Komórkę można uznać za ultramikroskopową żywą strukturę, obdarzoną wszystkimi funkcjami tkwiącymi w ciele. Elementy komórkowe zwane organellami pełnią funkcję oddychania, reprodukcji, wydalania, trawienia. Jednym z rodzajów takich organelli są lizosomy. Należą do struktur jednobłonowych i pełnią określone funkcje związane z trawieniem substancji i całych elementów komórkowych znajdujących się w cytoplazmie. W tej pracy zbadamy strukturę lizosomów i poznamy ich rolę w podtrzymywaniu życia komórki.
Jak powstają organelle
Reprezentujące jednobłonowe wakuole wypełnione enzymami trawiennymi, lizosomy tworzą się w cysternach kompleksu Golgiego i są nazywane pierwotnymi. Poprzez kanały aparatu wchodzą do cytoplazmy komórki. Gdy tylko lizosomy zaczną absorbować uszkodzone cytostruktury lub rozkładać substancje organiczne, nazywane są wtórnymi.
Te organelle są wypełnione roztworami enzymów zdolnych do rozkładania cząsteczek węglowodanów, glikolipidów i białek. To właśnie w lizosomach wtórnych zawarte są substancje biologicznie czynne, takie jak proteazy, sulfurylazy i lipazy. Wewnętrzna zawartość organoidu ma pH mniejsze niż 7, ponieważ powyższe enzymy są aktywne w środowisku kwaśnym. Organelle są zdolne do endocytozy lub pinocytozy. Tworzenie lizosomów zależy w dużej mierze od specjalnych białek w komórce, powstających w kanałach ziarnistej retikulum endoplazmatycznego.
Skład chemiczny matrycy i struktura lizosomu
Kontynuując badanie cech lizosomów, zastanówmy się, jakie substancje tworzą ich środowisko wewnętrzne. Kompleks enzymów zawiera najważniejsze z nich: fosforylazę (rozkłada aminokwasy), glukozydazę (działa na glukozę, celulozę, skrobię) oraz lipazę (zapewnia zniszczenie cząsteczek tłuszczu, steroidów).
Własna błona organelli jest odporna na powyższe enzymy. W niektórych przypadkach staje się podatny na ich działanie, co prowadzi do autolizy - samorozpuszczania się błony, w wyniku czego agresywne substancje macierzy wlewają się do cytoplazmy komórki. Powoduje to samo-strawienie.
Funkcje organoidów
Dobrze wiadomo, jak ważne są reakcje w procesach metabolicznych, które promują wykorzystanie substancji odpadowych lub części struktur komórkowych, takich jak stare mitochondria, rybosomy. Wysoka aktywność enzymatyczna organelli przejawia się w tych komórkach, które nazywane są fagocytami. To jestprzede wszystkim struktury układu odpornościowego: bazofile, makrofagi, neutrofile, limfocyty B. Pierwotne lizosomy w tych komórkach są dość duże (do 0,5 mikrona). Zawierają enzymy takie jak rybonukleaza, proteaza, dezoksyrybonukleaza. Ta kompozycja jest wyjaśniona w następujący sposób: komórki zdolne do fagocytozy przede wszystkim rozkładają cząsteczki wirusów i bakterii zawierające białka i kwasy rybonukleinowe.
Ciekawy mechanizm zapewniający aktywność proteolityczną organelli. Obce cząstki lub cząsteczki są najpierw wychwytywane przez wakuolę. Łączy się z nim pierwotny lizosom, który wydziela enzymy hydrolityczne. Teraz taka organella, zwana wtórnym lizosomem, zaczyna aktywnie trawić substancje, które dostały się do macierzy. Produkty rozszczepienia dalej dyfundują do hialoplazmy komórki, a niestrawione pozostałości są przechowywane wewnątrz organelli, która obecnie nazywana jest ciałem resztkowym. Powyższa struktura lizosomów różnych typów wyjaśnia główne funkcje tych struktur komórkowych.
Rola organelli w reakcjach metabolicznych ludzkiego organizmu
Jeśli w lizosomach wytwarzana jest niewystarczająca ilość enzymów, dochodzi do ich niedoboru, co prowadzi do poważnych chorób dziedzicznych, takich jak leukodystrofia metachromatyczna. Struktura lizosomów w tej patologii jest nieprawidłowa. W ich macierzy sulfatazy, enzymy rozkładające cerebrozydy, są nieobecne lub są w stanie nieaktywnym. Będąc produktami przemiany materii w komórkach tkanki nerwowej, podlegają utylizacji, ale przy braku odpowiednich enzymówprowadzi do akumulacji tych związków w neurogleju i hialoplazmie neurocytów. Powoduje to zatrucie w tkance nerwowej, która tworzy mózg i rdzeń kręgowy. W rezultacie rozwój patologii fizycznych i upośledzenie umysłowe.
Tak więc organelle jednobłonowe odpowiedzialne za rozkład substancji odgrywają bardzo ważną rolę w metabolizmie komórkowym. W tej pracy zbadaliśmy strukturę lizosomów, poznaliśmy ich funkcje i znaczenie w życiu komórki i całego ludzkiego ciała.
