Лізосоми - це клітинні санітари

Кожна жива клітина має набір структур, які дають їй можливість демонструвати все властивості живого організму. Для того щоб функціонувати належним чином, клітина повинна отримувати достатньо поживних речовин, розщеплювати їх і вивільняти енергію, яку потім пустить на забезпечення процесів життєдіяльності.

На першому етапі складних процесів енергетичного менеджменту стоять лізосоми клітини, які отшнуровиваются по краях сплощених цистерн діктіосоми (комплексу Гольджі).

Як влаштовані лізосоми

Лізосоми - це сферичні одномембранні тільця діаметром від 0,2 до 2 мкм, в яких укладено комплекс гідролітичних ферментів. Вони здатні розщепити будь-який природний полімер або речовина складної структури, що потрапляють в клітину в якості поживного субстрату або чужорідного агента:

білки і поліпептиди;
полісахариди (крохмаль, декстрини, глікоген);
нуклеїнові кислоти;
ліпіди.

Таку ефективність забезпечують близько 40 різних типів ферментів, що містяться як в матриксі лізосоми, так і на внутрішній стороні мембрани в адгезірованних стані.

хімія лізосом

Мембрана, навколишнє лизосому, захищає органели і інші компоненти клітини від перетравлення комплексом ферментів. Але ж в самому бульбашці все ензими мають білкове походження, чому ж вони не розщеплюються протеазами?

Справа в тому, що всередині лізосом ферменти знаходяться в глікозильованого стані. Ця вуглеводна «оболонка» робить їх погано розпізнаваними для протеолітичних ферментів.

Реакція середовища всередині лізосоми слабокислая (рН 4,5-5), на відміну від майже нейтральної реакції гіалоплазми. Вона створює сприятливі умови для дії ензимів і забезпечується роботою Н + -АТФази, яка перекачує протони всередину органели.

Процес перетворення лізосом

Морфологічно в клітці виділяють два основних типи лізосом - первинні і вторинні.

Первинні лізосоми - це дрібні бульбашки, гладкостінні або облямовані, що відокремилися від цистерн комплексу Гольджі. У них міститься набір гідролітичних ферментів, раніше утворених на мембранах гранульованого (шорсткого) ЕПР. До поглинання поживного субстрату лізосоми знаходяться в неактивній формі.

Для початку роботи ферментів в лизосому повинні потрапити харчові частинки або рідини. Відбувається це двома способами:

Шляхом аутофагії, коли харчова частка поглинається лизосомой з навколишнього цитоплазми. При цьому мембрана органели впячивается в місці зіткнення з часткою і утворює ендоцітозного бульбашка, а потім отшнуровивается всередину лізосоми.
Шляхом гетерофагії, коли лизосома зливається з ендоцітозного бульбашками, які виявилися в цитоплазмі клітини в результаті поглинання твердих часток або рідин ззовні.

Вторинні лізосоми - це бульбашки, що містять як ферменти, так і субстрат для перетравлення. Вони характеризуються вираженою гидролитической активністю і утворюються в результаті поглинання субстрату первинної лизосомой.

При тому, що функції лізосоми зводяться до перетравлювання (розщепленню) твердих органічних частинок і розчинених речовин, універсальність процесу забезпечується здатністю вторинних лізосом:

зливатися з первинними лізосомами, які привносять нову порцію ферментів;
зливатися з новими харчовими частинками або ендоцітозного бульбашками, підтримуючи безперервний процес розщеплення;
зливатися з іншими вторинними лізосомами, утворюючи велику структуру, здатну поглинати інші органели клітини;
поглинати піноцитозні бульбашки, перетворюючись в мультивезикулярні тільце.

Будова лізосоми при цьому кардинально не змінюється. Зазвичай вона лише збільшується в розмірі.

Інші типи лізосом

Іноді розщеплення потрапили в лизосому речовин йде не до кінця. Неперетравлені частинки не будуть видалені з органели, а накопичуються в ній. Після того як запас гидролитических ферментів виснажений, вміст ущільнюється і переробляється, будова лізосоми стає більш складним, шаруватим. Також можуть відкладатися пігментні речовини. Лізосома перетворюється в залишкове тільце.

Надалі залишкові тільця залишаються в клітці або видаляються з неї шляхом екзоцитозу.

У клітинах протистов можна зустріти аутофагосоми. За своєю природою вони належать до вторинних лізосом. Усередині цих органел виявляються залишки великих компонентів клітини і цитоплазматичних структур. Вони утворюються при пошкодженнях клітин, старінні клітинних органел і служать для утилізації компонентів клітини, вивільняючи мономери.

Функції лізосоми в клітці

Лізосоми, перш за все, забезпечують клітину необхідною будівельним матеріалом, деполімерізуя потрапили в неї речовини.

Розщеплення вуглеводів є важливою ланкою в енергетичному обміні клітини, постачаючи субстрат для перетворення в мітохондріях.

Лізосоми - це ще й ланка захисту в імунній системі організму:

Після фагоцітірованія бактерій лейкоцитами, лізосоми виливають свій вміст в порожнину фагоцитозного бульбашки і руйнують шкідливий мікроорганізм.
Вивільняють протеолітичні ферменти при апоптозу - програмованої загибелі клітин.
Утилізують пошкоджені і «постарілі» органели клітини.

У поєднанні з проліферацією клітин, участь лізосом в процесі утилізації різних структур забезпечує оновлення організму.

Кіносеанс для мами і доньки: 19 ідеальних фільмів Зустрітися зі списком чудових фільмів, які дозволять вам провести відмінний вечір перед екраном.