Kiekviena gyva ląstelė turi struktūrų rinkinį, leidžiantį parodyti visas gyvo organizmo savybes. Kad ląstelė veiktų tinkamai, ji turi gauti pakankamai maistinių medžiagų, jas skaidyti ir išleisti energiją, kuri vėliau naudojama gyvybės procesams palaikyti.
Pirmajame sudėtingų energijos valdymo procesų etape yra ląstelės lizosomos, surištos išilgai suplotų diktiozomų cisternų (Golgi komplekso) kraštų.
Kaip veikia lizosomos
Lizosomos yra sferiniai vienos membranos kūnai, kurių skersmuo nuo 0,2 iki 2 mikronų, kuriuose yra hidrolizinių fermentų kompleksas. Jie gali suardyti bet kokį natūralų polimerą ar sudėtingos struktūros medžiagą, kuri patenka į ląstelę kaip maistinių medžiagų substratas arba pašalinis agentas:
- b altymai ir polipeptidai;
- polisacharidai (krakmolas, dekstrinai, glikogenas);
- nukleorūgštys;
- lipidai.
Tokį efektyvumą užtikrina apie 40 skirtingų fermentų tipųtiek lizosomos matricoje, tiek vidinėje membranos pusėje prilipusios būsenos.
Lizosomų chemija
Lizosomą supanti membrana apsaugo organelius ir kitus ląstelių komponentus, kad juos suvirškintų fermentų kompleksas. Bet juk pačioje pūslėje visi fermentai yra b altyminės kilmės, kodėl jų neskaido proteazės?
Faktas yra tas, kad lizosomų viduje fermentai yra glikozilinti. Dėl šio angliavandenių „apvalkalo“proteolitiniai fermentai juos prastai atpažįsta.
Lizosomos viduje esančios aplinkos reakcija yra šiek tiek rūgšti (pH 4,5–5), priešingai nei beveik neutrali hialoplazmos reakcija. Jis sukuria palankias sąlygas fermentų veikimui ir yra užtikrinamas H+-ATPazės, kuri pumpuoja protonus į organelę, darbas.
Lizosomų transformacijos procesas
Morfologiškai ląstelėje išskiriami du pagrindiniai lizosomų tipai – pirminės ir antrinės.
Pirminės lizosomos yra mažos pūslelės, lygios sienelės arba kraštinės, atskirtos nuo Golgi komplekso cisternų. Juose yra hidrolizinių fermentų rinkinys, anksčiau susidaręs ant granuliuotų (šiurkščių) EPR membranų. Iki maistinių medžiagų substrato įsisavinimo lizosomos yra neaktyvios formos.
Kad fermentai veiktų, maisto dalelės arba skysčiai turi patekti į lizosomą. Tai vyksta dviem būdais:
- Autofagija, kai maisto dalelę paima lizosoma iš aplinkinės citoplazmos. Tokiu atveju organelės membrana invaginuoja kontakto su dalele taškeir suformuoja endocitinę pūslelę, o tada įsitraukia į lizosomą.
- Esant heterofagijai, kai lizosoma susilieja su endocitinėmis pūslelėmis, įstrigusiomis ląstelės citoplazmoje dėl kietųjų dalelių ar skysčių absorbcijos iš išorės.
Antrinės lizosomos yra pūslelės, kuriose yra ir fermentų, ir virškinimo substrato. Jiems būdingas ryškus hidrolizinis aktyvumas ir jie susidaro pirminei lizosomai absorbuojant substratą.
Nr.
- susilieja su pirminėmis lizosomomis, kurios įneša naują fermentų dalį;
- susilieja su naujomis maisto dalelėmis arba endocitinėmis pūslelėmis, palaikydamas nuolatinį skilimo procesą;
- susilieja su kitomis antrinėmis lizosomomis, kad susidarytų didelė struktūra, galinti absorbuoti kitus ląstelių organelius;
- absorbuoti pinocitines pūsleles, pavirsdamos į daugiapūslelinį kūną.
Lizosomos struktūra dramatiškai nesikeičia. Paprastai jis tik didėja.
Kiti lizosomų tipai
Kartais medžiagų, patekusių į lizosomą, skaidymas nesibaigia. Nesuvirškintos dalelės nepašalinamos iš organelės, o kaupiasi joje. Išeikvojus hidrolizinių fermentų atsargas, turinys sutankinamas ir apdorojamas, lizosomos struktūra tampa sudėtingesnė, sluoksniuotesnė. Taip pat gali nusėsti pigmentai. Lizosoma virsta likutiniu kūnu.
Be to, liekamieji kūnai lieka ląstelėje arba pašalinami iš jos egzocitozės būdu.
Autofagosomas galima rasti protistų ląstelėse. Pagal savo prigimtį jie priklauso antrinėms lizosomoms. Šių organelių viduje randama didelių ląstelių komponentų ir citoplazminių struktūrų liekanų. Jie susidaro pažeidžiant ląsteles, senstant ląstelių organeliams ir naudojami ląstelių komponentams panaudoti, išskirdami monomerus.
Lizosomos funkcijos ląstelėje
Lizosomos pirmiausia aprūpina ląstelę reikiama statybine medžiaga, depolimerizuoja į ją patekusias medžiagas.
Angliavandenių skaidymas yra svarbi ląstelės energijos apykaitos grandis, tiekianti substratą konversijai mitochondrijose.
Lizosomos taip pat yra organizmo imuninės sistemos gynybinė grandis:
- Leukocitams sukėlus bakterijų fagocitozę, lizosomos išpila savo turinį į fagocitinės pūslelės ertmę ir sunaikina kenksmingą mikroorganizmą.
- Apoptozės metu – užprogramuota ląstelių mirtis – išlaisvinkite proteolitinius fermentus.
- Naudokite pažeistas ir „senesnes“ląstelių organoles.
Lizosomų dalyvavimas įvairių struktūrų panaudojimo procese kartu su ląstelių proliferacija užtikrina organizmo atsinaujinimą.
