Лізосоми – це мембранні органели діаметром від 02 до 20 мкм. Входять до складу еукаріотичної клітини, де є сотні лізосом. Головне їхнє завдання – це внутрішньоклітинне перетравлення (розщеплення біополімерів), для цього органели мають спеціальний набір гідролітичних ферментів (сьогодні відомо близько 60 видів). Ферментні речовини оточені замкненою оболонкою, що запобігає їх проникненню всередину клітини та її руйнування.

Перші виявив лізосоми та зайнявся їх вивченням бельгійський учений у галузі біохімії Крістіаном де Дювом ще у 1955 році.

Особливості будови лізосом

Лізосоми мають вигляд мембранних мішечків із кислим вмістом. За конфігурацією бувають овальними або круглими. У всіх клітинах організму є лізосоми, виняток – еритроцити.

Особливою відмінністю лізос від інших органоїдів є наявність у внутрішньому середовищі кислих гідролаз. Вони забезпечують розпад речовин білкової природи, жирів, вуглеводів, і навіть нуклеїнових кислот.

До лізосомальних ферментів належать фосфатази (маркерний фермент), сульфатазу, фосфоліпазу та багато інших. Оптимальне середовище для нормальної роботи органел – кисле (pH = 4,5 – 5). При недостатності ферментів або не ефективної їх діяльності, вилужуванні внутрішнього середовища можуть виникнути лізосомальні хвороби накопичення (глікогенози, мукополісахаридози, хвороба Гоше, Тай-Сакса). Як наслідок у клітині накопичуються неперетравлені речовини: глікопротеїди, ліпіди та ін.

Одномембранна оболонка лізосом оснащена транспортними білками, які забезпечують перенесення з органели у внутрішнє середовище клітин продуктів перетравлення.

Чи є у рослинній клітині лізосоми?

Ні. У клітинах рослин містяться вакуолі – утворення, заповнені соком та поміщені в оболонку. Вони утворюються з провакуолей, що відійшли від ЕПС та . Клітинні вакуолі здійснюють ряд важливих функцій: накопичення поживних речовин, підтримання тургору, перетравлення органічних речовин (що вказує на схожість між рослинними вакуолями та лізосомами).

Де утворюються лізосоми?

Формування лізосом йде з бульбашок, що відбрунькувалися від апарату Гольджі. Для утворення органел потрібна також участь зернистої мембрани ендоплазматичної мережі. Всі ферменти лізосом синтезуються рибосомами ЕПС, а потім прямують до апарату Гольджі.

Види лізосом

Розрізняють два види лізосом. Первинні лізосомиформуються біля апарату Гольджі та містять не активовані ферменти.

Вторинні лізосоми, або фагосоми мають активовані ферменти, які безпосередньо взаємодіють із розщепленими біополімерами. Як правило, ферменти лізосом активуються при зміні рН у кислу сторону.

Лізосоми також поділяються на:

• гетеролізоми- речовини, що перетравлюють, захоплені клітиною шляхом фагоцитозу (тверді частинки) або піноцитозу (поглинання рідини);
• аутолізосоми- Призначені для руйнування власних, внутрішньоклітинних структур.

Функції лізосом у клітці

• внутрішньоклітинне перетравлення;
• аутофагоцитоз;
• аутоліз.

Внутрішньоклітинне перетравленнящо потрапили в клітину в процесі ендоцитозу поживних сполук або чужорідних агентів (бактерій, вірусів тощо) здійснюється під дією лізосомальних ферментів.

Після перетравлення захопленого матеріалу продукти розпаду потрапляють у цитоплазму, неперетравлені частинки залишаються всередині органели, яка тепер носить назву. залишкового тільця. За нормальних умов тільця залишають клітину. У нервових клітинах, які мають тривалий життєвий цикл, за період існування накопичується безліч залишкових тілець, у яких міститься пігмент старіння (не виводяться також у разі розвитку патології).

Аутофагоцитоз- розщеплення клітинних структур, які вже стали непотрібними, наприклад, під час формування нових органел, від старих клітина позбавляється шляхом аутофагоцитозу.

Аутоліз- Самознищення клітини, що призводить до її руйнування. Цей процес не завжди носить патологічний характер, а відбувається в нормальних умовах розвитку індивіда або при диференціювання окремих клітин.

Наприклад: загибель клітин є природним процесом для нормально функціонуючого організму, тому існує запрограмована їх смерть — апоптоз. Роль лізосом при апоптозі досить велика: гідролітичні ферменти здійснюють перетравлення відмерлих клітин і очищають організм від тих, що вже виконали свою функцію.

