Лизосома выполняет функцию

Одна из важнейших функций лизосом в клетке

Лизосома выполняет функцию

Лизосомы («лизис» — расщепление, «сома» — тело) — это органеллы эукариотических клеток. По строению представляют собой мембранные мешочки (визикулы, пузырьки), содержащие множество ферментов, расщепляющих сложные органические вещества.

Основными функциями лизосом являются клеточное пищеварение, уничтожение ненужных клетке органоидов, саморазрушение клетки, секреция веществ за пределы клетки. При этом различают различные типы лизосом.

В животных клетках обычно содержится много мелких лизосом, их количество зависит от функциональных особенностей клетки.

В клетках растений лизосомы образуются редко, обычно их функции выполняет крупная центральная вакуоль.

Ферменты (как известно, имеющие в основном белковую природу) лизосом синтезируются рибосомами, расположенными на шероховатой эндоплазматической сети. Далее по каналам сети они транспортируются в направлении комплекса Гольджи. От ЭПС отрываются транспортные пузырьки, которые впоследствии сливаются с аппаратом Гольджи.

Здесь белки соединяются с другими веществами, принимают свою функциональную форму, упаковываются. На выходе из Гольджи образуются готовые лизосомы.

Внутренняя среда лизосом является неоднородной и более кислой (ее pH ниже), чем среда цитоплазмы.

Это достигается за счет активного транспорта ионов водорода (Н+) лизосомной мембраной. Только в кислой среде гидролитические ферменты (липазы, протеазы, фосфатазы, нуклеазы) могут быть активны и расщеплять белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Лизосомы, которые только образовались в Гольджи и еще не приступили к выполнению своих функций, называются первичными.

Некоторые из них подходят к цитоплазматической мембране, где путем экзоцитоза (когда мембраны органеллы и плазмалеммы сливаются, а содержимое изливается во внешнюю для клетки среду) происходит секреция содержимого лизосом.

При этом есть пример, когда в лизосому сначала попадает неготовый гормон. В ней он изменяется, приобретает активную форму, далее происходит его секреция.

Немало клеток эукариот поглощают вещества, частицы, другие клетки путем фагоцитоза и пиноцитоза (называются общим словом «эндоцитоз»). В результате образуются эндоциты — мембранные пузырьки с поглощенным материалом, который требуется переварить или уничтожить (например, в случае проникновения вредоносных бактерий).

С эндоцитом сливается первичная лизосома таким образом, что ферменты и расщепляемые структуры оказываются в одном мембранном пузырьке. Это уже вторичная лизосома, которая также может называться пищеварительной вакуолью (в основном у одноклеточных).

Полученные в процессе ферментативного распада (переваривания) вещества транспортируются через мембрану пузырька в цитоплазму. В лизосоме остаются непереваренные остатки, которые необходимо удалить.

Для этого пищеварительная вакуоль подходит к клеточной мембране и сливается с ней, таким образом путем уже экзоцитоза (обратен эндоцитозу) избавляясь от остатков.

Ненужные клетке органеллы (например, митохондрии) окружаются мембраной, отделяющейся от гладкой эндоплазматической сети.

Мембранный мешочек с органоидом далее сливается с первичной лизосомой. После этого клеточная структура разрушается. Данное явление называется автофагией.

При массовом разрушении лизосом среда цитоплазмы приобретает более кислую реакцию, и гидролитические ферменты не теряют своей активности и могут разрушать все структуры клетки. Так происходит гибель клетки путем автолиза. Данное явление, например, наблюдается при превращении головастика в лягушку, когда его хвост исчезает.

Таким образом, несмотря на свое простое строение, лизосомы выполняют целый ряд важных для клетки функций.

https://www.youtube.com/watch?v=aBOgFldmtko

Лизосома — это одномембранный органоид эукариотической клетки, имеющий в основном шаровидную форму и не превышающий по размеру 1 мкм. Характерны для клеток животных, где могут содержаться в больших количествах (особенно в клетках, способных к фагоцитозу). В растительных клетках многие функции лизосом выполняет центральная вакуоль.

Строение лизосомы

Элементарная мембрана лизосомы отграничивает от цитоплазмы несколько десятков гидролитических (пищеварительных) ферментов, расщепляющих белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Ферменты относятся к группам протеаз, липаз, нуклеаз, фосфатаз и др.

В отличие от гиалоплазмы, внутренняя среда лизосом имеет кислую реакцию, а содержащиеся здесь ферменты активны только при низком pH.

Изоляция ферментов лизосом необходима, иначе, оказавшись в цитоплазме, они могут разрушить клеточные структуры.

Образование лизосом

Лизосомы образуются в комплексе Гольджи.

Ферменты (по-сути белки) лизосом синтезируются на шероховатой эндоплазматической сети, после чего транспортируются в Гольджи с помощью везикул (пузырьков, ограниченных мембраной).

Здесь белки модифицируются, приобретают свою функциональную структуру, упаковываются в другие пузырьки – первичны лизосомы, – которые отрываются от аппарата Гольджи.

