Her canlı hücrenin, canlı bir organizmanın tüm özelliklerini göstermesini sağlayan bir dizi yapısı vardır. Hücrenin düzgün çalışması için yeterli miktarda besin alması, bunları parçalaması ve daha sonra yaşam süreçlerini desteklemek için kullanılan enerjiyi serbest bırakması gerekir.
Enerji yönetiminin karmaşık süreçlerinin ilk aşamasında, diktiyozomun (Golgi kompleksi) düzleştirilmiş sarnıçlarının kenarları boyunca bağlanan hücrenin lizozomları bulunur.
Lizozomlar nasıl çalışır
Lizozomlar, bir hidrolitik enzim kompleksi içeren 0,2 ila 2 mikron çapında küresel tek zarlı gövdelerdir. Hücreye besin maddesi veya yabancı madde olarak giren herhangi bir doğal polimeri veya karmaşık yapıdaki maddeyi parçalayabilirler:
- proteinler ve polipep titler;
- polisakkaritler (nişasta, dekstrinler, glikojen);
- nükleik asitler;
- lipitler.
Bu verim, içinde bulunan yaklaşık 40 farklı enzim türü tarafından sağlanır.hem lizozom matriksinde hem de zarın iç tarafında yapışık durumda.
Lizozom Kimyası
Lizozomu çevreleyen zar, organelleri ve diğer hücre bileşenlerini enzim kompleksi tarafından sindirilmekten korur. Ama sonuçta, vezikülün kendisinde, tüm enzimler protein kökenlidir, neden proteazlar tarafından parçalanmıyorlar?
Gerçek şu ki, lizozomların içinde enzimler glikozillenmiş haldedir. Bu karbonhidrat "kabuğu", onların proteolitik enzimler tarafından yeterince tanınmamasını sağlar.
Lizozom içindeki ortamın reaksiyonu, hiyaloplazmanın neredeyse nötr reaksiyonunun aksine hafif asidiktir (pH 4.5–5). Enzimlerin çalışması için uygun koşullar yaratır ve protonları organele pompalayan H+-ATPase'in çalışmasıyla sağlanır.
Lizozom dönüşüm süreci
Morfolojik olarak, hücrede iki ana lizozom türü ayırt edilir - birincil ve ikincil.
Birincil lizozomlar, Golgi kompleksinin sarnıçlarından ayrılmış, düz duvarlı veya kenarlı küçük veziküllerdir. Daha önce granüler (kaba) EPR membranlarında oluşturulmuş bir dizi hidrolitik enzim içerirler. Besin substratı emilinceye kadar lizozomlar inaktif formdadır.
Enzimlerin çalışması için gıda parçacıkları veya sıvıların lizozoma girmesi gerekir. Bu iki şekilde olur:
- Otofaji ile, bir gıda parçacığı çevreleyen sitoplazmadan bir lizozom tarafından alındığında. Bu durumda organel zarı parçacık ile temas noktasında invagine olur.ve endositik bir kesecik oluşturur ve ardından lizozoma bağlanır.
- Heterofaji ile, lizozom, katı parçacıkların veya sıvıların dışarıdan emilmesi sonucu hücrenin sitoplazmasında tutulan endositik veziküllerle birleştiğinde.
İkincil lizozomlar, sindirim için hem enzimleri hem de substratı içeren veziküllerdir. Belirgin hidrolitik aktivite ile karakterize edilirler ve substratın birincil lizozom tarafından emilmesinin bir sonucu olarak oluşurlar.
Lizozomun fonksiyonlarının katı organik parçacıkların ve çözünmüş maddelerin sindirimine (parçalanmasına) indirgenmesine rağmen, sürecin çok yönlülüğü ikincil lizozomların yeteneği ile sağlanır:
- enzimlerin yeni bir kısmını getiren birincil lizozomlarla birleşir;
- sürekli bir bozulma sürecini sürdürerek yeni gıda parçacıkları veya endositik veziküllerle kaynaştırır;
- diğer hücre organellerini emebilen büyük bir yapı oluşturmak için diğer ikincil lizozomlarla kaynaşır;
- pinositik vezikülleri emerek multiveziküler bir gövdeye dönüşür.
Lizozomun yapısı önemli ölçüde değişmez. Genellikle yalnızca boyutu artar.
Diğer lizozom türleri
Bazen lizozoma giren maddelerin parçalanması sonuna kadar gitmez. Sindirilmemiş parçacıklar organelden atılmaz, içinde birikir. Hidrolitik enzimlerin temini tükendikten sonra, içerikler sıkıştırılır ve işlenir, lizozomun yapısı daha karmaşık, katmanlı hale gelir. Pigmentler de bırakılabilir. Lizozom artık bir cisme dönüşür.
Ayrıca, artık cisimler hücrede kalır veya ekzositoz yoluyla hücreden çıkarılır.
Otofagozomlar, protist hücrelerde bulunabilir. Doğaları gereği ikincil lizozomlara aittirler. Bu organellerin içinde büyük hücre bileşenlerinin ve sitoplazmik yapıların kalıntıları bulunur. Hücre hasarı, hücre organellerinin yaşlanması sırasında oluşurlar ve hücre bileşenlerini kullanmaya, monomerleri serbest bırakmaya hizmet ederler.
Hücredeki lizozomun işlevleri
Lizozomlar, her şeyden önce hücreye gerekli yapı malzemesini sağlar, hücreye giren maddeleri depolimerize eder.
Karbonhidratların parçalanması, hücrenin enerji metabolizmasında önemli bir bağlantıdır ve mitokondride dönüşüm için bir substrat sağlar.
Lizozomlar ayrıca vücudun bağışıklık sisteminde bir savunma bağlantısıdır:
- Bakterilerin lökositler tarafından fagositozundan sonra, lizozomlar içeriklerini fagositik kesecik boşluğuna döker ve zararlı mikroorganizmayı yok eder.
- Apoptoz - programlanmış hücre ölümü sırasında proteolitik enzimleri serbest bırakın.
- Hasarlı ve "yaşlı" hücre organellerini kullanın.
Hücre proliferasyonu ile birlikte çeşitli yapıların kullanım sürecine lizozomların katılımı vücudun yenilenmesini sağlar.
