אילו אברונים נחשבים כמרכז המיחזור של התא?

ליזוזומים הם אברונים העוסקים ונפטרים חלבונים לא רצויים, DNA, RNA, פחמימות ו ליפידים בתא. החלק הפנימי של הליזוזום הוא חומצי ומכיל אנזימים רבים המפרקים מולקולות. זה מכונה מרכז המיחזור של התא, אבל זה לא אומר רק תפקיד פסיבי בתא.

מלבד פירוק מולקולות לא רצויות, ואפילו אברונים אחרים, פונקציית המיחזור שלה היא במרכז תהליך הנקרא אוטופגיה, בו התא מעכל את עצמו. אוטופגיה מופעלת כאשר התא נמצא במתח והוא דרך אחת בה תא עובר הזדקנות, או עצירת גדילה, כדי לשמר אנרגיה. ליזוזומים הם גם מרכיבים חיוניים של מקרופאגים, המגנים על הגוף מפני פתוגנים.

הליזוזום הוא שקיק ממברנה השואב פרוטונים, או יונים מימן, למרכזו, וגורם לפנים שלו להיות pH חומצי של 5. הוא מכיל 50 סוגים שונים של אנזימים, הנקראים הידרולזות, המפרקים את הקשרים הכימיים המחזיקים מולקולות יחד.

האנזימים הליזוזומל ייחודיים בכך שהם מתפקדים רק ב- pH חומצי, בניגוד ל- pH pH הניטרלי יחסית של הציטופלזמה. זהו אמצעי הגנה עבור התא, במקרה שקיק הליזוזום נשבר והאנזימים משתחררים. אם האנזימים היו נכנסים לציטופלזמה, הם היו מתפרקים ומשמידים רכיבי תאים חיוניים, אשר יפגעו בתא ובאורגניזם.

ליזוזומים נוצרים משקיות קטנות, הנקראות שלפוחית, הנובעות ממתחם גולגי - "סניף הדואר" השולח שקיות ברחבי התא. שקית הליזוזום מתמזגת עם אנדוזומים, שהם שקיות שצבטו מקרום פני התא. השקיק החדש הנובע מהאיחוי הזה הופך לליזוזום בוגר.

הליזוזומים מעכלים את כל מה שבתוכם, שיכולים להיות חלקיקים שנבלעים מהסביבה החיצונית של התא או מאברונים ומולקולות שנמצאים בתוך התא. לאחר מכן ניתן למחזר את החלקים והחתיכות הנובעים מעיכול המולקולות ליצירת דברים חדשים, כולל:

• חֶלְבּוֹן
• DNA
• סוכרים 
• שומנים

הם יכולים גם להתקלקל עוד יותר במקום להיות ממוחזרים. לתאים חיסוניים, כגון מקרופאגים הנוטפים חלקיקים זרים ופתוגנים, יש ליזוזומים רבים כדי לפרק את הפולשים הזרים הללו.

כאשר תאים נלחצים בגלל חוסר איזון כימי, כגון יותר מדי רדיקלי חמצן מסוכנים המיוצר על ידי התגובות הכימיות היום יומיות בתא, הוא עובר סוג של מעצר גדילה הנקרא הְזדַקְנוּת. רדיקלים של חמצן הם מולקולות לא יציבות המפרקות קשרים כימיים במולקולות אחרות, ועלולות לגרום למוטציות. הזדקנות היא תהליך בו התא מפסיק לצמוח והופך לרדום.

חלק ממה שקורה בגיל ההזדקנות הוא תהליך הנקרא אוטופגיה, או אכילה עצמית, במהלכו התא מתחיל לעכל את האברונים שלו. ליזוזומים הם האברונים העיקריים המבצעים אוטופגיה.

יש 30 מחלות אנושיות שונות הנובעות ממוטציות של גנים המקודדות לאנזימים בליזוזום - הן נקראות מחלות אגירה ליזוזומליות.

מחלה כזו היא מחלת טיי-סאך, הגורמת לפיגור שכלי ובעיות עצב אחרות. מחלה זו נגרמת על ידי מוטציה בגן האחראי על עיכול מולקולת שומן הנמצאת בתאי המוח. ליזוזומים בחולי טיי-סך נסתמים במולקולת השומן הזו, הנקראת GM2 ganglioside, שגורמת להם להתנפח ולשבש את תפקוד תא המוח.

דוגמה נוספת נקראת מחלת פאברי. מחלה זו נגרמת על ידי מוטציה נדירה בגן GLA. זה גורם לאנשים מושפעים לריכוז נמוך יותר של אנזים המפרק את מולקולות השומן GL-3 ו- GB-3. כמו מחלת טיי-סאך, זה "סותם" את הליזוזום ומונע תפקוד תקין, מה שמוביל לכאבים חזקים, שבץ מוחי, התקפי לב ועוד בגיל צעיר מאוד.