Ce sunt lizozomii: structura, compoziția și funcțiile lizozomilor

Cum poate o celulă "digera" substanțe care intră în citoplasmă? Răspunsul poate fi obținut luând în considerare ceea ce este un lizozom. Care este structura lor? Datorită proprietăților pe care aceste organele le pot îndeplini funcția?

Lizozomi. Caracteristici ale structurii și funcției

Lizozomul este organelle celular de aproximativ 0,2 μm înconjurat de o singură membrană și care conține enzime hidrolitice. Funcția principală a acestor bule este scindarea substanțelor care intră în celulă prin endocitoză sau prin propriile molecule în care nu mai este nevoie.

Care este lizozomul în ceea ce privește structura?

Separarea sau degradarea substanțelor se realizează cu ajutorul hidrolazelor - enzimelor capabile să lucreze într-un mediu acid. Pentru a menține un pH scăzut, ATPazele de tip vacuolar (tip V) sunt integrate în membrana lizozomă. Structura specifică a acestui complex permite injectarea împotriva gradientul de concentrație protoni de hidrogen, crescând astfel cantitatea lor în mediul intern al organelle.

Hidlazele pot funcționa numai într-un mediu acid. Aceasta joacă un rol important de protecție, deoarece în celuloză celulară mediul este aproape neutru. Dacă membrana lizozomului este deteriorată într-un fel și enzimele intră în citozol, vor pierde capacitatea de a descompune substanțele și organele.

Membrana lizozomului constă din regiuni lamelare și miceliare. Decalajul dintre straturile fosfolipide este umplut cu apă. Numeroși pori sunt împrăștiați pe toată suprafața membranei, care sunt, de asemenea, umpluți cu apă și pot fi închise de moleculele polare. Un astfel de complex de părți ale membranei și a sistemului porilor face posibilă penetrarea în interiorul organelor și a moleculelor hidrofobe și hidrofile.

Cum se formează lizozomii

Proteinele necesare pentru construirea unui lizozom sunt inițial sintetizate în ESR. Apoi, acestea trebuie să fie "marcate" prin atașarea reziduurilor de manoză. Acest reziduu de manoză este un semnal specific pentru aparatul Golgi: proteinele sunt concentrate într-un singur loc, după care se sintetizează un balon cu enzime litice. Asta este ceea ce sunt lizozomii în biologie.

Conținutul intern al lizozomilor

Ce sunt lizozomii și care este compoziția mediului intern al acestor organelle?

În interiorul lizozomului este susținută un mediu acid, a cărui pH atinge 4,5-5. În aceste condiții, enzimele își pot îndeplini funcția de divizare. Hidrolasele sunt un nume comun pentru o întreagă clasă de enzime. În total, lizozomul conține circa 40 de molecule biologic active diferite, care catalizează propria lor reacție absolut specifică.

Următoarele enzime pot fi găsite în conținutul intern al lizozomului:

• acid fosfatază - scindează substanțe care conțin grupări fosfat;
• nucleaza - distruge acizi nucleici;
• proteaza - descompune proteinele;
• Colagenaza - distruge moleculele de colagen;
• lipaza - se descompune esteri;
• glicozidază - accelerează reacția de divizare a carbohidraților;
• asparaginaza - scade acidul aspartic;
• Glutaminaza - distruge acidul glutamic.

În total, lizozomii conțin aproximativ 40 de tipuri diferite de hidrolaze. Prin urmare, ca răspuns la o întrebare despre ceea ce sunt lizozomii, în biologie putem răspunde: un depozit de enzime.

Tipuri de lizozomi

Există 4 tipuri de lizozomi: lizozomi primari și secundari, autofagozomi și corpusculuri reziduale.

Formarea lizozomilor este un proces complex care este însoțit de operarea diferitelor molecule de semnal pe suprafața EPR și AG. Lizozomul principal este un mic flacon care este separat de membrană de aparatul Golgi.

Lizozomul primar conține inițial întregul complex de enzime necesare pentru scindarea macromoleculelor.

Lizozomul secundar este o structură cu volum mare. Se formează prin fuziunea veziculei primare cu substanțele capturate de endocitoză sau cu produsele metabolismului celular care trebuie eliminate.

Formarea autofagozomilor este asociată cu un proces cum ar fi autofagia - absorbția și "digestia" celulelor organelle consumate.

Durata medie a mitocondriilor este de 10 zile. Odată ce organismul nu este în măsură să-și îndeplinească funcțiile, trebuie eliminat. Pentru a face acest lucru, multe lizozomi primari înconjoară mitocondriile și se conectează unul cu celălalt. Ca urmare, se formează un autofagozom de dimensiuni mari, în interiorul căruia se începe scindarea mitocondrială pe monomeri.

Ce este lizozomul sub forma unui corp rezidual? Acesta este ultimul punct de funcționare al oricărui lizozom, când enzimele și-au îndeplinit activitatea, iar în organelle există substanțe care nu pot fi supuse unei alte clivajări. Reziduurile nedigerate sunt pur și simplu aruncate din cușcă.

Boli asociate cu afectarea activității lizozomale

Enzimele nu funcționează întotdeauna în mod corespunzător. Lizozomii îndeplinesc funcția de scindare numai atunci când hidrolazele nu prezintă perturbări în structură. Prin urmare, multe boli asociate cu lizozomii se bazează pe funcționarea incorectă a enzimelor.

Astfel de abateri se numesc boli de acumulare. Aceasta înseamnă că, dacă o anumită enzimă este deficitară, substratul său de bază nu este pur și simplu digerat în lizozom, motiv pentru care se acumulează și cauzează consecințe nefavorabile.

Sfingolipidoz, sindromul Tay-Sachs, boala Sendhoffa, boala Niemann-Pick, leucodistrofii - toate aceste boli sunt asociate cu o defecțiune a enzimei lizozomale sau absența lor completă. Cele mai multe boli sunt recesive.