pertumbuhan, untuk menghemat energi. Lisosom juga merupakan komponen penting dari makrofag, yang mempertahankan tubuh terhadap patogen.
Kandungan asam
Lisosom adalah kantong membran yang memompa proton, atau ion hidrogen, ke pusatnya, menyebabkan bagian dalamnya memiliki pH asam 5. Ini berisi 50 jenis enzim yang berbeda, yang disebut hidrolase, yang memecah ikatan kimia yang menyatukan molekul.
Enzim lisosom unik karena hanya berfungsi pada pH asam, berbeda dengan pH sitoplasma 7,2 yang relatif netral. Ini adalah perlindungan bagi sel, jika kantong lisosom pecah dan enzim dilepaskan. Jika enzim masuk ke sitoplasma, mereka akan memecah dan menghancurkan komponen sel penting, yang akan membahayakan sel dan organisme.
Pusat Daur Ulang
Lisosom terbentuk dari kantong kecil, yang disebut vesikel, yang tumbuh dari kompleks Golgi - "kantor pos" yang mengirimkan kantong ke seluruh sel. Kantung lisosom kemudian menyatu dengan endosom, yaitu kantung yang terjepit dari membran permukaan sel. Kantung baru yang dihasilkan dari fusi ini menjadi lisosom yang matang.
Lisosom mencerna apa pun yang ada di dalamnya, yang dapat berupa partikel yang ditelan dari lingkungan luar sel atau organel dan molekul yang ada di dalam sel. Potongan-potongan yang dihasilkan dari pencernaan molekul kemudian dapat didaur ulang untuk membuat hal-hal baru, termasuk:
- Protein
- DNA
- Gula
- lemak
Mereka juga dapat dipecah lebih jauh daripada didaur ulang. Sel-sel kekebalan, seperti makrofag yang menelan partikel asing dan patogen, memiliki banyak lisosom untuk memecah penyusup asing ini.
Autophagy dan Penuaan
Ketika sel-sel stres karena ketidakseimbangan kimia, seperti terlalu banyak radikal oksigen berbahaya dihasilkan oleh reaksi kimia sehari-hari di dalam sel, ia mengalami bentuk penghentian pertumbuhan yang disebut penuaan. Radikal oksigen adalah molekul tidak stabil yang memecah ikatan kimia pada molekul lain, dan dapat menyebabkan mutasi. Penuaan adalah proses di mana sel berhenti tumbuh dan menjadi tidak aktif.
Bagian dari apa yang terjadi dalam penuaan adalah proses yang disebut autophagy, atau makan sendiri, di mana sel mulai mencerna organelnya sendiri. Lisosom adalah organel utama yang melakukan autophagy.
Penyakit Lisosom
Ada 30 penyakit manusia yang berbeda yang dihasilkan dari mutasi gen yang mengkode enzim dalam lisosom -- mereka disebut penyakit penyimpanan lisosom.
Salah satu penyakit tersebut adalah penyakit Tay-Sach, yang menyebabkan keterbelakangan mental dan masalah saraf lainnya. Penyakit ini disebabkan oleh mutasi pada gen yang bertanggung jawab untuk mencerna molekul lemak yang ditemukan di sel-sel otak. Lisosom pada pasien Tay-Sach tersumbat oleh molekul lemak ini, yang disebut gangliosida GM2, yang menyebabkannya membengkak dan mengganggu fungsi sel otak.
Contoh lain disebut penyakit Fabry. Penyakit ini disebabkan oleh mutasi langka pada gen GLA. Hal ini menyebabkan individu yang terkena memiliki konsentrasi enzim yang lebih rendah yang memecah molekul lemak GL-3 dan GB-3. Seperti penyakit Tay-Sach, ini "menyumbat" lisosom dan mencegah berfungsinya dengan baik, menyebabkan rasa sakit yang parah, stroke, serangan jantung, dan banyak lagi pada usia yang sangat dini.