4.4D: Lizosomy

admin

CEle kształcenia

  • Opisać, w jaki sposób lizosomy funkcjonują jako system usuwania odpadów w komórce

Lizosomy mają trzy główne funkcje: rozkład/trawienie makrocząsteczek (węglowodanów, lipidów, białek i kwasów nukleinowych), naprawa błon komórkowych i odpowiedź przeciwko obcym substancjom, takim jak bakterie, wirusy i inne antygeny. Kiedy pokarm jest spożywany lub wchłaniany przez komórkę, lizosom uwalnia enzymy, które rozkładają złożone cząsteczki, w tym cukry i białka, na energię użytkową potrzebną komórce do przetrwania. Jeśli nie ma pożywienia, enzymy lizosomu trawią inne organelle w komórce w celu uzyskania niezbędnych składników odżywczych.

Oprócz ich roli jako składnika trawiennego i obiektu recyklingu organelli w komórkach zwierzęcych, lizosomy są uważane za części systemu endomembranowego. Lizosomy wykorzystują również swoje enzymy hydrolityczne do niszczenia patogenów (organizmów wywołujących choroby), które mogą dostać się do komórki. Dobry przykład takiego działania występuje w grupie białych krwinek zwanych makrofagami, które są częścią systemu odpornościowego organizmu. W procesie znanym jako fagocytoza lub endocytoza, część błony plazmatycznej makrofaga ulega inaginacji (zagięciu) i wchłania patogen. Odcinek inwazyjny, z patogenem w środku, odrywa się od błony plazmatycznej i staje się pęcherzykiem. Pęcherzyk łączy się z lizosomem. Enzymy hydrolityczne lizosomu niszczą patogen.

Figura \(\PageIndex{1}}): Lizosomy trawią obce substancje, które mogłyby zaszkodzić komórce: Makrofag pochłonął (fagocytował) potencjalnie patogenną bakterię, a następnie połączył się z lizosomem wewnątrz komórki, aby zniszczyć patogen. Inne organelle są obecne w komórce, ale dla uproszczenia nie są pokazane.

Lizosom składa się z lipidów, które tworzą błonę, i białek, które tworzą enzymy wewnątrz błony. Zazwyczaj lizosomy mają wielkość od 0,1 do 1,2 μm, ale ich wielkość różni się w zależności od typu komórki. Ogólna struktura lizosomu składa się z kolekcji enzymów otoczonych jednowarstwową błoną. Błona jest kluczowym aspektem jego struktury, ponieważ bez niej enzymy wewnątrz lizosomu, które są używane do rozkładu obcych substancji, wyciekłyby i strawiłyby całą komórkę, powodując jej śmierć.

Lizosomy znajdują się w prawie każdej zwierzęcej komórce eukariotycznej. Są one tak powszechne w komórkach zwierzęcych, ponieważ kiedy komórki zwierzęce przyjmują lub wchłaniają pokarm, potrzebują enzymów znajdujących się w lizosomach, aby strawić i wykorzystać pokarm do produkcji energii. Z drugiej strony, lizosomy nie są powszechnie spotykane w komórkach roślinnych. Lizosomy nie są potrzebne w komórkach roślinnych, ponieważ mają one ściany komórkowe, które są wystarczająco wytrzymałe, aby utrzymać duże/obce substancje, które lizosomy zwykle trawią, poza komórką.

Kluczowe punkty

  • Lizosomy rozkładają/strawią makrocząsteczki (węglowodany, lipidy, białka i kwasy nukleinowe), naprawiają błony komórkowe i reagują przeciwko obcym substancjom, takim jak bakterie, wirusy i inne antygeny.
  • Lizosomy zawierają enzymy, które rozkładają makrocząsteczki i obcych najeźdźców.
  • Lizosomy składają się z lipidów i białek, z pojedynczą błoną pokrywającą wewnętrzne enzymy, aby zapobiec trawieniu samej komórki przez lizosom.
  • Lizosomy znajdują się we wszystkich komórkach zwierzęcych, ale rzadko występują w komórkach roślinnych ze względu na twardą ścianę komórkową otaczającą komórkę roślinną, która zatrzymuje obce substancje.

Kluczowe pojęcia

  • Ezym: białko globularne, które katalizuje biologiczną reakcję chemiczną
  • Lizosom: An organelle found in all types of animal cells which contains a large range of digestive enzymes capable of splitting most biological macromolecules.