Далее, превращаясь во вторичные лизосомы, выполняют функцию внутриклеточного переваривания.

В некоторых клетках первичные лизосомы секретируют свои ферменты за пределы цитоплазматической мембраны.

Функции лизосом

О функциях лизосом говорит уже их название: lysis — расщепление, soma — тело.

При попадании в клетку питательных веществ, каких-либо микроорганизмов лизосомы принимают участие в их переваривании.

Кроме того, они разрушают ненужные структуры самой клетки и даже целые органы организмов (например, хвост и жабры в процессе развития многих земноводных).

Ниже дается описание основным, но не единственным функциям лизосом.

Переваривание частиц, поступивших в клетку путем эндоцитоза

Путем эндоцитоза (фогоцитоза и пиноцитоза) в клетку поступают относительно крупные материалы (питательные вещества, бактерии и др.).

При этом цитоплазматическая мембрана впячивается внутрь клетки, во впячивание попадает структура или вещество, после чего впячивание отшнуровывается во внутрь, и образуется пузырек (эндосома), окруженный мембраной, – фагоцитарный (с твердыми частицами) или пиноцитарный (с растворами).

С таким пузырьком далее сливается первичная лизосома.

В результате образуется вторичная лизосома, в которой происходит процесс переваривания (происходят реакции ферментативного расщепления).

Подобным способом может происходить усваивание пищи (например, у амеб).

В данном случае вторичную лизосому также называют пищеварительной вакуолью. Переваренные вещества поступают из вторичной лизосомы в цитоплазму. Другой вариант — переваривание попавших в клетку бактерий (наблюдается у фагоцитов — специализированных для защиты организма лейкоцитов).

Оставшиеся во вторичной лизосоме ненужные вещества удаляются из клетки путем экзоцитоза (обратен эндоцитозу).

Лизосома с непереваренными подлежащими удалению веществами называются остаточным тельцем.

Автофагия

Путем автофагии (аутофагии) клетка избавляется от ненужных ей собственных структур (различных органелл и др.).

Сначала такой органоид окружается элементарной мембраной, отделившейся от гладкой ЭПС. После этого образовавшийся пузырек сливается с первичной лизосомой.

Образуется вторичная лизосома, которая называется автофагической вакуолью. В ней происходит переваривание клеточной структуры.

Автофагия особенно выражена в клетках, находящихся в процессе дифференциации.

Автолиз

Под автолизом понимают саморазрушение клетки. Характерен при метаморфозах, омертвении тканей.

Автолиз наступает, когда содержимое многих лизосом высвобождается в цитоплазму. Обычно в достаточно нейтральной среде гиалоплазмы ферменты лизосом, которым необходима кислая среда, становятся неактивными.

Однако, когда разрушается много лизосом, то кислотность среды повышается, а ферменты остаются активными и расщепляют клеточные структуры.

ТЕСТ КЛЕТКА

Часть с ответами

У прокариот, в сравнении с эукариотами, отсутствуют..

  • митохондрии
  • хромосомы
  • рибосомы

В цитоплазме прокариотических клеток нет мембранных органоидов: митохондрий, пластидов, ЭПС, комплекса Гольджи, лизосом.

Их функции выполняют складки и выпячивания наружной мембраны мезосомы.

В мембранах эукариот…

  • один слой липидов
  • два слоя липидов
  • три слоя липидов

Клеточная мембрана состоит из молекул липидов, расположенных в два слоя. В неё вкраплены различные белковые молекулы. Некоторые из них находятся на внешней или внутренней поверхности липидной части мембраны; другие пронизывают всю толщину мембраны.

Легко пройдет через липидный слой мембраны…

Для того чтобы проникнуть в цитоплазму и включиться в метаболизм клетки, вещества должны пройти через мембрану — плазмалемму.

Перенос веществ через мембрану может идти пассивным и активным путем. При пассивном поступлении веществ через мембрану основой переноса и в этом случае является диффузия.

Скорость диффузии зависит от толщины мембраны и от растворимости вещества в липидной фазе мембраны.

Поэтому неполярные вещества, которые растворяются в липидах (органические и жирные кислоты, эфиры), легче проходят через мембрану.

Прохождение через мембрану ионов натрия и калия происходит путем…

  • диффузии
  • осмоса
  • активного переноса

Прохождение через мембрану ионов натрия и калия происходит с помощью активного переноса.

Процесс идёт за счёт энергии, выделяющейся при гидролизе АТФ.

Выведение веществ из клетки называется…

  • экзоцитозом
  • фагоцитозом
  • эндоцитозом

Экзоцитоз — выделение клеткой различных частиц в окружающую среду — процесс, обратный эндоцитозу.

Рецепторная функция мембраны связана с…

  • белками и липидами
  • липидами и углеводами
  • белками и углеводами

Рецепторная функция мембраны связана с белками и углеводами (гликокаликс выполняет сигнальную и рецепторную функции).

Ядро представляет собой структуру…

  • двумембранную
  • одномембранную
  • немембранную

Ядро — важнейшая структура в клетках эукариот.

