Почему лизосомы известны как «суицидальный мешок»?

Все живые организмы состоят из клеток, фундаментальной мембранной структуры, содержащей компоненты жизни. Это основной структурный и функциональный компонент всех форм жизни. Крупные многоклеточные организмы, такие как люди и другие животные, состоят из этих клеток, работающих вместе с другими специализированными клетками. Каждая клетка имеет окруженную мембраной цитоплазму, заполненную различными биомолекулами, включая белки и нуклеиновые кислоты. Все живые существа состоят из клеток. Они могут состоять из нескольких клеток (многоклеточные) или только из одной (одноклеточные). Самые маленькие из известных клеток — микоплазмы. Они обеспечивают структуру тела и перерабатывают питательные вещества пищи в энергию. Клетки бывают двух типов: эукариотические клетки, содержащие ядро, и прокариотические клетки, в которых ядро отсутствует, но все еще присутствует нуклеоидная область.

Одноклеточный организм известен как прокариот, у которого отсутствуют ядро и другие связанные с мембраной клеточные органеллы. Бактерии и археи — прокариоты; они менее сложны и меньше, чем эукариотические клетки. Прокариотическая клетка имеет единственную кольцевую хромосому, которая соприкасается с цитоплазмой и составляет ее ДНК. Ядерная область, обнаруженная в цитоплазме, известна как нуклеоид.

У эукариот ядро заключено в ядерную оболочку. растения, животные, грибы, слизь, плесень, простейшие и водоросли — все относятся к эукариотическим. Эти клетки в 15 раз больше, чем у типичного прокариота. Наличие мембраносвязанных органелл у эукариот осуществляет специфическую деятельность в клетке. Наиболее важной органеллой клетки является ядро, в котором находится ДНК клетки. Ядро дало название эукариоту, что означает «Истинное ядро».

Различные клеточные органеллы, обнаруженные в эукариотических клетках, выполняют определенные задачи для осуществления жизненных процессов. Они были модифицированы для выполнения одной или нескольких основных задач в клетке. Каждая органелла в клетке имеет уникальную структуру и функцию. Клетка имеет множество органелл. Некоторые из них одиночные, в то время как другие могут прийти в большом количестве. Желатиновая жидкость, окружающая органеллы и заполняющая клетку, называется цитозолем.

лизосомы

Лизосомы представляют собой небольшие клеточные органеллы, связанные с мембраной, в эукариотических клетках или в клетках, несущих ядро. Они располагаются в цитозоле клетки, свободно перемещаясь внутри клетки. Они имеют простую структуру, состоящую из внешней лизосомальной мембраны, окружающей кислую внутреннюю жидкость. Они функционируют как маленькие клеточные желудки, они переваривают отходы и лишние фрагменты клеток.

В клетках есть специальные пузырьки, называемые лизосомами, которые используют гидролитические ферменты для расщепления молекул. Везикулы представляют собой небольшие жидкие сферы, которые помогают перемещать химические вещества внутри клеток. Они окружены липидной двухслойной мембраной. Только животные клетки включают лизосомы; в клетке человека их 300. Помимо расщепления и удаления клеточных отходов, они также отвечают за переваривание сложных молекул.

Лизосомальная функция

Основная функция лизосом состоит в том, чтобы поедать и разрушать нежелательные компоненты клетки, клеточные отходы и чужеродные вещества, попавшие в клетку, лизосомы в первую очередь помогают в клеточном метаболизме. Крупные структуры и молекулы расщепляются на более простые части пищеварительными ферментами, содержащимися в лизосомах, которые затем возвращают конечные продукты в клетку для обработки или удаления. Они расщепляют различные сложные соединения, включая липиды, белки, нуклеиновые кислоты и жирные кислоты. Поскольку гидролитические ферменты лизосом лучше всего работают в кислой среде, их pH поддерживается на уровне 5 или около него. Лизосомальные ферменты вырабатываются в эндоплазматическом ретикулуме, а затем переносятся в аппарат Гольджи. Лизосомы образуются в аппарате Гольджи. Лизосомы используют кислые гидролазы, присутствующие в эндоплазматическом ретикулуме, для переваривания сложных белков и органелл. Они действуют как пищеварительная система клетки, потому что расщепляют молекулы с помощью ферментов.

