Lizozomii sunt organite sferice, legate de membrană, care sunt generate de aparatul golgi. Ei conțin enzime hidrolitice și, astfel, funcționează ca parte a sistemului de reciclare a celulei.
În acest articol, vom analiza structura, sinteza și funcția lizozomilor și vom lua în considerare relevanța lor pentru practica clinică.
Structură
Lizozomii sunt organite acide legate de membrană, care se găsesc în interiorul celulelor, având de obicei o lungime de aproximativ 1 micrometru. Lizozomii conțin numeroase enzime hidrolitice care catalizează reacțiile de hidroliză.
Membrana care înconjoară lizozomul este vitală pentru a se asigura că aceste enzime nu se scurg în citoplasmă și nu deteriorează celula din interior. Pentru a menține pH-ul acid al lizozomului, protonii sunt transportați în mod activ în organel prin membrana lizozomală.
Sinteza
Lizozomul și enzimele din interiorul său sunt sintetizate separat. Proteinele lizozomale sunt formate în același mod ca orice altă proteină. Primul pas este inițierea producerii catenei de ARNm din segmentele relevante de ADN. Șirurile de ARNm se îndreaptă spre reticulul endoplasmatic dur, unde ribozomii construiesc enzimele hidrolitice.
Important este faptul că acestea sunt marcate cu mannoză-6-fosfat în cadrul aparatului Golgi pentru a le direcționa către lizozom. Ca urmare, veziculele care conțin aceste enzime se desprind din aparatul Golgi. Două enzime sunt responsabile de atașarea marcajului mannoză-6-fosfat: N-acetilglucozamina fosfotransferaza și N-acetilglucozamina fosfoglicozidază.
Această veziculă, aflată acum în citoplasmă, se leagă apoi de un endosom tardiv care este un alt organit acid, legat de membrană. Endosomul tardiv are pompe de protoni în interiorul membranei sale care îi mențin mediul intern acid. pH-ul scăzut determină disocierea proteinei de receptorul mannoză-6-fosfat. Acest receptor poate fi apoi reciclat înapoi în aparatul Golgi.
Grupul fosfat este, de asemenea, îndepărtat din marcajul mannoză-6-fosfat, pentru a împiedica întoarcerea întregii proteine în aparatul Golgi. Endosomul tardiv se poate maturiza în cele din urmă într-un lizozom, după ce a primit enzimele de la aparatul Golgi.
Figura 1 – Diagrama sistemului endomembranarFuncția
Enzimele hidrolitice conținute în lizozom permit distrugerea particulelor străine. Lizozomii joacă un rol important în fagocitoză. Atunci când macrofagele fagocitează particule străine, acestea le conțin în interiorul unui fagosom. Fagosomul se va lega apoi cu un lizozom pentru a forma un fagolizozom.
Aceste enzime sunt esențiale în mecanismele de distrugere independente de oxigen. Lizozomii ajută, de asemenea, la apărarea împotriva intrării agenților patogeni prin endocitoză prin degradarea agenților patogeni înainte ca aceștia să ajungă în citoplasmă.
Figura 2 – Rolul lizozomului în fagocitozăRelevanță clinică
Boala celulelor I
Este cauzată de defecte genetice la nivelul enzimei N-acetilglucozamină fosfotransferază. Această enzimă este vitală pentru adăugarea de mannoză-6-fosfat la proteinele vizate de lizozom. Acest lucru are ca rezultat faptul că enzimele lizozomiale nu sunt țintite corespunzător. Ca urmare, se găsesc cantități semnificative atât în urină, cât și în fluxul sanguin.
Boala de stocare lisosomală
Este un grup de afecțiuni genetice care afectează lizozomii. Afecțiunile variază foarte mult în ceea ce privește semnele, simptomele și datele demografice ale pacienților. Există mai multe clasificări; cea mai frecventă dintre aceste afecțiuni este boala Gaucher. Aceasta este cauzată de o deficiență a beta-glucocerebrosidazei. Această enzimă este necesară pentru a descompune glucocerebrosida. Fără această enzimă, glucocerebrosida este capabilă să se acumuleze în interiorul celulelor, ceea ce le poate deteriora. Simptomele includ hepatosplenomegalie și anemie.