При перетворенні пуголовка на зрілу особину, лізосоми, які у клітинах хвостової частини, розщеплюють його, як наслідок хвіст зникає, а продукти перетравлення поглинаються іншими клітинами тіла.

Зведена таблиця будови та функцій лізосом

Ще з початкової школи людина розуміє: все, що її оточує, складається з найдрібніших частинок – клітин. Ці деталі конструктора дуже малі, що не дає нам змоги побачити їх неозброєним оком. Але сучасна техніка може нам допомогти.

Мікроскопи, з якими знайомляться діти ще у школі, можуть показати весь, раніше не звіданий світ. Але клітина - це не найдрібніша одиниця, адже вона містить масу органоїдів, розміри яких набагато менші. Сьогодні нами буде розглянуто будову та функцію лізосом. Остання також входить до складу клітин (тварини та рослини).

Лізосоми

Далі ми розберемося, яка будова та функція лізосом. Головне, що необхідно розуміти – як виглядає складова частина клітини. Тобто лізосома – це органела. Можна і по-іншому висловитися: цей органоїд є клітинною структурою. Що ще потрібно знати про лізосому? Усі вони, незалежно від виду, містять велику кількість ферментів, яких налічується близько сорока. Вони потрібні для того, щоб за допомогою гідролізу розщеплювати:

• білки;
• полісахариди;
• нуклеїнові кислоти.

Попадання речовин у клітину може відбуватися так:

• фагоцитоз;
• піноцитоз.

Лізосоми допомагають клітинам перетравлювати поживні речовини, тобто здійснюють внутрішньоклітинне травлення. Вони здатні розщеплювати за допомогою гідролізу речовини до дрібних частинок, які легко можуть проникнути через мембрану у внутрішнє середовище клітини. Отримані елементи не пропадають безвісти, а беруть участь в інших, не менш важливих процесах, наприклад у створенні нових органел.

Тут же ми повинні відзначити і те, що деякі рослинні клітини можуть містити всього 1 або 2 лізосоми, але їх розміри набагато більші за ті, що знаходяться в тваринних клітинах. Якщо розглядати відсоткове співвідношення органоїдів, то лізосоми займають трохи більше п'яти відсотків. У тварин клітинах їх кількість може сягати кількох тисяч.

Будова

Будова та функція лізосом – досить цікава тема. У цьому розділі ви дізнаєтесь:

• із чого складаються дані органоїди;
• їх розміри;
• різновиди.

Пропонуємо розпочати негайно. Лізосоми складаються з внутрішньої частини, що містить ферменти та мембрани, яка може зруйнуватися та випустити свої частинки у простір клітини, де вони дезактивуються. Їх розміри вкрай малі, приблизно 0,2 мкм, тому лізосоми можуть бути в такій великій кількості в клітині.

Виділяють такі види даних органел:

• первинні;
• вторинні;
• залишкові тільця.

Життєвий цикл лізосоми виглядає приблизно так: в апараті Гольджі утворюються первинні лізосоми, вони захоплюють відпрацьовані органоїди і переходять у вторинну фазу, а після перетравлення утворюються залишкові тільця, які використовуються клітиною.

Освіта

Ми розглянули, які особливості будови та функцій лізосом. Зараз перейдемо до утворення цих органел. Пропонуємо коротко і зрозуміло розглянути цей процес. Первинні лізосоми утворюються в апараті Гольджі. Їх розміри такі малі, що ці органели складно відрізнити від вакуолей. Усередині можна виявити безструктурну речовину, а на вигляд вони здаються бульбашками. Вторинні лізосоми утворюються шляхом злиття первинних з вакуолями будь-якого виду:

• фагоцитарними;
• піноцитарними.

Таким чином, утворюються травні вакуолі, які здатні перетравлювати субстрати. Іноді ці органели зливаються між собою і утворюють складніші за структурою елементи. Речовини, що потрапили в лізосому, розщеплюються до мономерів, далі проходять через мембрану і залучаються в обмінні процеси. Але перетравлення може пройти не до кінця. У цьому випадку вторинні лізосоми перетворюються на залишкові тільця. Вони містять менше ферментів, їх вміст ущільнюється, і починається повторна обробка.

Дані органели присутні практично у всіх клітинах, але є і спеціалізовані, де їх кількість значно вища (лейкоцити). Деякі рослинні клітини позбавлені лізосом, але вони містять вакуолі з необхідними ферментами, вони виконують їх функції.

