Lysosomeneigenschaften, Struktur, Funktionen und Typen

Der Lysosomen Es sind zelluläre Organellen, die von Membranen umgeben sind, die sich in tierischen Zellen befinden. Es handelt sich um Kompartimente, die einen sauren pH -Wert haben und reich an Verdauungssenzymen sind, die jegliche Art von biologischem Molekül abbauen können: Proteine, Kohlenhydrate und Nukleinsäuren.

Darüber hinaus können sie das Material von der Zelle außerhalb der Zelle abbauen. Daher haben Lysosomen mehrere Funktionen im Zellstoffwechsel und dank ihrer Zusammensetzung, die reich an hydrolytischen Enzymen ist, werden sie normalerweise als "Magen" der Zelle bezeichnet.

Lysosomen werden durch die Verschmelzung von Vesikeln gebildet, die aus dem Golgi -Apparat entstehen. Die Zelle erkennt bestimmte Sequenzen, die als "Beschriftungen" in hydrolytischen Enzymen fungieren und sendet sie in der Bildung an Lysosomen.

Diese Vakuolen sind sphärisch und ihre Größe variiert erheblich, da sie eine ziemlich dynamische Zellstruktur ist.

[TOC]

Historische Entdeckung und Perspektive

Die Lysosomen wurden vor mehr als 50 Jahren von Forscher Christian de Duve entdeckt. Das Team von Duves führte Experimente mit der subzellulären Fraktionierungstechnik durch, um den Ort bestimmter Enzyme zu untersuchen.

Dieses experimentelle Protokoll ermöglichte die Entdeckung der Organellen, da die Forscher feststellten.

Anschließend konnte die Verbesserung der Techniken in der molekularen Biologie und das Vorhandensein besserer Geräte - wie elektronische Mikroskope, ihre Anwesenheit bestätigten. In der Tat konnte der Schluss gezogen werden, dass Lysosomen 5% des intrazellulären Volumens einnehmen.

Zeit nach seiner Entdeckung könnte das Vorhandensein von hydrolytischen Enzymen im Inneren nachweisen, was das Lysosom zu einer Art Abbauzentrum macht. Darüber hinaus bezogen es sich mit Lysosomen zum endozytischen Leben.

Historisch gesehen wurden Lysosomen als Endpunkt der Endozytose angesehen, der nur für den Abbau von Molekülen verwendet wird. Heute ist bekannt, dass Lyosomen dynamische Zellkompartimente sind, die mit einer zusätzlichen Vielfalt von Organellen verschmelzen können.

Eigenschaften von Lysosomen

Protonen, die durch die Lysosomenmembran pumpen. Quelle: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]

Morphologie von Lysosomen

Lysosomen sind einzigartige Kompartimente von Tierzellen, die eine Vielzahl von Enzymen beherbergen, die in der Lage sind, Proteine ​​zu hydrolysieren und bestimmte Moleküle zu verdauen.

Sie sind Vakuolen kugelförmiger und dichter Formen. Die Größe der Struktur ist sehr unterschiedlich und hängt von dem zuvor erfassten Material ab.

Los Lysosomen sind zusammen mit dem endoplasmatischen Retikulum und dem Golgi -Apparat Teil der Endomembranzelle der Zelle. Obwohl diese drei Strukturen Membran -Netzwerke sind, sind sie nicht kontinuierlich miteinander.

Lysosomen enthalten mehrere Enzyme

Das Hauptmerkmal von Lysosomen ist die Batterie von hydrolytischen Enzymen im Inneren. Es gibt ungefähr 50 Enzyme, die eine Vielzahl von Biomolekülen abbauen können.

Es kann Ihnen dienen: Zellreizbarkeit: Prinzipien, Komponenten, Antworten (Beispiele)

Unter diesen befinden sich die Nukleas, Proteasen und Phosphatasen (die Phosphatgruppen von Phospholipiden und anderen Verbindungen entfernen). Darüber hinaus enthalten sie andere Enzyme, die für den Abbau von Polysacchariden und Lipiden zuständig sind.

Logischerweise müssen diese Verdauungsenzyme räumlich vom Rest der zellulären Komponenten getrennt sein, um einen unkontrollierten Abbau von ihnen zu vermeiden. Somit kann die Zelle die Verbindungen "wählen", die beseitigt werden müssen, da sie die Elemente regulieren kann, die in das Lysosom eintreten.

Die Lysosomenatmosphäre ist sauer

Das Innere von Lysosomen ist saur (nahe 4.8) und die Enzyme, die gut für diesen pH -Zustand arbeiten, arbeiten gut. Daher sind sie als saure Hydrolasen bekannt.