Обычно ядро имеет шаровидную форму и отделено от цитоплазмы оболочкой, состоящей из двух мембран.

Формирование лизосом клетки происходит в…

  • рибосомах
  • аппарате Гольджи
  • митохондриях

Формируются лизосомы в комплексе Гольджи, где накапливаются пищеварительные ферменты.

На рибосомах в процессе биосинтеза образуются…

  • аминокислоты
  • белки первичной структуры
  • т-РНК

На рибосомах в процессе биосинтеза образуются белки первичной структуры.

Одна из важнейших функций лизосом…

  • синтез ферментов
  • переваривание отмерших клеток
  • синтез гормонов

Одна из важнейших функций лизосом внутриклеточное пищеварение.

Они способны расщеплять практически все природные полимерные органические соединения.

Кристы митохондрий образованы…

  • внутренней мембраной
  • наружной мембраной
  • матриксом

Тело митохондрий состоит из двойной мембранной оболочки, внутреннюю часть которой образует большое количество складок, перегородок, трубочек, гребней, называемых кристами.

Основная роль крист заключается в том, что на них…

  • синтезируется митохондриальная ДНК
  • происходит окисление органических соединений
  • происходит синтез митохондриальных белков

Основная роль крист заключается в том, что на них происходит окисление органических соединений.

Именно в митохондриях происходит ферментативное расщепление углеводов, жиров, аминокислот с освобождением энергии и последующим превращение её в энергию АТФ.

Где сосредоточен хлорофилл хлоропластов?

  • в гранах
  • в матриксе (строме)
  • в наружной мембране

Хлорофилл в хлоропластах сосредоточен в гранах. Структурной и функциональной единицей хлоропластов являются тилакоиды — плоские мембранные мешочки, уложенные в стопки (граны).

Что является источником кислорода при фотосинтезе?

  • углекислый газ
  • вода
  • глюкоза

Вода — источник кислорода, выделяемое при фотосинтезе.

Она — основная среда, где протекают биохимические и химические реакции.

15. При фотосинтезе используются вещества:

  • углеводы
  • сахар
  • углекислый газ, вода

При фотосинтезе используются углекислый газ и вода.

Часть без ответов

У прокариот, в сравнении с эукариотами, отсутствуют..

  • митохондрии
  • хромосомы
  • рибосомы

В мембранах эукариот…

  • один слой липидов
  • два слоя липидов
  • три слоя липидов

Легко пройдет через липидный слой мембраны…

Прохождение через мембрану ионов натрия и калия происходит путем…

  • диффузии
  • осмоса
  • активного переноса

Выведение веществ из клетки называется…

  • экзоцитозом
  • фагоцитозом
  • эндоцитозом

Рецепторная функция мембраны связана с…

  • белками и липидами
  • липидами и углеводами
  • белками и углеводами

Ядро представляет собой структуру…

  • двумембранную
  • одномембранную
  • немембранную

Формирование лизосом клетки происходит в…

  • рибосомах
  • аппарате Гольджи
  • митохондриях

На рибосомах в процессе биосинтеза образуются…

  • аминокислоты
  • белки первичной структуры
  • т-РНК

Источник: https://ekoshka.ru/kakovy-funkcii-lizosom/

Каковы функции лизосом в клетке

Лизосома выполняет функцию

В нашей статье мы предлагаем вам рассмотреть функции лизосом в клетке. Кроме этого, мы обратим внимание на предназначение данного органоида и его строение.

Как уже стало ясно, лизосома – это составная часть каждой клетки. А все что мы видим, к чему прикасаемся, да и сами мы – это конструктор, состоящий из множества мельчайших частиц. Клетка является элементарной структурной единицей всех организмов, живущих на планете Земля. Она обладает рядом качеств, которые позволяют ей существовать самостоятельно:

  • собственным обменом веществ;
  • способностью к воспроизведению;
  • размножению (самовоспроизведению);
  • развитию.

Ну а сейчас предлагаем перейти к интересующему нас органоиду, рассмотреть его строение и выделить функции лизосом в клетке.

Лизосома

Сейчас более подробно разберем данную органеллу и предоставим вам классификацию. Перед тем как мы перечислим и рассмотрим функции лизосом в клетке, необходимо упомянуть краткую историю открытия. Эти небольшие гранулы впервые обнаружил ученый де Дюв в клетке печени. Данное событие произошло в 50-е годы XX века.

Лизосома – это полость, заполненная различными гидролитическими ферментами (их можно насчитать более 80 видов). Окружена она мембраной, важно уточнить и то, что она одинарная. Вид данных органоидов не одинаков, в большинстве случаев это округлая форма, в диаметре не превышающая 0,8 мкм.

Мембрана лизосом не имеет одинаковую толщину, проницаемость ее меняется под воздействием некоторых условий. Так, лабилизаторами (то есть повышающими проницаемость) являются:

  • тироксин;
  • прогестерон;
  • витамин А;
  • ультрафиолетовые лучи;
  • рентгеновское излучение;
  • кислород и др.

