Что такое лизосомы?

Лизосомы представляют собой сферические мембранные мешочки кислых гидрологических ферментов, которые способны переваривать клеточные макромолекулы. Лизосомальная мембрана помогает сохранить кислую среду внутри органеллы и отделяет пищеварительные ферменты от остальной части клетки.

Лизосомные ферменты производятся белками из эндоплазматического ретикулума и заключены в везикулы с помощью аппарата (комплекса) Гольджи.

Лизосомные ферменты

Лизосомы содержат различные гидролитические ферменты (около 50 различных типов), которые способны переваривать нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды и белки. Внутренняя часть лизосомы постоянно поддерживается кислой, так как ферменты лучше всего работают в кислой среде. Если целостность лизосомы нарушена, ферменты не окажут существенного вреда в нейтральном цитозоле клетки.

Образование

Лизосомы образуются в результате слияния везикул из комплекса Гольджи с эндосомами. Эндосомы — это везикулы, которые образуются эндоцитозом, поскольку участок плазматической мембраны зажимается и интернализуется клеткой. В этом процессе внеклеточный материал поглощается клеткой. По мере того как эндосомы созревают, они становятся известными как поздние эндосомы.

Поздние эндосомы сливаются с транспортными везикулами из Гольджи, которые содержат кислотные гидролазы. После слияния, эти эндосомы в конечном итоге превращаются в лизосомы.


Функции лизосом

Лизосомы действуют как «мусорщики» клетки. Они принимают участие в рециркуляции органического материала клетки и внутриклеточного переваривания макромолекул.

Некоторые клетки, такие как лейкоциты, имеют гораздо больше лизосом, чем другие. Эти клетки уничтожают бактерии, мертвые клетки, раковые клетки и посторонние вещества посредством клеточного переваривания. Макрофаги поглощают вещество фагоцитозом и заключают его в везикулу, называемую фагосом.

Лизосомы в макрофаге сливаются с фагосомой, высвобождая свои ферменты и формируя так называемую фаголисосому. Интернализованный материал переваривается в фаголисосоме. Лизосомы также необходимы для деградации внутренних клеточных компонентов, таких как органеллы. Во многих организмах лизосомы участвуют в запрограммированной гибели клеток.

Дефекты лизосомы

У людей на лизосомы могут влиять различные наследственные состояния. Эти генные мутации вызывают такие болезни, как Помпе, синдром Херлера и болезнь Тай-Сакса. У людей с этими нарушениями отсутствует один или несколько лизосомных гидролитических ферментов. Это приводит к нарушению нормального метаболизма макромолекул в организме.

Похожие органеллы


Как и лизосомы, пероксисомы являются связанными с мембраной органеллами, которые содержат ферменты. Пероксисомные ферменты продуцируют пероксид водорода в качестве побочного продукта. Они участвуют по меньшей мере в 50 различных биохимических реакциях в организме. Пероксисомы помогают детоксифицировать алкоголь в печени, образуют желчную кислоту и разлагают жиры.

Источник: natworld.info

Лизосома: определение

Лизосомы — это гетерогенные органеллы. Они чрезвычайно разнообразны по форме и размеру, но могут быть идентифицированы как одно семейство органелл методами гистохимии. 

Лизосомы — органоиды грибов и животных , отсутствующие в клетках растений. Они представляют собой пузырьки, окруженные мембраной. Это самые мелкие из мембранных органелл клетки; они представляют собой пузырьки диаметром 0,5 мкм. 

Лизосомы специализируются на внутриклеточном расщеплении веществ, в них содержится набор гидролитических ферментов, способных расщеплять белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты, участвуюя в расщеплении "старых" частей клетки, целых клеток и отдельных органов. Например, при развитии лягушки хвост головастиков "растворяется" благодаря действию лизосом.


и содержат уникальные мембранные белки и большое количество разных гидролитических ферментов , которые лучше всего работают при кислых значениях pH (pH5), характерных для содержимого лизосом. Кислый pH в лизосомах поддерживается при помощи АТР-зависимой протонной помпы в их мембранах . Вновь синтезированные белки лизосом переносятся в полость ЭР , затем транспортируются через аппарат Гольджи и из транс-сети Гольджи с помощью транспортных пузырьков доставляются в промежуточный компартмент ( эндолизосому ). Таким образом гетерогенность лизосом отражает широкий спектр реакций расщепления , протекающих с участием кислых гидролаз, включая расщепление внутри- и внеклеточных отходов, переваривание фагоцитированных микроорганизмов и даже питание клетки (поскольку лизосомы — это основное место накопления холестерола из поступающих в клетку путем эндоцитоза сыворочных липопротеинов ). На этом основании лизосомы иногда рассматривают как группу разнородных органелл, общим свойством которых является высокое содержание гидролитических ферментов.

В лизосомах существуют системы защиты их от самопереваривания. При фагоцитозе лизосомы сливаются с мембраной фагоцитарного пузырька, и гидролитические ферменты переваривают поступившую в клетку пищу. Пиноцитозные пузырьки доставляют капли жидкости к вакуолям — мебранным органеллам, которые являются резервуарами воды и растворенных в ней соединений.

Лизосомы образуются в комплексе Гольджи. 

iv>

Лизосомные гидролазы содержат N-связанные олигосахариды, которые модифицируются в цис-компартменте Гольджи таким образом, что их остатки маннозы фосфорилируются. Эти маннозо-6-фосфатные ( М6Ф ) группы узнаются в транс-сети Гольджи М6Ф-рецептором, который отбирает гидролазы и помогает упаковывать их в отпочковывающиеся покрытые клатрином пузырьки . Транспортные пузырьки, держащие рецептор маннозо-6-фосфата, действуют подобно челнокам, доставляя рецептор от транс-сети Гольджи к эндолизосомам и обратно. Низкий уровень pH в эндолизосомах вызывает диссоциацию комплекса лизосомной гидролазы и рецептора, делая транспорт гидролаз однонаправленным.

Все белки, проходящие через аппарат Гольджи, кроме тех, которые остаются там в качестве постоянных компонентов, сортируются в соответствии с местом конечного назначения в транс-сети Гольджи. Особенно хорошо механизм этой сортировки изучен для белков, направляющихся в полость лизосом.

У растений функции лизосом сравнимы с некоторыми функциями вакуолей .

Источник: medbiol.ru

Клетка и ее органоиды

Хоть мы в данной статье рассматриваем, какие у лизосомы строение и функции, очень важно знать и другие элементы клетки. Начнем с того, что это — элементарная структурная единица. От того, где находится клетка, зависят ее функции и состав.

Все органеллы можно разделить на три группы:

  • двумембранные;
  • одномембранные;
  • немембранные.

К первой группе можно отнести пластиды, ядро и митохондрии. Ко второй – ЭПС, лизосомы, аппарат Гольджи, вакуоли. К третьей – рибосомы и клеточный центр.

Все органоиды клетки нужны для правильного функционирования всей системы. От строения органеллы зависит ее выполняемая функция.

Лизосомы

Строение и функции данной органеллы мы рассмотрим немного позже, а сейчас немного поговорим о разновидностях и назначении.

Это достаточно прочные элементы клетки. Сверху они покрыты одной мембраной, внутри которой находятся различные ферменты (всего их насчитывается порядка 60). Предлагаем прочитать небольшой список:

  • протеазы;
  • нуклеазы;
  • липазы;
  • фосфатазы и так далее.

Все лизосомы можно грубо разделить на два класса:

  • первичные;
  • вторичные.

При этом первичные способны переходить в следующую стадию. Этот процесс мы рассмотрим немного позже. Сейчас приведем еще одну классификацию лизосом:

  • фаголизосома;
  • аутофагосома;
  • мультивезикулярные тельца;
  • остаточные тельца.