Der charakteristische Säure -pH -Wert dieses Zellkompartiments wird dank des Vorhandenseins einer Protonenpumpe und eines Chloridkanals in der Membran gehalten. Zusammen transportieren sie Salzsäure (HCL) in das Lysosom. Die Pumpe befindet sich in der Organelle Membran verankert.

Die Funktion dieses sauren pH -Wert.

Auf diese Weise haben wir bereits zwei Hindernisse, die als Schutz der unkontrollierten Hydrolyse fungieren: Halten Sie Enzyme in einem isolierten Kompartiment, und diese Enzyme funktionieren gut zum Säure -pH -Wert dieses Kompartiments.

Obwohl die Lysosomenmembran gebrochen war, hätte die Befreiungsenzyme keinen großen Effekt - aufgrund des neutralen pH -Werts des Cytosols.

Funktionen

Lysosomen in einer menschlichen Zelle

Die innere Zusammensetzung eines Lysosoms wird von hydrolytischen Enzymen dominiert, daher sind sie eine wichtige Region des Zellstoffwechsels, in der die Verdauung von extrazellulären Proteinen durch Endozytose, Recycling von Organellen und zytosolischen Proteinen durchgeführt wird.

Als nächstes werden wir gründlich erkunden.

Autophagie

Was ist Autophagie??

Ein Mechanismus, der es schafft, Zellproteine ​​zu erfassen, wird als Autophagie als "sich selbst essen" bezeichnet. Dieses Ereignis hilft bei der Aufrechterhaltung der Zellhomöostase und trägt nicht mehr notwendig und trägt zum Recycling von Organellen bei.

Durch dieses Phänomen erfolgt die Bildung von Vesikeln, die als Autophagosomen bezeichnet werden. Dies sind kleine Regionen des Zytoplasmas oder anderer Zellkompartimente, aus dem endoplasmatischen Retikulum, das mit den Lysosomen zusammenfasst.

Beide Organellen haben die Fähigkeit zu verschmelzen. Es ist analog zu versuchen, zwei Seifenblasen beizutreten - Sie werden eine größere Bildung bilden.

Nach der Fusion ist der enzymatische Gehalt des Lysosoms für die Abbau der Komponenten, die sich in dem anderen gebildeten Vesikel befanden. Die Erfassung dieser Moleküle scheint ein Prozess zu sein, der die Selektivität fehlt, was den Abbau von Protein im langlebigen Cytosol verursacht.

Kann Ihnen dienen: Blutzellen: Typen, Eigenschaften und Funktionen

Autophagie und Fastenperioden

In der Zelle scheint das Autophagieereignis durch die Menge der verfügbaren Nährstoffe reguliert zu sein.

Wenn der Körper einige Nährstoffmangel oder Experimente längere Fastenperioden erfährt, werden Abbauwege aktiviert. Auf diese Weise schafft es die Zelle, Proteine, die nicht wesentlich sind.

Wissen Sie, dass Lysosomen während der Fastenperioden eine wichtige Rolle spielen, das Interesse der Forscher in dieser Organelle erhöht hat.

Autophagie und Entwicklung von Organismen

Zusätzlich zu ihrer aktiven Teilnahme an Zeiten mit geringer Ernährungsgehalt spielen Lysosomen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung bestimmter organischer Wesen, die Linien für organische Wesen sind.

In einigen Fällen impliziert die Entwicklung den Gesamtumbau des Organismus, was impliziert, dass bestimmte Organe oder Strukturen während des Prozesses beseitigt werden müssen. Bei der Insektenmetamorphose beispielsweise trägt der hydrolytische Gehalt von Lysosomen zur Umgestaltung des Gewebes bei.

Endozytose und Phagozytose

Endozytose und Phagozytose spielen eine Rolle bei der Einnahme von Elementen außerhalb der Zellen und ihrem anschließenden Abbau.

Während der Phagozytose sind bestimmte Zellen - wie Makrophagen - für die Einnahme oder Abbau von Teilchen von beträchtlicher Größe verantwortlich, wie z. B. Bakterien oder Zellen von Zellen.

Diese Moleküle werden von einer phagozytischen Vakuola genannt, die als Phagosom bezeichnet wird und die wie im vorherigen Fall mit Lyosomen verschmelzen wird. Die Fusion führt zur Freisetzung von Verdauungsenzymen im Phagen.