Обратное воздействие оказывают:

  • преднизолон;
  • кортизон и т. п.

В различных клетках находится не одинаковое количество лизосом, большая их часть приходится на клетки, обладающие функцией фагоцитоза. Примерами могут послужить макрофаги или лейкоциты. Также сюда относятся и те, которые способны к всасыванию, секреции и экскреции. Ими являются:

  • клетки эпителия;
  • кишечника;
  • почек;
  • предстательной железы и т. д.

Теперь кратко о классификации лизосом. Разделяют два их вида: первичные и вторичные. Первичные имеют название накопительные. Среди вторичных можно выделить:

  • фаголизосомы;
  • цитолизосомы;
  • остаточные тельца.

Функции

Сейчас мы предлагаем выделить немногочисленные функции лизосом в клетке. Итак, сюда можно отнести:

  • клеточное пищеварение;
  • аутофагию;
  • автолиз;
  • растворение внешних структур.

А теперь мы кратко объясним значение этих терминов. О клеточном пищеварении и аутофагии вы можете подробно прочитать несколько позже. Сейчас – о том какую функцию выполняют лизосомы при гибели клеток.

Этот процесс принято называть автолизом. Мембрана лизосомы может нарушиться, что приводит к освобождению находящихся в ней ферментов. Как правило, они перестают выполнять свою основную функцию, так как просто дезактивируются в цитоплазме клетки.

Нарушение одной клетки – это не беда, но что будет, если все лизосомы нарушат свою структуру? Тогда и наступает гибель самой клетки. Ярким примером автолиза является отмирание хвоста у головастиков лягушки.

Пищеварение

Мы упомянули ранее, что лизосомы выполняют в клетке функцию пищеварения. Предлагаем вам более подробно рассмотреть данный процесс. Как уже говорилось, лизосомы делятся на две группы, при этом ко вторичным относится и пищеварительная вакуоль. Именно она выполняет функцию пищеварения в клетке. Она образуется путем слияния фагосомы и первичной лизосомы.

Пищеварительная вакуоль имеет более крупные размеры, доходящие до 1,2 мкм. В ней содержится очень большое количество включений. Здесь и происходит переработка веществ, попавших в клетку. Часто бывает и так, что они перевариваются посредством гидролиза до низкомолекулярных частиц. Последние без труда могут пройти через мембрану лизосомы. Далее они нужны клетке для образования новых органелл.

Аутофагия

А еще какую функцию выполняют в клетке лизосомы? Мы уже говорили, что среди их назначений есть такое, как аутофагия. Этот процесс характеризируется захватом компонентов в клетке и уничтожению лизосомами. Всего выделяют 3 вида аутофагии:

В первом случае лизосома захватывает обломки и переваривает их для получения энергии или строительного материала. Данный процесс может происходить при голодании.

Во время макроаутофагии происходит соединение аутофагосомы и лизосомы, что приводит к образованию аутофаголизосомы. В последней перевариваются остатки футофагосом. Третий вид может наблюдаться исключительно у млекопитающих во время стресса.

При данном виде аутофагии происходит целенаправленный транспорт белков в лизосомы.

Источник: https://FB.ru/article/298450/kakovyi-funktsii-lizosom-v-kletke

Лизосомы в биологии – особенности строения и основные функции

Лизосома выполняет функцию

В своей форме лизосомы визуализируют в виде плотных шаровидных вакуоли, но они могут показывать значительные отличия размера, в зависимости от материалов, которые были приняты для пищеварения (см.рисунок).

Из таблицы строения и функций лизосом видно, что они обычно сферической формы, с диаметром от 0,05 до 0,5 мкм.

На электронных микрофотографиях они имеют форму равномерно-зернистых, электронно-плотных структур (см. схему).

Таким образом, особенности строения лизосом в том, что они представляют собой морфологически разнообразные органеллы, проводят определение общей функции деградации внутриклеточного материала.

Это цитоплазматические внутриорганические органеллы, принадлежащие к эндомембранной системе, содержащей ферменты (кислотные гидролазы), которые разрушают многие биологические молекулы.

Они встречаются во всех клетках, но чаще — в ответственных за защиту организма: макрофагах, нейтрофильных полинуклеарных или очень специализированных клетках, таких как остеокласты.

Первичный видимый в оптической и электронной микроскопии гетерогенный вид лизосом обнаруживается гистоэнзимологической окраской кислой фосфатазы.

Ферменты вида

Лизосомы содержат около 50 различных разлагающих комплексов ферментов, которые могут гидролизовать белки, ДНК, РНК, полисахариды и липиды.

Мутации в генах, что кодируют эти ферменты, ответственны за более чем 30 различных генетических заболеваний человека, которые называются лизосомальными заболеваниями хранения, потому что необработанный материал накапливается.

