Karakteristik, Struktur, Fungsi dan Jenis Lysosomas

Itu Lysosomas Mereka adalah organel seluler yang dikelilingi oleh selaput yang terletak di dalam sel hewan. Mereka adalah kompartemen yang memiliki pH asam dan kaya akan enzim pencernaan, mampu mendegradasi segala jenis molekul biologis: protein, karbohidrat dan asam nukleat.

Selain itu, mereka dapat menurunkan material dari sel di luar. Oleh karena itu, lisosom memiliki banyak fungsi dalam metabolisme sel dan berkat komposisinya yang kaya dalam enzim hidrolitik, mereka biasanya disebut "perut" sel.

Lisosom dibentuk oleh fusi vesikel yang muncul dari peralatan Golgi. Sel mengenali urutan tertentu yang berfungsi sebagai "label" dalam enzim hidrolitik dan mengirimkannya ke lisosom dalam formasi.

Vakuola ini bulat dan ukurannya sangat bervariasi, menjadi struktur sel yang cukup dinamis.

[TOC]

Penemuan dan perspektif historis

Lisosom ditemukan lebih dari 50 tahun yang lalu oleh peneliti Christian de Duve. Tim Duve sedang melakukan eksperimen yang melibatkan teknik fraksinasi subseluler, untuk menyelidiki lokasi enzim tertentu.

Protokol eksperimental ini memungkinkan penemuan organel, karena para peneliti memperhatikan bahwa pelepasan enzim hidrolitik meningkat ketika mereka menambahkan senyawa yang memburuk membran.

Selanjutnya, peningkatan teknik dalam biologi molekuler dan keberadaan peralatan yang lebih baik - seperti mikroskop elektronik, berhasil menguatkan keberadaan mereka. Faktanya, dapat disimpulkan bahwa lisosom menempati 5% dari volume intraseluler.

Waktu setelah penemuannya, keberadaan enzim hidrolitik di dalamnya dapat dibuktikan di dalam, membuat lisosom semacam pusat degradasi. Selain itu, ini terkait dengan lisosom dengan kehidupan endositik.

Secara historis, lisosom dianggap sebagai titik akhir endositosis, hanya digunakan untuk degradasi molekul. Saat ini, diketahui bahwa lyosom adalah kompartemen sel dinamis, mampu bergabung dengan berbagai jenis organel tambahan.

Karakteristik lisosom

Proton memompa melalui membran lisosom. Sumber: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Morfologi lisosom

Lisosom adalah kompartemen unik sel hewan yang menampung berbagai enzim yang mampu menghidrolisis protein dan mencerna molekul tertentu.

Mereka adalah vakuola bentuk bola dan padat. Ukuran struktur sangat bervariasi, dan tergantung pada bahan yang sebelumnya telah ditangkap.

Los Lysosoma, bersama dengan retikulum endoplasma dan peralatan Golgi, adalah bagian dari sel endomembran sel sel. Meskipun ketiga struktur ini adalah jaringan membran, mereka tidak saling berkelanjutan.

Lisosom mengandung beberapa enzim

Karakteristik utama lisosom adalah baterai enzim hidrolitik di dalamnya. Ada sekitar 50 enzim yang mampu mendegradasi berbagai macam biomolekul.

Itu dapat melayani Anda: iritabilitas sel: prinsip, komponen, jawaban (contoh)

Di antaranya adalah nucleas, protease dan fosfatase (yang menghilangkan gugus fosfat fosfolipid dan senyawa lainnya). Selain itu, mereka mengandung enzim lain yang bertanggung jawab atas degradasi polisakarida dan lipid.

Secara logis, enzim pencernaan ini harus dipisahkan secara spasial dari sisa komponen seluler untuk menghindari degradasi yang tidak terkendali dari mereka. Dengan demikian sel dapat "memilih" senyawa yang harus dihilangkan, karena dapat mengatur unsur -unsur yang memasuki lisosom.

Atmosfer lisosom bersifat asam

Bagian dalam lisosom adalah asam (mendekati 4.8), dan enzim yang mengandung pekerjaan dengan baik untuk kondisi pH ini. Oleh karena itu, mereka dikenal sebagai hidrolase asam.