Лизосомы переваривают различные виды молекул. Они могут переваривать молекулы пищи, попадающие в клетку, на более мелкие кусочки в эндоцитарном пузырьке, этот пузырь приносит частицы внутрь клетки. Они осуществляют аутофагию, то есть разрушение неправильно функционирующих органелл. Кроме того, лизосомы также играют роль в фагоцитозе, когда клетка поглощает молекулу, чтобы расщепить ее, что также известно как «поедание клетки». Например, лейкоциты, называемые фагоцитами, поглощают вторгшиеся бактерии, чтобы уничтожить их. и лизосома заключает бактерии в везикулу, позже они разрушают бактерии.

Почему лизосомы известны как Суицидальный мешок?

Лизосомы являются клеточными органеллами, они известны как клетки-самоубийцы, потому что содержат мощные пищеварительные ферменты. Клеточные отходы и чужеродные вещества расщепляются гидролитическим ферментом. Лизосомы были впервые описаны Кристианом де Дювом как « суицидальные мешки клеток ». Лизосомы разрываются и высвобождают пищеварительные ферменты во время разрушения клеточной структуры, которые переваривают всю клетку. Они переваривают клетку, в которой находятся, собственными ферментами, этот процесс известен как аутолиз . Это приводит к гибели клеток. Следовательно, лизосомы известны как «мешки клеток-самоубийц».

Структура лизосом

Лизосомы представляют собой сферические мембраносвязанные органеллы с единственной внешней лизосомной мембраной, заполненной гидролитическими ферментами, способными разрушать биомолекулы. Они, как правило, очень маленькие, от 0,1 до 0,5 мкм. Мембрана непроницаема для кислого содержимого лизосом. Он защищает клетку от пищеварительных ферментов внутри мембраны. Лизосома может переваривать продукты клеточных отходов, старые части клеток и другой мусор после поддержания кислого pH . Чтобы клеточные фрагменты, инородные тела и клеточный дебрис переваривались, а здоровые части клетки не подвергались атаке, компоненты-восстановители помечаются специальными химическими веществами, которые идентифицируют их как мишени. Лизосомы представляют собой клеточные органеллы, функция которых заключается в разрушении клеточных отходов и дебриса путем поглощения их гидролитическими ферментами. Лизосома покрывает мишени и использует некоторые гидролитические ферменты и другие химические вещества внутри мембраны для переваривания сложных химических структур и создания простых веществ, которые клетка может использовать повторно.

Лизосомы, созданные из аппарата Гольджи и ферментов внутри него, образуются в эндоплазматическом ретикулуме. Эти ферменты сначала транспортируются в аппарат Гольджи в везикулах, а затем упаковываются в лизосомы. Лизосомы также включают другие ферменты, такие как протеазы, амилазы, нуклеазы, липазы и кислые фосфатазы.

Пищеварительные ферменты в лизосомах

Лизосомы используются для деградации белков и нуклеотидов, заключенных в мембрану. В лизосомах присутствуют гидролитические пищеварительные ферменты, такие как протеазы, сульфатазы и некоторые гликозидазы. Эти ферменты, присутствующие в лизосомах, вырабатываются эндоплазматическим ретикулумом и переносятся в лизосомы. Между этими ферментами деградации и клеточным матриксом имеется мембрана, предотвращающая аутофагию и клеточный аутолиз.