Arten von Lysosomen

Einige Autoren unterscheiden dieses Kompartiment in zwei Haupttypen: Typ I und Typ II. Diejenigen von Typ I oder primären Lysosomen sind an der Lagerung hydrolytischer Enzyme beteiligt, während sekundäre Lysosomen mit Katalyseprozessen zusammenhängen.

Bildung von Lysosomen

Die Bildung von Lysosomen beginnt mit der Einnahme von Molekülen vom Ende des endozytischen Vesikels. Letzteres verschmelzen mit anderen als frühen Endosomen bezeichneten Strukturen.

Anschließend erleiden frühe Endosomen einen Reifungsprozess und führen zu späten Endosomen aus.

Eine dritte Komponente wird im Trainingsprozess angezeigt: Transportbläschen. Diese enthalten saure Hydrolasen aus dem Transnetzwerk des Golgi -Apparats. Beide Strukturen - Transportbläschen und späte Endosomen - werden zusammengeführt und in ein Lysosom umgewandelt, nachdem er den Satz von lysosomalen Enzymen erfasst hat.

Kann Ihnen dienen: Protoplasma

Während des Prozesses tritt das Recycling von Membranrezeptoren durch Recycling -Endosomen auf.

Säurehydrolasen werden während des Fusionsprozesses von Organellen, die Lysosomen führen, vom Hand-6-Phosphatrezeptor getrennt. Diese Rezeptoren betreten wieder in das Golgi Trans -Netzwerk.

Unterschiede zwischen Endosomen und Lysosomen

Verwirrung zwischen Endosomen und lysosomen Begriffen ist häufig. Erstere sind Zellkompartimente, die von Membran umgeben sind - wie Lysosomen. Die entscheidende Unterscheidung zwischen beiden Organellen besteht jedoch darin, dass Lysosomen keine Hand-6-Phosphat-Rezeptoren haben.

Zusätzlich zu diesen beiden biologischen Einheiten gibt es andere Arten von Vesikeln. Einer von ihnen sind Vakuolen, deren Inhalt hauptsächlich Wasser ist.

Transportvesikel beteiligen sich, wie der Name schon sagt. Sekretär Vesikel beseitigen inzwischen Abfall oder chemisches Material (wie diejenigen, die an Neuronensynapsen teilnehmen.)

Verbundene Krankheiten

Beim Menschen sind Mutationen in den Genen, die für die Enzyme des Lysosoms kodieren, mit mehr als 30 angeborenen Erkrankungen assoziiert. Diese Pathologien sind in dem Begriff „lithosomische Einlagenkrankheiten enthalten."

Überraschenderweise ergeben sich viele dieser Bedingungen aus einer Schädigung eines einzelnen lysosomalen Enzyms.

Bei betroffenen Personen ist die Folge eines nicht funktionsfähigen Enzyms innerhalb von Lysosomen die Ansammlung von Abfallprodukten.

Die häufigste Veränderung der lysosomalen Ablagerung wird als Gaucher -Krankheit bezeichnet und ist mit einer Mutation im Gen verbunden, die für das Verantwortliche des Enzyms für Glykolipide kodiert. Als merkwürdiger Tatsache zeigt die Krankheit eine ziemlich hohe Häufigkeit der Bevölkerung der Juden, die 1 pro 2500 Personen betroffen sind.

Verweise

1. Cooper, g. M., Hausman, r. UND., & Hausman, r. UND. (2000). Die Zelle: ein Ansatzmolekular. ASM Press.
2. Holtzman, e. (2013). Lysosomen. Springer Science & Business Media.
3. Hsu, v. W., Lee, s. UND., & Yang, j. S. (2009). Die sich entwickelnde Untergabe der Bildung von Kopierbläschen. Nature Reviews Molekulare Zellbiologie, 10(5), 360.
4. Kierdenbaum, a. L., & Drei, l. (2015). Histologie und Zellbiologie: Eine Einführung in die Pathologie-E-Book. Elsevier Health Sciences.
5. Luzio, j. P., Hackmann und., Achtzehnt, n. M., & Griffiths, G. M. (2014). Die Biogenese von Lysosomen und lysosomenbedingten Organellen. Cold Spring Harbor Perspektiven in Biologie, 6(9), A016840.
6. Luzio, j. P., Pryor, p. R., & Hell, n. ZU. (2007). Lysosomen: Fusion und Funktion. Nature Reviews Molekulare Zellbiologie, 8(8), 622.
7. Luzio, j. P., Rous, b. ZU., Hell, n. ZU., Pryor, p. R., Mulock, b. M., & Piper, r. C. (2000). Lysosomen-Endosomenfusion und Lysosomenbiogenese. J Cell Sci, 113(9), 1515-1524.