Функції

Після того як ми з'ясували, які будова та функції лізосом, давайте перейдемо до другої частини цього питання. Зараз ми перерахуємо основні функції цих органоїдів та наведемо коротку характеристику.

Травлення

Ми розглянули лізосоми. Будова та функції коротко були описані у попередніх розділах. Тепер пропонуємо трохи докладніше дізнатися про внутрішньоклітинне травлення і про те, яку роль грають дані органели. Багато тварин мають внутрішньоклітинне травлення. Лізосоми допомагають цьому процесу шляхом захоплення та перетравлення їжі. У цьому захоплення відбувається ендоцитозним методом.

Автоліз

Розглядаючи особливості будови лізосоми та її функції, ми згадали про процес автолізу, де беруть безпосередню участь лізосоми. Ми вже розглянули цю функцію з прикладу жаби. Тепер про те, як це відбувається.

Мембрана лізосоми може зруйнуватися. Якщо це станеться з усіма органелами, клітина помре. Так і відбувається автоліз. Тобто самознищення.

Аутофагія

Ця функція необхідна клітині оновлення органоїдів. Лізосоми захоплюють відпрацьовані структури та розщеплюють їх. На місце знищених органел приходять нові, складовими частинами яких є сполуки, утворені внаслідок аутофагії.

Поширеність серед царств живої природи

Лізосоми були вперше описані в 1955 Крістіаном де Дювом в тваринній клітині, а пізніше були виявлені і в рослинній. У рослин до лізосом за способом утворення, а частково і за функціями близькі вакуолі. Лізосоми є також у більшості протистів (як з фаготрофним, так і з оглядочним типом харчування) та у грибів. Таким чином, наявність лізосом характерна для клітин усіх еукаріотів. У прокаріотів лізосоми відсутні, тому що у них відсутній фагоцитоз і немає внутрішньоклітинного травлення.

Ознаки лізосом

Одна з ознак лізосом - наявність у них ряду ферментів (кислих гідролаз), здатних розщеплювати білки, вуглеводи, ліпіди та нуклеїнові кислоти. До ферментів лізосом відносяться катепсини (тканинні протеази), кисла рибонуклеаза, фосфоліпаза та ін. Крім того, в лізосомах присутні ферменти, які здатні відщеплювати від органічних молекул сульфатні (сульфатази) або фосфатні (кисла фосфатаза) групи.

Див. також

Посилання

• Molecular Biology Of The Cell, 4-е видання, 2002 р. - підручник з молекулярної біології англійською мовою

Комплекс Гольджі, або апарат Гольджі , - це одномембранна органела еукаріотичних клітин, основними функціями якої є зберігання та виведення надлишків речовин з клітин організму та утворення лізосом.Відкрито це органели у 1898 році італійським фізиком К. Гольджі.

Будова . Побудована з мішечків, які називають цистернами, системою трубочокі бульбашокрізних розмірів. Цистерни комплексу Гольджі (КГ) також полярні: одного полюсу підходять бульбашки з речовинами, які відриваються від ЕПС (зона формування), з іншого полюса - бульбашки з речовинами відокремлюються (зона дозрівання). У клітинах комплекс Гольджі розташований переважно поблизу ядра. КГ є у всіх еукаріотичних клітинах, але його будова у різних організмів може бути різною. Так, у рослинних клітинах виділяють кілька структурних одиниць, які називають диктіосомами. Мембрани комплексу Гольджі синтезуються гранулярної ЕПС,прилеглої до нього. Під час поділу клітини КГ розпадається окремі структурні одиниці, які випадково розподіляються між дочірніми клітинами.

Функції . Комплекс Гольджі виконує досить різноманітні та важливі функції, пов'язані з утворенням та перетворенням складних речовин. Ось деякі з них:

1) участь у побудові біологічних мембран -наприклад, у клітинах найпростіших за допомогою його елементів формуються скорочувальні вакуолі,у сперматозоїді утворюється акросомсу;

2 ) утворення лізосом- синтезовані в ЕПС ферменти-гідролази упаковуються в мембранний пляшечку, який відокремлюється в цитоплазму;

3) утворення пероксисом- формуються тільця з ферментом-каталази для руйнування пероксиду водню, який утворюється при окисленні органічних речовин і є отруйним складом для клітин;

4) синтез з'єднань поверхневого апарату- утворюються ліпо-, гліко-, мукопротеїди, які входять до складу глікокаліксу, клітинних стінок, слизових капсул;

5) участь у секреції речовин із клітини- у КГ відбувається дозрівання секреторних гранул, у бульбашки, і переміщення цих бульбашок у напрямку плазмолеми.