В лизосомах находятся различные пищеварительные ферменты, поскольку они могут переваривать белки, ДНК, РНК и другие клеточные остатки. Около 50 пищеварительных ферментов находятся внутри лизосом. Эти ферменты полезны при разложении биологических полимеров, таких как липиды, углеводы и бактерии, которые предотвращают проникновение в клетку чужеродных материалов. Некоторые пищеварительные ферменты:

• Гликозидазы: лизосомальная альфа-глюкозидаза, гиалуронанлиаза, галактозилцерамидаза, О-гликозидаза, хитиназа 3, альфа-галактозидаза А, альфа-L-фукозидаза.
• Сульфатазы: сульфатаза-2, сульфамидаза, арилсульфатаза А, арилсульфатаза В, арилсульфатаза G, глюкозамин-6-сульфатаза, идуронат-2-сульфатаза, N-ацетилгалактозамин-6-сульфатаза.
• Протеазы: катепсин V, катепсин L, катепсин K, катепсин H, катепсин F, лизосомальная карбоксипептидаза A, напсин A, легумаин/аспарагинилэндопептидаза, галактозилцерамидаза.

Функция пищеварительных ферментов в лизосомах

Основной функцией лизосомальных ферментов является расщепление больших и сложных молекул на более простые. Эти молекулы хранятся в клетках, известных как лизосомальные клетки хранения. Ферменты, присутствующие в лизосомах, также известны как кислые гидролазы. Некоторые функции этих ферментов заключаются в следующем.

• Эти ферменты в первую очередь участвуют в расщеплении и поглощении материалов, поглощенных клеткой посредством эндоцитоза.
• Эти ферменты также участвуют в фагоцитозе и аутофагии.
• Будучи специализированными клетками, макрофаги являются основным местом деградации больших молекул, таких как клеточный дебрис, бактерии или некоторые другие биологические компоненты, для их удаления за пределы клетки.
• Эти материалы связываются с фагосомами в форме пузырьков и сливаются с лизосомами, образуя «фаголизосомы» и переваривая нежелательные материалы.

Важность лизосом

Различные внутренние клеточные процессы приводят к образованию отходов, и в клетку могут проникать другие инородные тела или вещества. Такой нежелательный материал должен быть удален из клетки, и для этого используются лизосомы. Они путешествуют по внутренней части камеры и ищут материал, который был помечен как лишний. Кислая внутренняя часть лизосомы может расщеплять биомолекулы, такие как сложные углеводы, большие белки и липиды. Образовавшиеся простые молекулы могут быть либо вытеснены из клетки, либо использованы для восстановления и поддержания клеточной структуры, такой как внешняя плазматическая мембрана. Когда лизосомы вытесняют продукты, образованные из одной клетки, в другую, они сигнализируют другой клетке, какие процессы выполняет клетка, и позволяют другим клеткам реагировать соответствующим образом.

Часто задаваемые вопросы о том, почему лизоцим известен как суицидальный мешок?

Вопрос 1: Что такое лизосомы?

Отвечать:

Lysosomes are membrane-bound organelles that include processes such as degrading and recycling cellular waste, cellular signaling, and energy metabolism.

Вопрос 2: Где находятся лизосомы?

Отвечать:

Lysosomes are found in nearly all eukaryotic cells. Lysosomes are also found in animal cells because they carry enzymes used in the digestion of food and convert it to energy.

Вопрос 3: Назовите некоторые функции лизосом.

Отвечать:

Lysosomes keep the cells clean by breaking the outside materials like bacteria and worn-out cell organelles into small pieces, they digest the food entering the cell.

Вопрос 4: Как работают лизосомы?

Отвечать:

Lysosomes break down excess or worn-out cell parts. If a cell is damaged beyond repair, lysosomes can help the cell to self-destruct in a process called programmed cell death, or apoptosis. 

Вопрос 5: Как образуются лизосомы?

Отвечать:

Lysosomes are generally formed by budding of the Golgi apparatus, and the hydrolytic enzymes within them are formed in the endoplasmic reticulum.