PH asam karakteristik kompartemen sel ini dipertahankan berkat keberadaan pompa proton dan saluran klorida dalam membran. Bersama -sama, mereka mengangkut asam klorida (HCl) ke dalam lisosom. Pompa terletak berlabuh di membran organel.

Fungsi pH asam ini adalah aktivasi dari berbagai enzim hidrolitik yang ada dalam lisosom dan menghindari - sejauh mungkin - aktivitas enzimnya dengan pH netral sitosol.

Dengan cara ini, kami sudah memiliki dua hambatan yang berfungsi sebagai perlindungan hidrolisis yang tidak terkendali: Simpan enzim di kompartemen yang terisolasi, dan bahwa enzim ini bekerja dengan baik pada pH asam dari kompartemen ini.

Meskipun membran lisosom rusak, enzim pembebasan tidak akan memiliki efek besar - karena pH netral sitosol.

Fungsi

Lisosom dalam sel manusia

Komposisi internal lisosom didominasi oleh enzim hidrolitik, sehingga mereka adalah daerah penting dari metabolisme sel di mana pencernaan protein ekstraseluler yang memasuki sel dengan endositosis, daur ulang organel dan protein sitosol dilakukan dilakukan keluar.

Selanjutnya kita akan menjelajahi menyeluruh.

Autophagy

Apa itu autophagy?

Mekanisme yang berhasil menangkap protein sel disebut autophagy "makan dirimu". Peristiwa ini membantu mempertahankan homeostasis sel, merendahkan struktur seluler yang tidak lagi diperlukan dan berkontribusi pada daur ulang organel.

Melalui fenomena ini pembentukan vesikel yang disebut autophagosomes terjadi. Ini adalah daerah kecil dari sitoplasma atau kompartemen sel lainnya, dari retikulum endoplasma yang merger dengan lisosom.

Kedua organel memiliki kemampuan untuk bergabung, karena mereka dibatasi oleh membran plasma yang bersifat lipid. Itu analog untuk mencoba bergabung dengan dua gelembung sabun - Anda akan membentuk yang lebih besar.

Setelah merger, kandungan enzimatik lisosom bertanggung jawab untuk merendahkan komponen yang berada di dalam vesikel lain yang terbentuk. Penangkapan molekul -molekul ini tampaknya menjadi proses yang tidak memiliki selektivitas, menyebabkan degradasi protein yang terletak di sitosol yang sudah berlangsung lama.

Dapat melayani Anda: sel darah: jenis, karakteristik dan fungsi

Autophagy dan periode puasa

Di sel, peristiwa autophagy tampaknya diatur oleh jumlah nutrisi yang tersedia.

Ketika tubuh mengalami beberapa kekurangan nutrisi atau percobaan periode puasa yang lama, jalur degradasi diaktifkan. Dengan cara ini, sel mengelola untuk menurunkan protein yang tidak penting dan mencapai penggunaan kembali organel tertentu.

Ketahuilah bahwa lisosom memainkan peran penting selama periode puasa, telah meningkatkan minat para peneliti di Organelle tersebut.

Autophagy dan pengembangan organisme

Selain partisipasi aktif mereka dalam periode kandungan nutrisi rendah, lisosom memiliki peran penting selama pengembangan garis keturunan organik tertentu.

Dalam beberapa kasus, pembangunan menyiratkan renovasi total organisme, yang menyiratkan bahwa organ atau struktur tertentu harus dieliminasi selama proses tersebut. Dalam metamorfosis serangga, misalnya, kandungan hidrolitik lisosom berkontribusi pada remodeling jaringan.

Endositosis dan fagositosis

Endositosis dan fagositosis memiliki peran dalam mengambil elemen di luar sel dan degradasi berikutnya.

Selama fagositosis, sel -sel tertentu - seperti makrofag - bertanggung jawab untuk menelan atau merendahkan partikel dengan ukuran yang cukup besar, seperti bakteri atau sel sel.

Molekul -molekul ini dicerna oleh vacuola fagositik, yang disebut fagosom, yang, seperti dalam kasus sebelumnya, akan bergabung dengan lyosom. Penggabungan menghasilkan pelepasan enzim pencernaan di dalam fag.