Лізосоми, будова та функції

Лізосоми (з грец. Lysis - розчинення, soma - тіло) - це одномембранні органели еукаріотичних клітин, які мають вигляд округлих тілець.В одноклітинних організмах їхня роль полягає у внутрішньоклітинному травленні, у багатоклітинних – вони виконують функцію розщеплення чужорідних для клітини речовин. Лізосоми можуть бути розташовані будь-де цитоплазми. Відкриті лізосоми бельгійським цитологом Крістіаном де Дювом у 1949 році.

Будова . Лізосоми мають вигляд бульбашок діаметром близько 0,5 мкм, оточених мембраною та заповнених гідролітичних ферментів, що діють у кислому середовищі. Ферментний склад лізосом дуже різноманітний, він утворений протеазами (ферменти, що розщеплюють білки), амілази (ферменти для вуглеводів), ліпази (ферменти ліпідів), нуклеазами (для розщеплення нуклеїнових кислот) та ін. Усього налічується до 40 різних ферментів. При ушкодженнях мембрани ферменти виходять у цитоплазму та викликають швидке розчинення (лізис) клітини. Лізосоми утворюються шляхом взаємодії КГ та гранулярної ЕПС. Ферменти лізосом синтезуються в гранулярній ЕПС і за допомогою бульбашок переносяться до КГ, розташованого поряд з ендоплазматичною мережею. Тому через трубчасті розширення КГ ферменти переходять на його функціональну поверхню та упаковуються у лізосоми.

Функції . Залежно від функцій виділяють різні види лізосом: фаголізосоми, аутофаголізосоми, залишкові тільця та ін. Аутофоголізосомиутворюються при злитті лізосоми з аутофагосомою, тобто бульбашки, що містить власні макромолекулярні комплекси клітини, наприклад, цілі клітинні органели або їх фрагменти, які втратили функціональну здатність і підлягають знищенню. фаголізосомах (фагосоми) утворюються шляхом об'єднання лізосом з фагоцитозними або піноцитозними бульбашками, які містять захоплений клітиною матеріал для внутрішньоклітинного перетравлення. Активні ферменти в них безпосередньо контактують із біополімерами, які підлягають розщепленню. Залишкові тільця- це оточені мембраною нерозщеплені частинки, які можуть тривалий час залишатися в цитоплазмі і тут утилізуватися або шляхом екзоцитозу виводитися поза клітину. У залишкових тільцях накопичується матеріал, розщеплення якого утруднене (наприклад, пігмент коричневого кольору – ліпофусцин, який ще називають "пігментом старіння"). Отже, основними функціями лізосом є:

1) аутофагія -розщеплення в аутофаголізосоми власних компонентів клітини, цілих клітин або їх груп (наприклад, розсмоктування хвоста пуголовка, підгрудинної залози у підлітків, лізис клітин печінки при отруєнні)

2) гетерофазія- розщеплення у фаголізосомах чужорідних речовин (наприклад, розщеплення органічних частинок, вірусів, бактерій, що потрапили в клітину тим чи іншим шляхом)

3) травна функція -в одноклітинних організмах ендосоми зливаються з фагоцитозними бульбашками і утворюють травну вакуоль, яка здійснює внутрішньоклітинне травлення.

4) Видільна функція- Видалення з клітини за допомогою залишкових тілець неперетравлених залишків.

БІОЛОГІЯ +Хвороби накопичення- Спадкові захворювання, пов'язані із втратою лізосомами певних ферментів. Наслідком цієї втрати з накопичення в клітинах неперетравлених речовин заважати нормальному функціонуванню клітини. Ці хвороби можуть виявлятися розвитком скелета, окремих внутрішніх органів, ЦНС та ін. З дефіцитом лізосом них ферментів пов'язують розвиток атеросклерозу, ожиріння тощо.

У запропонованій роботі ми пропонуємо розглянути функції лізосом, їх призначення. Серед деяких призначень ми виділимо суттєвіші і напишемо про них докладніше.

Почнемо з того, що все складається із клітин. Ці структурні одиниці настільки малі, що ми можемо побачити їх лише в лабораторних умовах за допомогою спеціального обладнання. Наразі йдеться про мікроскоп, вперше з його пристроєм знайомляться у середній школі. Викладачі пропонують кілька лабораторних робіт за участю цього засобу для вивчення пристрою лусочок цибулі або листя дерев.

