Органеллы лизосомы
Главная задача лизосом — это осуществление внутриклеточного пищеварения, а именно расщепления биополимеров, благодаря специфическому набору гидролитических ферментов. Эти вещества окружаются замкнутой оболочкой, и такая черта не дает им проникнуть внутрь клетки и разрушить ее составные части. Кроме того, лизосомы могут способствовать естественной гибели клеток или ее частей, что также вполне оправдано естественным клеточным балансом.
Первые лизосомы были открыты бельгийским ученым – биохимиком К. Дювом в 1955 году.
Лизосомы обладают следующими особенностями строения:
- имеют вид мембранных мешочков, содержание которых обладает кислой структурой;
- конфигурация лизосом может быть округлой и овальной;
- лизосомы представлены во всех клетках организма человека, кроме лизосом.
Существуют также и другие функции лизосом, которые только подтверждают их важность внутри процесса клеточного пищеварения.
Особенной чертой лизосом, которая отличает их от остальных органоидов можно признать наличие кислых гидролаз. Эти ферменты обеспечивают распад веществ белковой природы, а также жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Среди ферментов, содержащихся в лизосомах, можно выделить:
- сульфатазу;
- фосфолипазу и др.
Каждый из этих ферментов расщепляет особые группы органических веществ с разной скоростью. При этом каждая из них имеет важнейшее значение для осуществления комплекса реакций лизиса.
Основные функции лизосом
Лизис – это система расщепления внутриклеточных структур, которая позволяет своевременно избавляться от токсических веществ в клетке.
Реакции лизиса достаточно многогранны, но в них присутствуют аутолиз и аутофагоцитоз.
Нормальной средой, которая обеспечивает оптимальную работу всех органелл считают кислую (pH = 4,5 — 5). Если среда клетки становится щелочной, то могут возникнуть определенные лизосомальные болезни. Следствием этого является накопление мукополисахаридов. Одномембранная оболочка лизосом оснащается транспортными белками, которые переносят из органеллы продукты пищеварения во внешне клеточную среду.
В растительной клетке лизосомы отсутствуют, и их функция осуществляется благодаря наличию вакуолей. Жидкость вакуолей содержит в себе определенный набор ферментов, которые ускоряют транспорт веществ. Лизосомы формируются из пузырьков при их отпочковании от аппарата Гольджи. В образовании органелл участвует также и зернистая мембрана и ЭПС. Все ферменты лизосом синтезируются рибосомами ЭПС, а затем направляются к аппарату Гольджи.
Существует несколько видов лизосом. Они бывают первичными и формируются возле аппарата Гольджи. Такие лизосомы содержат не активированные ферменты. Что касается вторичных лизосом, то они имеют активированные ферменты, непосредственно взаимодействующие с расщепленными биополимерами. Ферменты лизосом активируются в тот момент, когда вокруг них образуется кислая среда.
Все лизосомы делятся на:
- гетеролизосомы или те лизосомы, которые переваривают вещества, которые клетка захватывает с помощью фагоцитоза (твердых частиц) или пиноцитоза (капель жидкости);
- аутолизосомы предназначаются для разрушения различных внутриклеточных структур. Для поддержания оптимального обмена веществ клетке необходимы различные типы лизосом, поскольку в комплексе они дают клетке возможность избавиться от токсинов и предотвратить сложную степень отравления элементарной живой системы.
Лизосомы выполняют несколько функций внутри клетки, а именно внутриклеточное пищеварение, аутолиз, аутофагоцитоз. Переваривание веществ, которые попадают в клетку в ходе эндоцитоза, а также нейтрализация питательных соединений и чужеродных агентов реализуется именно лизосомальными ферментами.
Аутолиз – это процесс самоуничтожения клетки, который приводит к ее разрушению. Он не всегда бывает патологическим. А при нормальных условиях эта система способствует дифференцировке клеточных структур.
Аутофагоцитоз – это процесс расщепления клеточных структур, которые не нужны клетке, выполнили собственную функцию и должны быть удалены из нее.
Когда захваченный материал переваривается, он попадает в цитоплазму, а непереваренные остатки пищи остаются на месте, тем самым формируется остаточное тельце. При нормальных условиях тельца покидают клетку. В нервных клетках, которые имеют длительный жизненный цикл, за период существования накапливается множество остаточных телец, в которых содержится пигмент старения (не выводятся также при развитии патологии).
Примером работы лизосом можно назвать гибель клеток в естественном виде. Поскольку существует естественный процесс программы гибели клеток (апоптоз), то лизосомы функционируют и в этом процессе. Лизосомы обеспечивают действие гидролитических ферментов при переваривании отмерших клеток. Таким образом происходит очищение клетки от структур, которые уже выполнили собственную функцию.
Примером работы лизосом внутри многоклеточных структур может служить следующее: при преобразовании головастика в зрелую особь, лизосомы, располагающиеся в клетках хвостовой части, расщепляют его, как следствие хвост исчезает, а продукты переваривания поглощаются остальными клетками тела.
Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что лизосомы являются важнейшим компонентом клеток, они дают возможность наладить обмен веществ внутри них и обеспечить гомеостаз. Кроме лизосом в клетках присутствуют такие одномембранные органоиды как эндоплазматическая сеть, вакуоли, комплекс Гольджи и пр. Каждый одномембранный органоид имеет собственное уникальное значение и функционирует совершенно особенно, но при этом все они взаимосвязаны и являются производными клеточной мембраны.