Jenis lisosom

Beberapa penulis membuat perbedaan kompartemen ini dalam dua jenis utama: Tipe I dan Tipe II. Tipe I atau lisosom primer terlibat dalam penyimpanan enzim hidrolitik, sedangkan lisosom sekunder terkait dengan proses katalisis.

Formasi Lisosom

Pembentukan lisosom dimulai dengan penangkapan molekul dari akhir vesikel endositik. Yang terakhir bergabung dengan struktur lain yang disebut endosom awal.

Selanjutnya, endosoma awal menderita proses pematangan, dan menimbulkan endosom terlambat.

Komponen ketiga muncul dalam proses pelatihan: vesikel transportasi. Ini mengandung hidrolase asam dari jaringan trans peralatan Golgi. Kedua struktur - vesikel transportasi dan endosom akhir - digabungkan dan diubah menjadi lisosom, setelah memperoleh set enzim lisosomal.

Dapat melayani Anda: Protoplasma

Selama prosesnya, daur ulang reseptor membran melalui endosom daur ulang terjadi.

Hidrolase asam dipisahkan dari reseptor hand-6 fosfat selama proses merger organel yang menimbulkan lisosom. Reseptor ini memasuki jaringan trans golgi lagi.

Perbedaan antara endosom dan lisosoma

Kebingungan antara endosom dan istilah lisosom adalah umum. Yang pertama adalah kompartemen sel yang dikelilingi oleh membran - seperti lisosom. Namun, perbedaan penting antara kedua organel adalah bahwa lisosom tidak memiliki reseptor tangan-6-fosfat.

Selain dua entitas biologis ini, ada jenis vesikel lainnya. Salah satunya adalah vacuolas, yang isinya terutama air.

Vesikel transportasi, sesuai namanya, berpartisipasi dalam perpindahan zat ke lokasi sel lainnya. Sekretaris vesikel, sementara itu, menghilangkan limbah atau bahan kimia (seperti yang berpartisipasi dalam sinapse neuron.)

Penyakit terkait

Pada manusia, mutasi pada gen yang mengkode enzim lisosom berhubungan dengan lebih dari 30 penyakit kongenital. Patologi ini dicakup dalam istilah “Penyakit Deposit Lithosomik."

Yang mengejutkan, banyak dari kondisi ini muncul dari kerusakan pada enzim lisosom tunggal.

Pada individu yang terkena, konsekuensi memiliki enzim non -fungsional di dalam lisosom adalah akumulasi produk limbah.

Perubahan deposit lisosom yang paling umum dikenal sebagai penyakit Gaucher, dan dikaitkan dengan mutasi pada gen yang mengkodekan enzim yang bertanggung jawab atas glikolipid. Sebagai fakta yang aneh, penyakit ini menunjukkan frekuensi yang cukup tinggi di antara populasi orang Yahudi, yang terkena 1 per 2500 orang.

Referensi

1. Cooper, g. M., Hausman, r. DAN., & Hausman, R. DAN. (2000). Sel: molekul pendekatan. ASM Press.
2. Holtzman, e. (2013). Lisosom. Sains Springer & Media Bisnis.
3. Hsu, v. W., Lee, s. DAN., & Yang, J. S. (2009). Pengurangan yang berkembang dari pembentukan vesikel salin. Ulasan Alam Biologi Sel Molekuler, 10(5), 360.
4. Kierszenbaum, a. L., & Tiga, l. (2015). Histologi dan Biologi Sel: Pengantar E-Book Patologi. Ilmu Kesehatan Elsevier.
5. Luzio, J. P., Hackmann, dan., Kedelapan belas, n. M., & Griffiths, G. M. (2014). Biogenesis lisosom dan organel terkait lisosom. Perspektif Cold Spring Harbor dalam Biologi, 6(9), A016840.
6. Luzio, J. P., Pryor, hlm. R., & Cerah, n. KE. (2007). Lisosom: Fusi dan Fungsi. Ulasan Alam Biologi Sel Molekul, 8(8), 622.
7. Luzio, J. P., ROUS, b. KE., Cerah, n. KE., Pryor, hlm. R., Mulock, b. M., & Piper, R. C. (2000). Fusi lisosom-endosom dan biogenesis lisosom. J Cell Sci, 113(9), 1515-1524.