Строение

Лизосомы, строение и функции которых мы рассматриваем в данном обзоре, имеют очень небольшие размеры (0,2 мкм). Благодаря этому в клетке их может находиться достаточно много. В прошлом пункте мы привели классификацию, теперь разберем, как они образуются.

Важно знать то, что первичные лизосомы – это только образовавшиеся органеллы, которые не способны выполнять свою прямую функцию (переваривание веществ посредством гидролиза). Только захватив ненужные клетке элементы, они переходят в группу вторичных и начинают переваривать попавшие в них вещества. Гетерофагическая вакуоль образуется путем слияния фагосомы и первичной вакуоли. Аутофагосома – это органелла, образованная путем слияния первичной и образованной вакуолью лизосомы.

Функции

>

Мы кратко рассмотрели особенности строения лизосомы, теперь можно переходить к функциям, которые выполняет данная органелла. Итак, можно выделить следующие:

  • внутриклеточное пищеварение;
  • автолиз;
  • аутофагия.

Теперь предлагаем вам рассмотреть каждую из них отдельно. Переходим к следующему вопросу.

Пищеварение

Некоторые особенности строения лизосомы позволяют органелле производить внутриклеточное пищеварение. Так как клетка может существовать не только как сложный организм, она должна выполнять все жизненно важные функции. В данном процессе участвуют первичные лизосомы совместно с пищеварительными вакуолями.

Мы уже упоминали, что в лизосоме находится очень большое количество ферментов. При попадании в нее каких-либо соединений последние разлагаются до мельчайших частиц, которые проникают сквозь мембрану. Далее эти соединения участвуют в других не менее важных процессах.

Автолиз

Мы уже говорили, что в лизосомах происходит пищеварительные процессы. Важно знать и то, что лизосомы способны стать причиной гибели всей клетки.


Тонкая мембрана данных органелл может разрушиться, а ферменты выйдут на свободу. Если это произойдет со всеми лизосомами клетки, она погибнет. Представленный процесс и является автолизом. Можем привести самый распространенный пример с головастиком. Исчезновение хвоста будущей лягушки – это наглядный пример автолиза. Куда же деваются полезные вещества после разрушения клетки? Они не исчезают бесследно, а всасываются «соседями».

Аутофагия

Также лизосомы выполняют функцию под названием «аутофагия». Все рано или поздно стареет, перестает выполнять свои функции. Если рассматривать клетку, то некоторые устаревшие органоиды могут заменяться. Как это происходит? Отработанные органоиды захватываются лизосомами и расщепляются до низкомолекулярных соединений под воздействием ферментов. А на их место приходят новые. Все частички, которые остались после процесса аутофагии, нужны клетке для воспроизводства новых клеточных структур.

Здесь же скажем и то, что есть два вида аутофагии: микро- и макроаутофагия. Часто данный процесс наблюдается при состояния стресса (например, сильные голодания или чрезмерные физические нагрузки).

Болезни

Мы рассмотрели образование лизосом, их функции и строение, но иногда случается так, что в их работе происходят сбои. Тогда человек заболевает. Предлагаем рассмотреть такое заболевание как синдром Гоше. Кроме этой болезни, существует порядка 50 других заболеваний, связанных с нарушением работы лизосом.

Итак, болезнь Гоше впервые была описана в 1882 году Филиппом Гоше, в честь которого и назван данный синдром. Это самое распространенное заболевание с нарушением функции данных органелл. Оно заключается в недостатке фермента глюкоцереброзидазы. Все это может плохо сказаться на некоторых органах, таких как:


  • селезенка;
  • печень;
  • почки;
  • легкие;
  • мозг.

Несмотря на серьезность проблемы, синдром Гоше возможно вылечить. Сейчас прописывают массу различных препаратов, которые поддерживают жизнь человека.

Источник: fb.ru