Põhiline teadus

Lüsosoomide bioloogia

Lüsosoomide bioloogia
Lüsosoomide bioloogia
Anonim

Lüsosoom, subtsellulaarsed organellid, mida leidub peaaegu igat tüüpi eukarüootsetes rakkudes (selgelt määratletud tuumaga rakkudes) ja mis vastutab makromolekulide, vanade rakuosade ja mikroorganismide seedimise eest. Iga lüsosoom on ümbritsetud membraaniga, mis prootonpumba kaudu hoiab sisemuses happelist keskkonda. Lüsosoomid sisaldavad laias valikus hüdrolüütilisi ensüüme (happelisi hüdrolaase), mis lagundavad makromolekule, nagu nukleiinhapped, valgud ja polüsahhariidid. Need ensüümid on aktiivsed ainult lüsosoomi happelises sisemuses; nende happesõltuv aktiivsus kaitseb rakku lüsosomaalse lekke või rebenemise korral enese lagunemise eest, kuna raku pH on neutraalne kuni kergelt aluseline. Lüsosoomid avastas Belgia tsütoloog Christian René de Duve 1950ndatel. (De Duve'ile anti osa 1974. aasta Nobeli füsioloogia- või meditsiinipreemiast lüsoosoomide ja teiste peroksisoomidena tuntud organellide avastamise eest.)

rakk: lüsosoom

Happelistes tingimustes (pH 5) töötavad potentsiaalselt ohtlikud hüdrolüütilised ensüümid eraldatakse lüsosoomides teiste komponentide kaitsmiseks

Lüsosoomid pärinevad trans-Golgi võrgu membraanilt, mis on Golgi kompleksi piirkond, mis vastutab värskelt sünteesitud valkude sortimise eest ja mis võib olla määratud kasutamiseks lüsosoomides, endosoomides või plasmamembraanis. Seejärel sulanduvad lüsosoomid membraanvesiikulitega, mis pärinevad ühest kolmest rajast: endotsütoos, autofagotsütoos ja fagotsütoos. Endotsütoosi korral võetakse rakuvälised makromolekulid membraaniga seotud vesiikuliteks, mida nimetatakse endosoomideks ja mis sulanduvad lüsosoomidega. Autofagotsütoos on protsess, mille käigus rakust eemaldatakse vanad organellid ja valesti töötavad rakuosad; neid ümbritsevad sisemised membraanid, mis seejärel sulanduvad lüsosoomidega. Fagotsütoosi viivad läbi spetsiaalsed rakud (nt makrofaagid), mis neelavad suuri rakuväliseid osakesi, nagu surnud rakud või võõrad sissetungijad (nt bakterid), ja suunavad neid lüsosoomide lagunemisele. Paljud lüsosomaalse lagundamise produktid, näiteks aminohapped ja nukleotiidid, suunatakse tagasi rakku, et neid uute rakkude komponentide sünteesiks kasutada.

Lüsosomaalsed säilitushaigused on geneetilised häired, mille korral geneetiline mutatsioon mõjutab ühe või mitme happe hüdrolaasi aktiivsust. Selliste haiguste korral blokeeritakse konkreetsete makromolekulide normaalne metabolism ja makromolekulid kogunevad lüsosoomidesse, põhjustades tõsiseid füsioloogilisi kahjustusi või deformatsioone. Hurleri sündroom, millega kaasneb mukopolüsahhariidide metabolismi defekt, on lüsosomaalne säilitushaigus.