Lysosomer er kugleformede, membranbundne organeller, der dannes af golgi-apparatet. De indeholder hydrolytiske enzymer og fungerer således som en del af cellens genbrugssystem.
I denne artikel vil vi se på lysosomernes struktur, syntese og funktion, og vi vil overveje deres relevans for klinisk praksis.
Struktur
Lysosomer er syreholdige membranbundne organeller, der findes i cellerne, normalt omkring 1 mikrometer i længden. Lysosomer indeholder talrige hydrolytiske enzymer, som katalyserer hydrolysereaktioner.
Membranen, der omgiver lysosomet, er afgørende for at sikre, at disse enzymer ikke lækker ud i cytoplasmaet og skader cellen indefra. For at opretholde lysosomets sure pH-værdi transporteres protoner aktivt ind i organellen på tværs af den lysosomale membran.
Syntese
Lysosomet og enzymerne i det syntetiseres separat. Lysosomale proteiner dannes på samme måde som alle andre proteiner. Det første trin er igangsættelse af produktionen af mRNA-strengen fra relevante DNA-segmenter. mRNA-strengene fortsætter til det ru endoplasmatiske reticulum, hvor ribosomer konstruerer de hydrolytiske enzymer.
Væsentligt er, at disse mærkes med mannose-6-fosfat i Golgi-apparatet for at målrette dem til lysosomet. Som følge heraf springer vesikler, der indeholder disse enzymer, af fra Golgi-apparatet. To enzymer er ansvarlige for fastgørelsen af mannose-6-fosfatmærket: N-acetylglucosaminphosphotransferase og N-acetylglucosaminphosphoglycosidase.
Denne vesikel, der nu befinder sig i cytoplasmaet, binder sig derefter med et sent endosom, som er en anden sur, membranbunden organel. Det sene endosom har protonpumper i sin membran, som holder dets indre miljø surt. Den lave pH-værdi forårsager dissociation af proteinet fra mannose-6-fosfatreceptoren. Denne receptor kan derefter genanvendes tilbage til Golgi-apparatet.
Fosfatgruppen fjernes også fra mannose-6-fosfatmærket for at forhindre, at hele proteinet vender tilbage til Golgi-apparatet. Det sene endosom kan til sidst modnes til et lysosom, efter at det har modtaget enzymerne fra Golgi-apparatet.
Figur 1 – Diagram over endomembransystemetFunktion
De hydrolytiske enzymer, der findes i lysosomet, gør det muligt at ødelægge fremmede partikler. Lysosomer spiller en vigtig rolle i fagocytose. Når makrofager fagocytter fremmedpartikler, indeholder de dem i et fagosom. Phagosomet binder sig derefter til et lysosom for at danne et phagolysosom.
Disse enzymer er afgørende i ilt-uafhængige aflivningsmekanismer. Lysosomer hjælper også med at forsvare sig mod indtrængen af patogener via endocytose ved at nedbryde patogener, før de når cytoplasmaet.
Figur 2 – Lysosomernes rolle i fagocytoseKlinisk relevans
I-celle sygdom
Dette skyldes genetiske defekter i N-acetylglucosaminphosphotransferase-enzymet. Dette enzym er afgørende for tilsætningen af mannose-6-fosfat til lysosom-targeted proteiner. Dette resulterer i, at lysosomale enzymer ikke er korrekt målrettede. Som følge heraf findes betydelige mængder i både urinen og blodet.
Lysosomal lagersygdom
Dette er en gruppe af genetiske tilstande, der påvirker lysosomer. Tilstanden varierer meget i tegn, symptomer og patientdemografi. Der findes flere klassifikationer; den mest almindelige af disse tilstande er Gaucher’s sygdom. Den er forårsaget af en mangel på beta-glucocerebrosidase. Dette enzym er nødvendigt for at nedbryde glucocerebrosid. Uden dette enzym kan glucocerebrosidet ophobes i cellerne, hvilket kan beskadige dem. Symptomerne omfatter hepatosplenomegali og anæmi.