Большинство из этих остаточных заболеваний является результатом дефицита отдельных химических лизосомальных ферментов. Например:

  • Болезнь под названием Гоше (наиболее распространённое из этих расстройств) является результатом мутации в гене, который кодирует лизосомальный фермент, необходимый для расщепления гликолипидов.
  • Клеточное заболевание, которое вызвано дефицитом фермента, катализирующего первый этап мечения лизосомальных ферментов маннозой-6-фосфатом в аппарате Гольджи.

Это всё результат общей неспособности лизосомальных ферментов, которые должны быть включены в органеллах.

Все лизосомальные ферменты являются гидролазами, что активны при рН (около 5), который поддерживается в лизосомах, но не при нейтральном показателе (около 7,2), характерном для остальной цитоплазмы.

Требование этих лизосомальных гидролаз для кислотного рН обеспечивает двойную защиту против неконтролируемого пищеварения содержания цитозоля.

Даже если лизосомальная мембрана опущена, выпущенные кисловочные гидролазы были бы неактивны на нейтральном рН цитозоля.

Для поддержания кислотного внутреннего рН лизосомы должны активно концентрировать ионы H+ (протоны). Это достигается протонным насосом в лизосомальной мембране, который активно транспортирует протоны в лизосому из цитозоля.

Эта перекачка требует затрат энергии в виде гидролиза АТФ, так как она поддерживает примерно в сто раз более высокую концентрацию H+ внутри лизосомы.

Органоиды содержат различные кислотные гидролазы, которые активны при кислотном рН, поддерживаемом в органелле, но не при нейтральном рН цитозоля.

Образование органелл

Одной из основных функций лизосом является переваривание материала, взятого извне клетки эндоцитозом.

Однако роль органелл в переваривании материала, принимаемого эндоцитозом, связана не только с функцией органелл, но и с их образованием.

В частности, лизосомы образуются путём слияния транспортных везикул, почковавшихся из транс-Гольджи сети с эндосомами, которые содержат молекулы, принятые эндоцитозом на плазматической мембране.

Нужно выяснить, где формируются лизосомы и в чём их отличие в биологии.

Появление органелл представляет собой пересечение секреторных путей (через них обрабатываются лизосомальные белки) и эндоцитозного пути, через которые молекулы внеклеточного занимают место на поверхности клетки.

Материал извне клетки берётся в покрытых клатрином эндоцитарных везикулах, которые распускаются из плазматической мембраны и затем сливаются с ранними эндосомами.

Компоненты затем рециркулируются в плазматическую мембрану и ранние эндосомы постепенно созревают в поздние, которые являются предшественниками лизосом. Одним из важных изменений во время созревания эндосомы является снижение внутреннего рН примерно до 5,5, что играет ключевую роль в доставке лизосомальных кислотных гидролаз из сети транс-гольджи.

Эндоцитоз и образование

Молекулы берутся извне клетки в эндоцитарных везикулах, которые сливаются с ранними эндосомами. Мембранные компоненты перерабатываются по мере созревания ранних эндосом в поздние.

Кислотные гидролазы нацелены на лизосомы остатками манноза-6-фосфата, которые распознаются рецепторами манноза-6-фосфата в сети транс-Гольджи и упаковываются в клатрин-покрытые везикулы. После удаления слоя клатрина эти транспортные везикулы сливаются с поздними эндосомами, а кислотный внутренний рН приводит к диссоциации гидролаз с рецептором манноза-6-фосфата.

Таким образом, гидролазы высвобождаются в просвет эндосомы, в то время как рецепторы остаются в мембране и в итоге рециркулируются в Гольджи. Поздние эндосомы затем созревают в лизосомы, поскольку они приобретают полный набор кислотных гидролаз, которые переваривают молекулы, первоначально принятые эндоцитозом.

Фагоцитоз и аутофагия

Помимо деградирующих молекул, поглощаемых эндоцитозом, лизосомы переваривают материал, полученный двумя другими путями — фагоцитозом и аутофагией. При фагоцитозе специализированные клетки, такие как макрофаги, поглощают и разрушают крупные частицы, включая бактерии, клеточный мусор и старые клетки, которые необходимо удалить из организма.

Такие крупные частицы попадают в фагоцитарные вакуоли (фагосомы), которые затем сливаются с лизосомами, в результате чего происходит переваривание их содержимого. Образующиеся таким образом лизосомы (фаголизосомы) могут быть довольно крупными и неоднородными, так как их размер и форма определяются содержанием перевариваемого материала.

При фагоцитозе крупные частицы, например, бактерии, попадают в фагоцитарные вакуоли или фагосомы. В аутофагии внутренние органеллы, например, митохондрии, заключены в мембранные фрагменты из ER.

Лизосомы также отвечают за аутофагию — постепенный оборот собственных компонентов клетки. Первым шагом аутофагии, по-видимому, является включение органеллы (например, митохондрии) в мембрану, полученную из ER. Образовавшийся пузырёк затем сливается с лизосомой, его содержимое переваривается.

Патофизиологическая роль

У многих примитивных одноклеточных и беспозвоночных микроорганизмов роль лизосом, в первую очередь, питательная.