Лізосома – це складова частина клітин. Про неї ми далі і говоритимемо. Перед тим, як розглядати функції лізосом, ми коротко розповімо про будову та значення даного органоїду.

Лізосоми

Ми вже в передмові вказали те, що це складові клітини, а в перекладі з латинської мови вони мають досить зрозуміле значення - розчинення тіла. Лізосоми, виконувані функції яких ми розглянемо трохи пізніше, виглядають як невеликі органоїди, оточені мембраною. Порожнина лізосоми заповнена гідролітичними ферментами, у ній постійно підтримується кисле середовище. Що ще притаманно розгляданої нами органели? Вона не має постійної форми, вони завжди дуже різноманітні. Їх розміри дуже малі, тому що в одній клітині може бути кілька сотень лізосом. Їхній діаметр приблизно дорівнює 0,2 мкм.

Призначення

Перед тим як розглянемо у вигляді списку функції лізосом, ми позначимо значення цієї органели в клітині. Ці пункти дуже перетинаються між собою. Цей органоїд відсутня в клітинах рослин, але у людей і грибів вони є. Утворюються вони у комплексі Гольджі. Ми вже говорили, що в їх порожнинах міститься дуже велика кількість різних ферментів, завдяки цьому відбувається травлення в клітинах. Оскільки ці органели відсутні в рослин, деякі їх функції здатні виконувати вакуолі.

• білки;
• жири;
• вуглеводи;
• нуклеїнові кислоти.

Ще одне завдання лізосом - це розщеплення як окремих частин, так і повністю всієї клітини. Хорошим прикладом тут служить перетворення пуголовка на жабу. Пропадає хвіст саме під впливом ферментів цієї органели.

Функції

У цьому розділі ми пропонуємо перерахувати функції лізосом. Можна виділити такі:

• здійснення травлення у клітинах;
• аутофагія;
• автоліз;
• розчинення.

Щоб було зрозуміліше, пояснимо значення слів «аутофагія» і «автоліз». У першому випадку мається на увазі знищення непотрібних структур клітини, а в другому - самоперетравлення клітини (ми вже згадували це раніше в прикладі з пуголовком та жабою). В останньому пункті ми мали на увазі розчинення зовнішніх структур.

Травлення клітини

Коли ми розглядали, то згадували про здатність даної органели здійснювати процес травлення в клітині. Перед тим як ми приступимо до пояснення цієї функції, необхідно уточнити те, що є кілька видів лізосом. А саме:

• первинні;
• вторинні.

Первинні лізосоми так само прийнято називати накопичувальними або запасними гранулами. Нас у цьому питанні більше цікавлять вторинні органели. Бо сюди відносять:

• травну вакуоль;
• аутофагуючу вакуоль;
• залишкове тільце.

У травній вакуолі відбувається перетравлення речовин, що надійшли за допомогою гідролізу. Перетравлення відбувається, зазвичай, до низькомолекулярних речовин, здатних пройти через мембрану лізосоми. Ці речовини потрібні для важливих цілей – синтезу інших органел або внутрішньоклітинних структур.

Аутофагія

Розглянуті функції лізосоми у клітині містять пункт під назвою "аутофагія". Пропонуємо коротко розглянути, що це означає. Ми вже говорили, що під цим терміном розуміється знищення непотрібних частин клітини. Цю функцію виконують вторинні лізосоми, які називаються аутофагуючими вакуолями. Вони мають певну та постійну форму овалу, тіло досить велике. У ній містяться:

• фрагменти мітохондрій;
• цитоплазматичної мережі;
• рибосоми і таке інше.

Тобто там містяться залишки клітини. Вони піддаються руйнації під впливом ферментів. Отримані залишки не зникають безвісти, а беруть участь в інших важливих процесах.

Дані вакуолі можна виявити у дуже великій кількості у ряді випадків, серед яких:

• голодування;
• інтоксикація;
• гіпоксія;
• старіння і таке інше.

Автоліз

Отже, які функції виконують лізосоми, ми розібралися. Зараз пропонуємо детальніше розглянути ще одну з них, а саме - автоліз. Мембрани лізосом можуть зруйнуватися, тоді ферменти вивільняються і перестають вести свою звичайну діяльність, оскільки цитоплазма має нейтральне середовище, а ферменти в ній просто інактивуються.

Трапляються випадки, коли відбувається така руйнація всіх лізосом, що веде до загибелі всієї клітини. Можна розрізнити дві групи автолізу:

• патологічний (найяскравішим і найпоширенішим прикладом є руйнування тканин після смерті);
• простий.