Lizozomi so organele, ki prebavijo in odstranijo neželene beljakovine, DNA, RNA, ogljikove hidrate in lipidi v celici. Notranjost lizosoma je kisla in vsebuje veliko encimov, ki razgrajujejo molekule. Imenuje se kot center za recikliranje celice, vendar to ne pomeni, da ima v celici samo pasivno vlogo.
Poleg razgradnje neželenih molekul in celo drugih organelov je njegova funkcija recikliranja v središču procesa, imenovanega avtofagija, v katerem se celica prebavi. Avtofagija se sproži, ko je celica pod stresom in je eden od načinov, kako celica prestane ali zaustavi rast, da ohrani energijo. Lizosomi so tudi bistvene sestavine makrofagov, ki telo branijo pred patogeni.
Kisla vsebnost
Lizom je membranska vrečka, ki v svoje središče črpa protone ali vodikove ione, zaradi česar ima v notranjosti kisel pH 5. Vsebuje 50 različnih vrst encimov, imenovanih hidrolaze, ki pretrgajo kemične vezi, ki molekule držijo skupaj.
Lizozomski encimi so edinstveni po tem, da delujejo le v kislem pH, v nasprotju z relativno nevtralnim 7,2 pH citoplazme. To je zaščitni ukrep za celico, če se vrečka za lizosom zlomi in se encimi sprostijo. Če bi encimi prišli v citoplazmo, bi se razgradili in uničili bistvene celične sestavine, kar bi škodilo celici in organizmu.
Reciklažni centri
Lizosomi nastanejo iz majhnih vrečk, imenovanih vezikule, ki se odcepijo od Golgijevega kompleksa - "pošte", ki vrečke pošilja po celici. Vrečka za lizosom se nato zlije z endosomi, ki so vrečke, ki so se priščipnile iz celične površinske membrane. Nova vrečka, ki je posledica te fuzije, postane zreli lizosom.
Lizosomi prebavijo vse, kar je v njih, kar so lahko delci, zajeti iz zunanjega celičnega okolja, ali organeli in molekule, ki so znotraj celice. Delce in koščke, ki so posledica prebave molekul, lahko nato recikliramo, da naredimo nove stvari, med drugim:
- Beljakovine
- DNK
- Sladkorji
- Maščobe
Lahko se tudi še bolj razgradijo, namesto da bi jih reciklirali. Imunske celice, kot so makrofagi, ki zajemajo tuje delce in patogene, imajo veliko lizosomov, da razbijejo te tuje vsiljivce.
Avtofagija in staranje
Kadar so celice pod stresom zaradi kemičnega neravnovesja, na primer preveč nevarnih kisikovih radikalov ki nastanejo pri vsakodnevnih kemijskih reakcijah v celici, je podvržen obliki zapora rasti, imenovani staranje. Kisikovi radikali so nestabilne molekule, ki pretrgajo kemične vezi v drugih molekulah in lahko povzročijo mutacije. Staranje je proces, v katerem celica preneha rasti in postane mirujoča.
Del tega, kar se zgodi v času staranja, je proces, imenovan avtofagija ali samojedanje, med katerim začne celica prebavljati svoje organele. Lizosomi so glavni organeli, ki izvajajo avtofagijo.
Lizosomske bolezni
Obstaja 30 različnih človeških bolezni, ki so posledica mutacij genov, ki kodirajo encime v lizosomu - imenujejo se lizosomske bolezni shranjevanja.
Ena takih bolezni je Tay-Sachova bolezen, ki povzroča duševno zaostalost in druge težave z živci. To bolezen povzroča mutacija gena, ki je odgovoren za prebavo molekule maščobe, ki se nahaja v možganskih celicah. Lizozomi pri pacientih Tay-Sacha so zamašeni s to molekulo maščobe, imenovano gangliozid GM2, zaradi katere nabreknejo in motijo delovanje možganske celice.
Drug primer se imenuje Fabryjeva bolezen. To bolezen povzroča redka mutacija gena GLA. Zaradi tega imajo prizadeti posamezniki nižjo koncentracijo encima, ki razgrajuje maščobne molekule GL-3 in GB-3. Tako kot Tay-Sachova bolezen tudi ta "zamaši" lizosom in prepreči pravilno delovanje, kar v zelo zgodnji mladosti povzroči hude bolečine, kapi, srčni napad in še več.