Гетерофагия используется для захвата и переваривания экзогенных продуктов, аутофагия — для контролируемого использования чистых клеточных компонентов в случае нехватки пищи.

Эта функция потеряла значение у высших животных, где она действует только для некоторых конкретных питательных веществ, таких как холестерин. С другой стороны, лизосомальное пищеварение подходит для многих специализированных функций.

Таким образом, в зависимости от клеточного типа, гетерофагический механизм служит:

  • для защиты от захватчиков;
  • очистки альвеол лёгких;
  • реабсорбции почек;
  • перестановки костей;
  • катаболизма белков плазмы;
  • регуляции гормональных эффектов;
  • синтеза гормонов щитовидной железы и многих других физиологических процессов.

Аутофагия играет очень общую роль в многочисленных аутолитических явлениях, которые происходят в обновлении клеточных составляющих, а также в адаптации, дифференциации и развитии растительных компонентов.

Лизосомы часто могут находиться и участвовать в формировании генеза патологических состояний. Гидролазы, которые они размещают, могут повредить цитоплазму, когда они высвобождаются внутри клетки или внеклеточные структуры, если они сбрасываются снаружи.

Кроме того, перегрузка лизосом непереваренными материалами и последующее расширение могут поставить под угрозу нормальную клеточную функцию.

Благодаря выяснению этих механизмов, многие заболевания оказались проявлениями клеточной пищеварительной патологии:

  • внутриклеточные выделения лизосомального содержимого (клеточные структуры повреждаются и часто клетки погибают) ;
  • силикозы, воспаления, интоксикации лизосомотропными веществами.

Функциональные механизмы

Лизосомы играют важную роль во внутриклеточном пищеварении. Этот процесс происходит в вакуолях, ограниченных мембраной, вторичными лизосомами, в пределах которых кислотный рН в диапазоне от 4,5 до 5,0, соответствующий требованиям лизосомиальных гидролаз, активно поддерживается протонным насосом, расположенным в мембране.

Эта кислотность объясняет «лизосомотропизм» очень многих слабо основных соединений: они концентрируются в лизосомах с протонацией и приводят к таким явлениям, как жизненная окраска (например, нейтральный красный, оранжевый акридин), вакуолизация осмотическим вызовом воды, например, хлорохин, и различные фармакологические эффекты.

Исключительно гидролазы и лизосомиальная кислотность сбрасываются во внеклеточную полость, где они выполняют своё пищеварительное действие. Субстраты лизосомального пищеварения поступают извне или изнутри клетки.

В первом случае (гетерофагия) захват материалов осуществляется фагоцитозом, пиноцитозом или любой другой формой эндоцитоза, т. е.

процессом, включающим инвагинацию плазматической мембраны, которая закрывается вокруг захваченного материала и отделяется в цитоплазме в виде герметичной вакуоли, содержащей этот материал.

Объекты и молекулы, охватываемые таким образом, часто фиксируются специфическими рецепторами, расположенными на плазматической мембране (эндоцитоз интерпозированным рецептором).

Это явление позволяет клеткам выбирать определённые питательные вещества в их окружающей среде, например, липопротеины низкой плотности, несущие холестерин.

Это даёт им, кроме того, способ ограничивать действие гормонов и других активных агентов.

Источник: https://nauka.club/biologiya/lizosomy.html

Лизосома

Лизосома выполняет функцию

Лизосома (от др.-греч λύσις — растворение и sōma — тело) — одномембранных органеллы, содержащий гидролитические ферменты и выполняет функцию внутриклеточного расщепления макромолекул. Лизосомы были открыты бельгийским цитологом Кристианом де Дювом в 1955 году.

Лизосомы выполняют в клетке следующие функции: расщепление внутри- и внеклеточных отходов, и старых органелл, уничтожения патогенных микроорганизмов, обеспечение клетки питательными веществами.

Ферменты лизосом

Лизосомы содержат более 40 различных кислых гидролаз, в частности протеазы, нуклеазы, липазы, фосфолипазы, фосфатазы, сульфатазы. Оптимум pH для этих ферментов лежит в пределах 4,5-5, именно такая кислотность поддерживается внутри лизосом.

Кроме того, протеазы проявляют максимальную активность только после ограниченного протеолиза. Биологическое значение таких особенностей заключается в защите цитоплазмы клетки от расщепления ферментами лизосом.

Даже если мембрана, отделяющую этот компартмент, по каким-то причинам потеряет целостность гидролазы НЕ будут активными в цитозоле с pH около 7,2.

Лизосомальных мембран

Мембрана лизосом характеризуется высоким уровнем гликозилирования белков, входящих в ее состав. Таким образом они защищены от действия протеаз в просвете лизосомы.

Также в этих мембранах имеется большое количество транспортных белков, переносящих конечные продукты расщепления, такие как аминокислоты и простые сахара, в цитоплазму. Вакуолярная H + -АТФаза в мембране лизосом использует энергию, выделяющуюся при расщеплении АТФ, для транспорта протонов в их просвет.

