Lizozomi sunt organite care digeră și elimină proteine nedorite, ADN, ARN, carbohidrați și lipide în celulă. Interiorul lizozomului este acid și conține multe enzime care descompun moleculele. Este denumit centrul de reciclare al celulei, dar asta nu înseamnă că joacă doar un rol pasiv în celulă.
În afară de descompunerea moleculelor nedorite și chiar a altor organite, funcția sa de reciclare se află în centrul unui proces numit autofagie, în care celula se digeră singură. Autofagia este declanșată atunci când celula este supusă stresului și este un mod prin care o celulă suferă senescență sau stop de creștere, pentru a conserva energia. Lizozomii sunt, de asemenea, componente esențiale ale macrofagelor, care apără organismul împotriva agenților patogeni.
Conținut acid
Lizozomul este o pungă cu membrană care pompează protoni, sau ioni de hidrogen, în centrul său, determinând interiorul său un pH acid de 5. Conține 50 de tipuri diferite de enzime, numite hidrolaze, care rup legăturile chimice care țin moleculele împreună.
Enzimele lizozomale sunt unice prin faptul că funcționează doar într-un pH acid, spre deosebire de pH-ul relativ neutru de 7,2 al citoplasmei. Aceasta este o protecție pentru celulă, în cazul în care punga lizozomului se rupe și enzimele sunt eliberate. Dacă enzimele ar pătrunde în citoplasmă, acestea s-ar descompune și ar distruge componentele celulare esențiale, ceea ce ar dăuna celulei și organismului.
Centre de reciclare
Lizozomii se formează din pungile mici, numite vezicule, care apar din complexul Golgi - „oficiul poștal” care trimite pungile în întreaga celulă. Punga lizozomală se fuzionează apoi cu endosomii, care sunt pungile care se ciupesc din membrana suprafeței celulei. Noua pungă rezultată din această fuziune devine lizozomul matur.
Lizozomii digeră orice este în interiorul lor, care pot fi particule înghițite din mediul extern al celulei sau organite și molecule care se află în interiorul celulei. Bucățile care rezultă din digestia moleculelor pot fi apoi reciclate pentru a face lucruri noi, inclusiv:
- Proteină
- ADN
- Zaharuri
- Grăsimi
De asemenea, pot fi defalcate și mai mult în loc să fie reciclate. Celulele imune, cum ar fi macrofagele care înghit particule străine și agenți patogeni, au mulți lizozomi pentru a descompune acești intruși străini.
Autofagie și Senescență
Când celulele sunt stresate din cauza unui dezechilibru chimic, cum ar fi prea mulți radicali de oxigen periculoși produs de reacțiile chimice de zi cu zi din celulă, suferă o formă de stop de creștere numită senescență. Radicalii de oxigen sunt molecule instabile care rup legăturile chimice din alte molecule și pot provoca mutații. Senescența este un proces în care celula încetează să crească și devine inactivă.
O parte din ceea ce se întâmplă în senescență este un proces numit autofagie sau auto-mâncare, în timpul căruia celula începe să-și digere propriile organite. Lizozomii sunt principalele organite care efectuează autofagie.
Boli lizozomale
Există 30 de boli umane diferite care rezultă din mutațiile genelor care codifică enzimele dintr-un lizozom - acestea se numesc boli de stocare lizozomală.
O astfel de boală este boala Tay-Sach, care provoacă retard mental și alte probleme ale nervilor. Această boală este cauzată de o mutație a unei gene care este responsabilă pentru digestia unei molecule de grăsime care se găsește în celulele creierului. Lizozomii la pacienții cu Tay-Sach sunt înfundați cu această moleculă de grăsime, numită gangliozidă GM2, care îi determină să se umfle și să perturbe funcția celulei creierului.
Un alt exemplu se numește boala Fabry. Această boală este cauzată de o rară mutație a genei GLA. Acest lucru face ca persoanele afectate să aibă o concentrație mai mică de enzimă care descompune moleculele de grăsime GL-3 și GB-3. Ca și boala Tay-Sach, aceasta „înfundă” lizozomul și previne funcționarea corectă, ducând la dureri severe, accidente vasculare cerebrale, atacuri de cord și multe altele la o vârstă foarte fragedă.