Лизосомы представляют собой органеллы, которые переваривают и удаляют нежелательные белки, ДНК, РНК, углеводы и липиды в камере. Внутренняя часть лизосомы кислая и содержит много ферментов, расщепляющих молекулы. Его называют центром переработки клеток, но это не значит, что он играет только пассивную роль в клетке.
Помимо разрушения нежелательных молекул и даже других органелл, его функция рециркуляции находится в центре процесса, называемого аутофагией, в котором клетка переваривает себя. Аутофагия запускается, когда клетка находится в состоянии стресса, и является одним из способов, при котором клетка претерпевает старение или остановку роста для сохранения энергии. Лизосомы также являются важными компонентами макрофагов, которые защищают организм от патогенов.
Кислотное содержание
Лизосома представляет собой мембранный мешочек, который перекачивает протоны или ионы водорода в свой центр, в результате чего его внутренняя часть имеет кислый pH, равный 5. Он содержит 50 различных типов ферментов, называемых гидролазами, которые разрывают химические связи, удерживающие молекулы вместе.
Лизосомные ферменты уникальны тем, что они действуют только при кислом pH, в отличие от относительно нейтрального 7,2 pH цитоплазмы. Это защита клетки на случай разрыва лизосомного мешочка и высвобождения ферментов. Если ферменты попадут в цитоплазму, они расщепят и разрушат важные компоненты клетки, что нанесет вред клетке и организму.
Центры переработки
Лизосомы образуются из небольших мешочков, называемых пузырьками, которые отходят от комплекса Гольджи - «почтового отделения», которое рассылает мешочки по клетке. Затем лизосомный мешочек сливается с эндосомами, которые представляют собой мешочки, которые защемляются от мембраны клеточной поверхности. Новый мешок, полученный в результате этого слияния, становится зрелой лизосомой.
Лизосомы переваривают все, что находится внутри них, будь то частицы, захваченные из внешней среды клетки, или органеллы и молекулы, находящиеся внутри клетки. Кусочки и кусочки, полученные в результате переваривания молекул, затем могут быть переработаны для создания новых вещей, в том числе:
- Протеин
- ДНК
- Сахара
- Жиры
Они также могут быть разрушены, а не переработаны. Иммунные клетки, такие как макрофаги, которые поглощают чужеродные частицы и патогены, имеют множество лизосом, которые разрушают этих чужеродных злоумышленников.
Аутофагия и старение
Когда клетки подвергаются стрессу из-за химического дисбаланса, например, слишком большого количества опасных кислородных радикалов производимый повседневными химическими реакциями в клетке, он подвергается форме задержки роста, называемой старение. Кислородные радикалы - это нестабильные молекулы, которые разрывают химические связи в других молекулах и могут вызывать мутации. Старение - это процесс, при котором клетка перестает расти и становится неактивной.
Частично то, что происходит при старении, - это процесс, называемый аутофагией, или самопоеданием, во время которого клетка начинает переваривать собственные органеллы. Лизосомы - это основные органеллы, выполняющие аутофагию.
Лизосомные заболевания
Существует 30 различных заболеваний человека, которые возникают в результате мутаций генов, кодирующих ферменты в лизосомах, - они называются лизосомными болезнями накопления.
Одним из таких заболеваний является болезнь Тай-Сака, которая вызывает умственную отсталость и другие нервные расстройства. Это заболевание вызвано мутацией в гене, отвечающем за переваривание молекулы жира, находящейся в клетках мозга. Лизосомы у пациентов Tay-Sach забиты этой молекулой жира, называемой ганглиозидом GM2, которая заставляет их набухать и нарушать функцию клеток головного мозга.
Другой пример - болезнь Фабри. Это заболевание вызвано редкой мутацией в гене GLA. Это вызывает у пораженных людей более низкую концентрацию фермента, расщепляющего молекулы жира GL-3 и GB-3. Как и болезнь Тай-Саха, это «закупоривает» лизосомы и препятствует нормальному функционированию, что приводит к сильной боли, инсультам, сердечным приступам и многому другому в очень раннем возрасте.