Это необходимо не только для поддержания низких значений pH, но и для создания потенциала H +, который может быть использован для переноса малых метаболитов через мембрану.

Гетерогенность лизосом

Лизосомы были впервые открыты как отдельный компартмент с набором особых биохимических характеристик благодаря методу фракционирования клеточных экстрактов. Только позже их удалось увидеть с помощью электронного микросокопа.

Лизосомы чрезвычайно разнообразны по форме и функциям, однако их можно отличить от других органелл используя специфические антитела или гистохимические методы.

Используя такие подходы лизосомы удалось обнаружить во всех эукариотических организмов.

У растений функции лизосом выполняют вакуоли, которые обычно занимают от 30 до 90% объема клетки. С лизосомами их роднит наличие гидролитических ферментов низкие значения pH содержания, однако кроме пищеварения эти органеллы играют роль во многих процессах, и часто в одной клетке имеющиеся вакуоли различного назначения.

В животных клетках лизосомы связаны общим циклом созревания с эндосомы. Поздние эндосомы содержат материал захвачен мембраной в процессе эндоцитоза, а также новосинтезированные гидролитические ферменты.

Они сливаются с лизосомами и формируют структуры, которые называют ендолизосомамы, последние сливаются между собой.

Только после того, как в ендолизсомах переваривается большинство поглощенного материала, они становятся небольшим сферическими и плотными, то есть превращаются в «классические» лизосомы, которые снова могут вступать в цикл сливаясь с эндосомы или ендолизосомамы.

Образование

Ферменты, содержащиеся внутри лизосом, в своем большинстве синтезируются на рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума, оттуда транспортируются в везикулах к аппарату Гольджи, где сортируются в отдельные мембранные пузырьки, видшнуровоються от его транс -стороны. Зато субстраты для переваривания доставляются в лизосомы как минимум тремя различными способами: от эндосом, автофагосм и фагосом.

Лучше изучен путь деградации субстратов, захватываются клеткой в ​​процессе эндоцитоза. Эти вещества в маленьких везикулах поступают в ранних эндосом, содержащих небольшое количество гидролитических ферментов, которые происходят из аппарата Гольджи.

Ранние эндосомы превращаются в поздние эндосомы с пониженным pH (около 6) и большим количеством гидролаз, здесь начинается пищеварение. Поздние эндосомы сливаются с лизосомами с образованием ендолизосом, которые после завершения пищеварения снова превращаются в лизосомы.

При этом белки, характерные для эндосом, селективно собираются с мембран и транспортируются специальными везикулами к эндосом или сети транс -Гольджи.

В случае автофагии, в функции которой принадлежит обезвреживания старых и неисправных органелл и обеспечения клетки питательными веществами в условиях голодания, субстрат предназначен для расщепления сначала окружается двойной мембраной с образованием автофагосомы. Позже эта везикула сливается с лизосомой, где и происходит переваривание.

Третий путь характерен для клеток специализированных на фагоцитозе крупных частиц и микроорганизмов. Фагосомы, образующиеся при этом, имеют такую ​​же судьбу, как и автофагосомы.

Источник: https://info-farm.ru/alphabet_index/l/lizosoma.html

Лизосомы – строение и основные функции: что это такое, особенности, где образуются и как выглядят | tvercult.ru

Лизосома выполняет функцию

Часто люди задаются вопросом, что такое лизосомы. Функции лизосом и их строение имеют модификации в зависимости от морфологии самой клетки. Для того чтобы узнать, как выглядит эта органелла, как происходит образование новых лизосом и какие функции они выполняют, нужно изучить этот материал….

Что такое лизосомы

Они представляют собой органоиды размером около 0,2-0,4 мкм и являются обособленной частью мембранной оболочки. Распространены как у грибов и простейших, так и в многоклеточных организмах. У растений присутствуют вакуоли.

В зависимости от выполняемых функций строение, химический состав, форма, количество органелл могут варьироваться. У растений и грибов содержится 1–2 крупные вакуоли в клетке, а у животных 1000 и более размером меньше 1 мкм.

Где образуются лизосомы?

Органоид клетки, образующий новые лизосомы, – это аппарат Гольджи. В формировании принимают участие эндосомы – пузырьки с захваченными извне частицами, а также мембраны ЭПС. Ферменты образуются рибосомами шероховатой эндоплазматической цепи и транспортируются к аппарату Гольджи, затем непосредственно к везикулам.

Классификация лизосом

Чтобы понять, что такое лизосомы, нужно узнать какими они бывают. Единой классификации типов пузырьков и их стадий развития нет. Чаще всего выделяют три типа:

  1. Первичные.
  2. Вторичные.
  3. Телолизосомы (или остаточные тельца).

Первичные содержат ферменты в неактивной форме. Диаметр первичных везикул составляет порядка 100 нм. Единственным активным ферментом в составе везикул на этой стадии является кислая фосфатаза – маркер органелл.

Образование вторичных лизосом идет путем слияния первых с пино- или фагоцитозными вакуолями. Таким способом осуществляется расщепление содержимого эндоцитозной вакуоли на мономеры с помощью гидролитических ферментов.

