Lyzozómy sú organely, ktoré trávia a likvidujú nežiaduce bielkoviny, DNA, RNA, sacharidy a lipidy v cele. Vnútro lyzozómu je kyslé a obsahuje veľa enzýmov, ktoré rozkladajú molekuly. Označuje sa ako recyklačné centrum bunky, ale to neznamená, že v bunke hrá iba pasívnu úlohu.
Okrem rozkladu nežiaducich molekúl a dokonca aj ďalších organel je jej recyklačná funkcia v centre procesu nazývaného autofágia, pri ktorom sa bunka trávi sama. Autofágia sa spúšťa, keď je bunka pod stresom a je jedným zo spôsobov, ako bunka prechádza starnutím alebo zastavením rastu, aby chránila energiu. Lyzozómy sú tiež nevyhnutnou súčasťou makrofágov, ktoré bránia telo pred patogénmi.
Kyslý obsah
Lyzozóm je membránové vrecko, ktoré pumpuje protóny alebo ióny vodíka do jeho stredu, čo spôsobuje, že jeho vnútro má kyslé pH 5. Obsahuje 50 rôznych druhov enzýmov, ktoré sa nazývajú hydrolázy a ktoré rozkladajú chemické väzby, ktoré držia molekuly pohromade.
Lyzozomálne enzýmy sú jedinečné v tom, že fungujú iba v kyslom pH, na rozdiel od relatívne neutrálneho 7,2 pH cytoplazmy. Toto je ochrana bunky v prípade, že sa lyzozómový vak rozbije a dôjde k uvoľneniu enzýmov. Ak by sa enzýmy dostali do cytoplazmy, rozložili by sa a zničili základné zložky buniek, čo by poškodilo bunku a organizmus.
Recyklačné centrá
Lyzozómy sa tvoria z malých vrecúšok, nazývaných vezikuly, ktoré vyrážajú z komplexu Golgi - „pošty“, ktorá odosiela vrecká do celej bunky. Lyzozómový vak sa potom spojí s endozómami, čo sú vaky, ktoré sa zovreli z membrány bunkového povrchu. Nové puzdro, ktoré je výsledkom tejto fúzie, sa stáva zrelým lyzozómom.
Lyzozómy trávia všetko, čo je v nich, čo môžu byť častice pohltené z vonkajšieho prostredia bunky alebo organely a molekuly, ktoré sú vo vnútri bunky. Časti, ktoré vznikajú trávením molekúl, sa môžu potom recyklovať a vyrobiť z nich nové veci vrátane:
- Bielkoviny
- DNA
- Cukry
- Tuky
Môžu sa tiež rozkladať ešte ďalej namiesto recyklácie. Imunitné bunky, ako sú makrofágy, ktoré pohlcujú cudzie častice a patogény, majú veľa lyzozómov na odbúravanie týchto cudzích votrelcov.
Autofágia a starnutie
Keď sú bunky v strese z dôvodu chemickej nerovnováhy, ako je príliš veľa nebezpečných kyslíkových radikálov produkovaný každodennými chemickými reakciami v bunke, podlieha forme zvanej zastavenie rastu starnutie. Kyslíkové radikály sú nestabilné molekuly, ktoré porušujú chemické väzby v iných molekulách a môžu spôsobiť mutácie. Starnutie je proces, pri ktorom bunka prestáva rásť a stáva sa nečinnou.
Súčasťou toho, čo sa deje v priebehu starnutia, je proces nazývaný autofágia alebo samojedenie, počas ktorého začne bunka tráviť svoje vlastné organely. Lyzozómy sú hlavné organely, ktoré vykonávajú autofágiu.
Lyzozomálne choroby
Existuje 30 rôznych ľudských chorôb, ktoré sú výsledkom mutácií génov, ktoré kódujú enzýmy v lyzozóme - nazývajú sa lyzozomálne skladovacie choroby.
Jednou z takýchto chorôb je Tay-Sachova choroba, ktorá spôsobuje mentálnu retardáciu a ďalšie nervové problémy. Toto ochorenie je spôsobené mutáciou génu, ktorý je zodpovedný za trávenie molekuly tuku, ktorá sa nachádza v mozgových bunkách. Lyzozómy u pacientov Tay-Sacha sú upchaté touto molekulou tuku, nazývanou GM2 gangliozid, ktorá spôsobuje ich opuch a narušenie funkcie mozgových buniek.
Ďalším príkladom je Fabryho choroba. Toto ochorenie je spôsobené zriedkavou mutáciou v géne GLA. To spôsobuje, že postihnutí jedinci majú nižšiu koncentráciu enzýmu, ktorý štiepi molekuly tuku GL-3 a GB-3. Rovnako ako Tay-Sachova choroba, aj táto „upcháva“ lyzozóm a bráni správnemu fungovaniu, čo vedie vo veľmi ranom veku k silným bolestiam, mŕtviciam, infarktu a ďalším.