Setiap sel hidup mempunyai satu set struktur yang membolehkannya menunjukkan semua sifat organisma hidup. Untuk berfungsi dengan baik, sel mesti menerima nutrien yang mencukupi, memecahkannya dan membebaskan tenaga, yang kemudiannya digunakan untuk menyokong proses kehidupan.
Pada peringkat pertama proses pengurusan tenaga yang kompleks ialah lisosom sel, yang diikat di sepanjang tepi tangki rata dictyosome (kompleks Golgi).
Cara lisosom berfungsi
Lisosom ialah badan membran tunggal sfera dengan diameter 0.2 hingga 2 mikron, yang mengandungi kompleks enzim hidrolitik. Mereka mampu memecahkan sebarang polimer semulajadi atau bahan struktur kompleks yang memasuki sel sebagai substrat nutrien atau agen asing:
- protein dan polipeptida;
- polisakarida (kanji, dekstrin, glikogen);
- asid nukleik;
- lipid.
Kecekapan ini disediakan oleh kira-kira 40 jenis enzim berbeza yang terkandung dalamkedua-duanya dalam matriks lisosom dan pada bahagian dalam membran dalam keadaan melekat.
Kimia Lisosom
Membran yang mengelilingi lisosom melindungi organel dan komponen sel lain daripada dihadam oleh kompleks enzim. Tetapi lagipun, dalam vesikel itu sendiri, semua enzim berasal dari protein, mengapa mereka tidak dipecahkan oleh protease?
Hakikatnya ialah di dalam lisosom enzim berada dalam keadaan terglikosilasi. "Cangkang" karbohidrat ini menjadikannya kurang dikenali oleh enzim proteolitik.
Tindak balas persekitaran di dalam lisosom adalah sedikit berasid (pH 4.5–5), berbeza dengan tindak balas hampir neutral hialoplasma. Ia mewujudkan keadaan yang menggalakkan untuk tindakan enzim dan disediakan oleh kerja H+-ATPase, yang mengepam proton ke dalam organel.
Proses transformasi lisosom
Secara morfologi, dua jenis lisosom utama dibezakan dalam sel - primer dan sekunder.
Lisosom primer ialah vesikel kecil, berdinding licin atau bersempadan, dipisahkan daripada tangki kompleks Golgi. Ia mengandungi satu set enzim hidrolitik yang sebelum ini terbentuk pada membran EPR berbutir (kasar). Sehingga penyerapan substrat nutrien, lisosom berada dalam bentuk tidak aktif.
Untuk enzim berfungsi, zarah makanan atau cecair mesti memasuki lisosom. Ini berlaku dalam dua cara:
- Dengan autophagy, apabila zarah makanan diambil oleh lisosom dari sitoplasma sekeliling. Dalam kes ini, membran organel menyerbu pada titik sentuhan dengan zarahdan membentuk vesikel endositik, dan kemudian mengikat ke dalam lisosom.
- Dengan heterophagy, apabila lisosom bercantum dengan vesikel endositik yang terperangkap dalam sitoplasma sel hasil daripada penyerapan zarah pepejal atau cecair dari luar.
Lisosom sekunder ialah vesikel yang mengandungi kedua-dua enzim dan substrat untuk pencernaan. Ia dicirikan oleh aktiviti hidrolitik yang ketara dan terbentuk hasil daripada penyerapan substrat oleh lisosom primer.
Walaupun hakikatnya fungsi lisosom dikurangkan kepada pencernaan (pecahan) zarah organik pepejal dan bahan terlarut, kepelbagaian proses dipastikan oleh keupayaan lisosom sekunder:
- bercantum dengan lisosom primer yang membawa masuk bahagian baharu enzim;
- bercantum dengan zarah makanan baharu atau vesikel endositik, mengekalkan proses pecahan berterusan;
- bercantum dengan lisosom sekunder lain untuk membentuk struktur besar yang mampu menyerap organel sel lain;
- menyerap vesikel pinositik, bertukar menjadi badan multivesikular.
Struktur lisosom tidak berubah secara mendadak. Ia biasanya hanya bertambah saiz.
Jenis lisosom lain
Kadangkala pecahan bahan yang telah masuk ke dalam lisosom tidak sampai ke penghujungnya. Zarah yang tidak dicerna tidak dikeluarkan dari organel, tetapi terkumpul di dalamnya. Selepas bekalan enzim hidrolitik habis, kandungan dipadatkan dan diproses, struktur lisosom menjadi lebih kompleks, berlapis. Pigmen juga boleh didepositkan. Lisosom berubah menjadi badan sisa.
Selanjutnya, sisa badan kekal di dalam sel atau dikeluarkan daripadanya melalui eksositosis.
Autofagosom boleh didapati dalam sel protista. Dengan sifatnya, mereka tergolong dalam lisosom sekunder. Di dalam organel ini, sisa-sisa komponen sel besar dan struktur sitoplasma ditemui. Ia terbentuk semasa kerosakan sel, penuaan organel sel dan berfungsi untuk menggunakan komponen sel, membebaskan monomer.
Fungsi lisosom dalam sel
Lisosom, pertama sekali, menyediakan sel dengan bahan binaan yang diperlukan, bahan penyahpolimeran yang telah memasukinya.
Pemecahan karbohidrat ialah pautan penting dalam metabolisme tenaga sel, membekalkan substrat untuk penukaran dalam mitokondria.
Lisosom juga merupakan pautan pertahanan dalam sistem imun badan:
- Selepas fagositosis bakteria oleh leukosit, lisosom menuangkan kandungannya ke dalam rongga vesikel fagositik dan memusnahkan mikroorganisma berbahaya.
- Melepaskan enzim proteolitik semasa apoptosis - kematian sel terprogram.
- Gunakan organel sel yang rosak dan "tua".
Dalam kombinasi dengan percambahan sel, penyertaan lisosom dalam proses penggunaan pelbagai struktur memastikan pembaharuan badan.
