Одномембранные лизосомы: строение и функции
Что представляют собой органеллы лизосомы
Лизосомы — это одномембранные органеллы минимального диаметра, входящие в состав эукариотической клетки: в ней они представлены сотнями.
Основная задача лизосом — это осуществлять внутриклеточное пищеварение (расщеплять биополимеры) при помощи специфического набора гидролитических ферментов. Такие вещества окружает замкнутая оболочка, благодаря которой они не могут попасть внутрь клетки и разрушить составные ее части.
Отмечается, что лизосомы могут стать причиной естественной гибели клеток или их частей — это объясняется естественным клеточным балансом.
Впервые лизосомы открыл бельгийский ученый-биохимик Кристиан Дюв: это произошло в 1955 году.
Отмечаются следующие особенности строения лизосом:
- они выглядят как мембранные мешочки, содержащие кислую структуру;
- овальная и округлая конфигурация;
- представленность во всех клетках человеческого организма за исключением лизосом.
Есть и другие функции и особенности строения лизосом, учитывая которые можно предположить степень их важности внутри процесса клеточного пищеварения.
Важной составляющей строения лизосом является наличие кислых гидролаз — то, что существенно отличает лизосомы от других органоидов. При помощи этих ферментов происходит распад веществ белковой природы, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.
В лизосомах содержатся такие ферменты как сульфатаза, фосфолипаза и др.
Каждый из этих ферментов отвечает за расщепление особой группы органических веществ. Процесс расщепления происходит с разной скоростью (в зависимости от типа фермента). В обеспечении комплекса реакций лизиса каждому из ферментов отводится особое значение.
Основные функции лизосом
Что представляет собой лизис?
Лизис является системой расщепления внутриклеточных структур, с помощью которой происходит успешное и своевременное избавление от токсических веществ в клетке.
Реакции лизиса отличаются многообразием, при этом в каждой из них есть аутолиз и аутофагоцитоз.
Кислая среда считается нормальной средой, обеспечивающей оптимальную работу всех органелл. Показатели этой среды — 4,5-5 pH. В случае перехода кислой среды в щелочную появляются определенные лизосомальные болезни. Как результат — скопление мукополисахаридов.
В одномембранной оболочке лизосом присутствуют транспортные белки, переносящие продукты пищеварения из органеллы во внешнюю клеточную среду.
В растительной клетке лизосом нет: их функции берут на себя вакуоли. В жидкости вакуоли присутствует определенный набор ферментов, ускоряющих транспорт веществ.
Где формируются лизосомы?
Лизосомы формируются на основе пузырьков — после того, как они отпочковываются от аппарата Гольджи. Процесс образования органелл происходит также при помощи зернистой мембраны и ЭПС.
Рибосомы ЭПС синтезируют все ферменты лизосом, после чего они направляются к аппарату Гольджи.
Выделяют несколько видов лизосом:
- первичные. Такие kbpjcjvs формируются около аппарата Гольджи и содержат неактивированные ферменты;
- вторичные. В них содержатся активированные ферменты, которые непосредственно контактируют с расщепленными биополимерами. Активизация ферментов лизосом происходит тогда, когда вокруг них формируется кислая среда.
Также лизосомы бывают:
- гетеролизосомами. Такие лизосомы переваривают вещества, захваченные клеткой при помощи фагоцитоза (твердых частиц) и пиноцитоза (капель жидкости);
- аутолизосомы. Используются для разрушения разных внутриклеточных структур.
Чтобы обмен веществ находился в оптимальном состоянии, нужны различные варианты лизосом. Их комплекс позволяет клетке избавляться от токсинов и избегать сложной степени отравления элементарной живой системы.
Внутри клетки лизосомы выполняют следующие функции:
- внутриклеточное пищеварение;
- аутолиз;
- аутофагоцитоз.
Лизосомальные ферменты обеспечивают переваривание веществ, попадающих в клетку в процессе эндоцитоза, а также нейтрализацию питательных соединений и чужеродных агентов.
Аутолиз представляет собой процесс самоуничтожения клетки, в результате которого она гибнет. Такой процесс не всегда патологический. При нормальных условиях эта система положительно сказывается на дифференцировке клеточных структур.
Аутофагоцитоз является процессом расщепления ненужных клетке клеточных структур, которые осуществили свою функцию и должны покинуть клетку.
После переваривания захваченного материала он попадает в цитоплазму. Непереваренные же остатки пищи остаются на месте и формируют остаточное тельце. Нормальные условия обеспечивают уход телец из клетки.
Нервные клетки, отличающиеся длительным жизненным циклом, накапливают за все время большое количество остаточных телец. В них содержится пигмент старения. Эти тельца не выводятся даже при развитии патологии.
Гибель клеток в естественном виде — пример работы лизосом.
Так как естественный процесс программы гибели клеток или апоптоз, лизосомы принимают участие и в нем. Они отвечают за действие гидролитических ферментов в ходе переваривания отмерших клеток. Так клетки очищаются от структур, выполнивших собственную функцию.
Приведем следующий пример работы лизосом внутри многоклеточных структур. Когда головастик преобразовывается в зрелую особь, находящиеся в клетках хвостовой части лизосомы расщепляют его (хвост). В результате хвост исчезает, а продукты переваривания поглощают остальные клетки тела.
В качестве вывода можно обозначить, что лизосомы — важнейший клеточный компонент. С их помощью налаживается обмен веществ в клетках и обеспечивается гомеостаз. В клетках помимо лизосом есть и другие одномембранные органоиды: вакуоли, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть и др.
Для всех одномембранных органоидов свойственно уникальное значение и особенное функционирование. При этом, все они связаны друг с другом и являются производными клеточной мембраны.