В зависимости от содержимого вакуолей, а также их слияния могут образовываться разные по строению, размеру и специализированным функциям пузырьки.

Третьим основным видом являются остаточные тельца, или телолизосомы. Там происходит накопление непереваренных частиц, которые уплотняются и структурируются.

Также в этих пузырьках накапливаются пигменты. В здоровых полностью функционирующих клетках телолизосомы выводятся с помощью экзоцитоза при слиянии с внешней мембранной оболочкой. При условии патологий или старения остаточные тельца накапливаются внутри.

Разновидности везикул

Помимо основных типов различают еще несколько:

  • Фаголизосомы. Главной их задачей является поглощение крупных частиц (бактерий и других микроорганизмов) с помощью фагоцитоза.
  • Аутолизосомы (аутофагосомы). Широко распространены у простейших. Являются одним из типов вторичных пузырьков. Значение аутофагосом удаление/аутолиз частей компартментов клетки или цитоплазматических структур полностью (рибосом, пластид, элементов эндоплазматической сети, митохондрий). Их часто можно обнаружить внутри организма при голодании, кислородной недостаточности, интоксикации, патологиях или старении.
  • Мультивезикулярные тельца. Окружены одним слоем мембраны и сдержат в полости одномембранные пузырьки более мелких размеров. Их образование осуществляется путм отсоединения от оболочки ядра. Основной задачей является захватывание и уничтожение мелких частиц, таких как рецепторы внешней мембраны.

Внимание! Органоиды также различают по особенностям их предназначения и месту локализации. Они распространены у простейших, растений, грибов, животных, человека. Строение и функции отличны друг от друга. У многоклеточных организмов они чаще всего являются защитой и основой иммунной системы, а у простейших – основным способом питания.

Особенности строения лизосомы

У лизосом простая схема строения. Органоид имеет одну защитную мембрану, в структуру которой входят рецепторы для узнавания фагосом, транспортных элементов и чужеродных частиц.

Лизосома – это органелла, она может быть разных размеров и содержать большое количество гидролитических энзимов. Они участвуют во многих реакциях, в частности, в процессе распада белков, нуклеиновых кислот, жиров и углеводов.

Действуют энзимы только при низких значениях рН. Это играет определенную роль для всего содержимого клетки и защищает его от полного уничтожения, так как кислотность цитоплазмы нейтральная. Элементы самих органоидов защищены от разрушающего действия ферментов с помощью олигосахаридов. Такой вид имеет упрощенная схема строения.

Внимание! Характерной особенностью лизосомы в является наличие более 40 различных гидролитических ферментов: фосфатаз, нуклеаз, протеиназ, гликозидаз, липаз и т.д. Оптимальная кислотность среды, при которой они осуществляют свою деятельность наилучшим образом, рН 4,5-5. Такое значение кислотности поддерживается в полости с помощью протонового насоса (Н+/К+-АТФазы).

Самопереваривание

Автолиз проходит при разрушении мембранных оболочек пузырьков и освобождении гидролаз в полость самой клетки, где они инактивируются. Энзимы работают в кислой среде, а цитоплазма имеет нейтральную рН. При расщеплении оболочек всех органелл начинается процесс автолиза. Выделяют два вида самопереваривания: обычный и патологический.

Первый проходит при развитии организма или дифференцировке некоторых клеток (сопровождает процесс полного превращения у личинок насекомых и рассасывание хвостов у головастиков). Примером второго может служить полное разрушение тканей организма после смерти или другие патологические процессы, связанные с отмиранием клеток.

Гетерофагия (внутриклеточное пищеварение)

Одно из основных условий, необходимых для полноценного существования многих простейших. Гетерофагия – способ переваривания и усвоения питательных веществ микроорганизмов. Пузырьки в этом случае соединяются с вакуолями.

При полостном пищеварении частицы попадают в организм посредством пино- или фагоцитоза. В растительной клетке в лизосомах могут накапливаться пигментные вещества, ионы, белки.

У многоклеточных функцию гетерофагии выполняют лейкоциты и микрофаги – элементы иммунной системы.

Внимание! Везикулы с ферментами играют очень важную роль. При нарушении их работы могут развиваться до 50 различных заболеваний, передающихся по наследству. Главным образом, они связаны с ошибками при синтезе ферментов или их мутаций, вследствие чего начинается накопление вторичных метаболитов. Примерами заболеваний являются болезнь Гоше, болезнь Тея-Сакса.

Лизосомы, строение, функции в клетке

Важные органеллы лизосомы и их виды

Вывод

Чтобы разобраться, что такое лизосомы, нужно изучить много литературы. Это уникальный по своему строению органоид, выполняющий важные функции для поддержания жизнеспособности клетки.

! Кто такие эукариоты и прокариоты: сравнительная характеристика клеток разных царств

Источник: https://tvercult.ru/nauka/chto-takoe-i-kak-vyiglyadyat-lizosomyi-stroenie-i-funktsii

О вашем здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: