Lüsosoom: määratlus, struktuur ja funktsioon

Sisu

• Lüsosoomifunktsioon
• Lüsosoomide struktuur
• Miks lüsosoomid on olulised
• Miks lüsosoomid on happelised?
• Roll haiguses

Lüsosoomid on tuuma kandvates või eukarüootsetes rakkudes asuvad väikesed rakuorgaanid.

Need asuvad rakkude tsütosoolis, hõljudes vabalt tuuma välistes rakkudes. Neil on lihtne struktuur, mis koosneb välimisest lüsosomaalsest membraanist, mis ümbritseb happelist sisevedelikku.

Lüsosoomid on nagu väikesed rakulised maod: need seedivad jäätmeid ja üleliigseid raku fragmente.

Lüsosoomifunktsioon

Lüsosoomide põhiülesanne on aidata rakkude metabolismil raku sisenenud soovimatute rakuosade, rakujäätmete või võõraste ainete sissevõtmise ja lahustamise kaudu.

Nende happelise sisemuse seedeensüümid lagundavad suured struktuurid ja molekulid lihtsateks komponentideks ning seejärel suunavad nad tooted rakusse edasiseks kasutamiseks või kõrvaldamiseks.

Lüsosomaalseid ensüüme sünteesitakse endoplasmaatilises retikulumis.

Ensüümid kantakse edasi Golgi aparaati, kus toodetakse lüsosoome. Lüsosoomides kasutatakse endoplasmaatilisest retikulumist pärit happelisi hüdrolaase, et seedida keerulisi valke ja organelleid, mida enam ei vajata.

Lüsosoomid toimivad peamiselt rakkude seedesüsteemina.

Lüsosoomide struktuur

Lüsosoomid on ümarate membraaniga seotud organellid, millel on üks väline lüsosomaalne membraan.

Membraan on lüsosoomi happelise sisu suhtes mitteläbilaskev. See kaitseb ülejäänud rakku membraani sees olevate seedeensüümide eest. Kui happeline pH on kindlaks tehtud, võib lüsosoom seedida rakujäätmeid, vanu rakuosi ja muid prahte.

Et tagada rakufragmentide, võõrkehade ja rakujäätmete lagundamine, samal ajal kui raku terveid osi ei rünnata, märgistatakse üleliigsed komponendid spetsiaalsete kemikaalidega, mis identifitseerivad need sihtmärkidena.

Lüsosoom neelab või ümbritseb sihtmärke ja kasutab membraani sees mõnda hüdrolüütilist ensüümi ja muid kemikaale, et lammutada keerulisi keemilisi struktuure ja luua lihtsaid aineid, mida rakk saaks uuesti kasutada.

Miks lüsosoomid on olulised

Rakubioloogia hõlmab jäätmeid tekitavaid sisemisi protsesse ja rakku võivad tungida muud võõrkehad või ained.

Rakk peab suutma sellist soovimatut materjali kõrvaldada ja see toimib lüsosoomide funktsioonina. Nad rändavad läbi kambri sisemuse ja otsivad materjali, mis on märgitud üleliigseks.

Lüsosoomi happeline sisemus võib lagundada molekule, näiteks keerulisi süsivesikuid, suuri valke ja lipiide.

Saadud lihtsad molekulid saab kas rakust välja saata või kasutada rakustruktuuride, näiteks välimise plasmamembraani parandamiseks ja säilitamiseks. Rakust väljutatud ja teistesse rakkudesse transporditud lüsosoomide produktid võivad signaalida raku toimuvaid protsesse ja võimaldada teistel rakkudel vastavalt reageerida.

Miks lüsosoomid on happelised?

Lüsosoomi sees oleva vedeliku happelisel olemusel on kaks eesmärki.

Esiteks aitavad happed koondatud rakufragmentide keerukate molekulide seedimisel ja lagundamisel. Teiseks on seedeensüümid ja muud lüsosoomi sihtmärke lagundavad kemikaalid kavandatud töötamiseks happelises keskkonnas. See funktsioon kaitseb lahtrit.

Kui lüsosoom rebeneb või lekib, neutraliseeritakse happeline vedelik kiiresti ning lüsosomaalsed ensüümid ja muud seedimiskemikaalid ei ole enam efektiivsed ega ründa terveid rakustruktuure.

Seetõttu on lüsosoomi happelise pH säilitamine ülioluline selle funktsioneerimiseks ja rakkude kaitseks. Lüsosoom saavutab selle, kasutades keemilisi reaktsioone selle pinnal ja membraani sees asuvate prootonpumpadega, et viia vesinikioonid või prootonid läbi membraani ja sisemusse.

Vesinikuioonid säilitavad sisevedeliku happesuse.

••• Teadmine

Roll haiguses

Lüsosoomid mängivad rolli mõlemas võitle vastu haigused ja põhjus haiguse. Kui võõrad patogeenid, näiteks bakterid, sisenevad rakku, võivad lüsosoomid neid seedides neutraliseerida. Sel viisil aitavad nad organismide immuunvastust.

Kui lüsosoomid ei tööta korralikult, võivad need põhjustada häireid, mida nimetatakse lüsosoomide säilitushaigusteks.

Kui ühel paljudest lüsosomaalsetest ensüümidest on geneetilise mutatsiooni tõttu vale keemiline valem, koguneb aine, mida ensüüm peaks seedima. Selliseid häireid võib seostada ka vähi ja südame-veresoonkonna haigustega.

Tavaliselt on lüsosoomid rakujäätmete kõrvaldamise süsteemi oluline osa, kuid kui puuduvad üks või enam ensüümi, on ensüümide asendamiseks ja jäätmete kogunemise vähendamiseks vajalik kiire diagnoosimine.

Seotud kontseptsioonid ja rakukomponendid: