Әрбір тірі жасушада тірі ағзаның барлық қасиеттерін көрсетуге мүмкіндік беретін құрылымдар жиынтығы бар. Клетка дұрыс жұмыс істеуі үшін жеткілікті қоректік заттарды алып, оларды ыдыратып, содан кейін өмірлік процестерді қолдауға пайдаланылатын энергияны шығаруы керек.
Энергияны басқарудың күрделі процестерінің бірінші сатысында диктиосоманың (Гольджи кешені) жалпақ цистерналарының жиектері бойымен байланған жасушаның лизосомалары орналасқан.
Лизосомалар қалай жұмыс істейді
Лизосомалар диаметрі 0,2-ден 2 мкм-ге дейінгі сфералық бір мембраналы денелер, олардың құрамында гидролиздік ферменттер кешені бар. Олар жасушаға қоректік субстрат немесе бөгде агент ретінде түсетін кез келген табиғи полимерді немесе күрделі құрылымды затты ыдыратуға қабілетті:
- белоктар мен полипептидтер;
- полисахаридтер (крахмал, декстриндер, гликоген);
- нуклеин қышқылдары;
- липидтер.
Бұл тиімділік құрамындағы ферменттердің шамамен 40 түрлі түрлерімен қамтамасыз етіледілизосома матрицасында да, мембрананың ішкі жағында да адгерентті күйде болады.
Лизосомалар химиясы
Лизосоманы қоршап тұрған мембрана органеллалар мен басқа жасуша компоненттерін ферменттік кешен арқылы қорытылуынан қорғайды. Бірақ везикуланың өзінде барлық ферменттер ақуыздан шыққан, неге олар протеазалармен ыдырамайды?
Лизосомалардың ішінде ферменттер гликозилденген күйде болады. Бұл көмірсулардың «қабығы» оларды протеолитикалық ферменттермен нашар таниды.
Гиалоплазманың дерлік бейтарап реакциясынан айырмашылығы, лизосома ішіндегі ортаның реакциясы аздап қышқыл (рН 4,5–5). Ол ферменттердің әрекеті үшін қолайлы жағдай жасайды және протондарды органеллаға айдайтын H+-АТФазаның жұмысымен қамтамасыз етіледі.
Лизосоманың трансформация процесі
Морфологиялық жағынан жасушада лизосомалардың екі негізгі түрі ажыратылады – біріншілік және қайталама.
Біріншілік лизосомалар – бұл Гольджи кешенінің цистерналарынан бөлінген, қабырғасы тегіс немесе жиектелген шағын көпіршіктер. Олардың құрамында бұрын түйіршікті (дөрекі) ЭПР мембраналарында түзілген гидролитикалық ферменттер жиынтығы бар. Қоректік субстрат сіңгенге дейін лизосомалар белсенді емес күйде болады.
Ферменттердің жұмыс істеуі үшін тамақ бөлшектері немесе сұйықтықтар лизосомаға енуі керек. Бұл екі жолмен болады:
- Аутофагия арқылы, қоректік бөлшектерді қоршаған цитоплазмадан лизосома қабылдағанда. Бұл жағдайда органелланың мембранасы бөлшекпен жанасу нүктесінде инвагинацияланадыжәне эндоцитарлы везикуланы құрайды, содан кейін лизосомаға байланады.
- Гетерофагия бойынша, лизосома сырттан қатты бөлшектерді немесе сұйықтықтарды сіңіру нәтижесінде жасуша цитоплазмасында ұсталған эндоцитарлы көпіршіктермен біріктірілгенде.
Екіншілік лизосомалар – құрамында ферменттер де, ас қорытуға арналған субстрат та бар везикулалар. Олар айқын гидролиздік белсенділікпен сипатталады және субстратты бастапқы лизосомамен сіңіру нәтижесінде түзіледі.
Лизосоманың функциялары қатты органикалық бөлшектер мен еріген заттардың қорытылуына (ыдырауына) дейін төмендегеніне қарамастан, процестің жан-жақтылығы екінші реттік лизосомалардың қабілетімен қамтамасыз етіледі:
- ферменттердің жаңа бөлігін әкелетін бастапқы лизосомалармен біріктіріледі;
- үздіксіз бұзылу процесін сақтай отырып, жаңа тағам бөлшектерімен немесе эндоцитарлы көпіршіктермен балқытыңыз;
- басқа екіншілік лизосомалармен біріктіріліп, басқа жасуша органеллаларын сіңіруге қабілетті үлкен құрылымды құрайды;
- пиноцитарлы көпіршіктерді сіңіріп, көп везикулярлы денеге айналады.
Лизосоманың құрылымы күрт өзгермейді. Ол әдетте өлшемі бойынша ғана ұлғаяды.
Лизосомалардың басқа түрлері
Кейде лизосомаға түскен заттардың ыдырауы соңына дейін бармайды. Қортылмаған бөлшектер органоидтан алынбайды, бірақ онда жиналады. Гидролитикалық ферменттердің қоры таусылғаннан кейін, мазмұны тығыздалады және өңделеді, лизосома құрылымы күрделене түседі, қабатталады. Пигменттер де тұндырылуы мүмкін. Лизосома қалдық денеге айналады.
Одан әрі, қалдық денелер жасушада қалады немесе одан экзоцитоз арқылы жойылады.
Автофагосомалар протистикалық жасушаларда кездеседі. Табиғаты бойынша олар екінші реттік лизосомаларға жатады. Бұл органоидтардың ішінде ірі жасуша компоненттері мен цитоплазмалық құрылымдардың қалдықтары кездеседі. Олар жасуша зақымдануы, жасуша органеллаларының қартаюы кезінде түзіледі және мономерлерді босатып, жасуша компоненттерін пайдалану үшін қызмет етеді.
Жасушадағы лизосоманың қызметі
Лизосомалар, ең алдымен, жасушаны қажетті құрылыс материалымен, ішіне енген деполимеризациялаушы заттармен қамтамасыз етеді.
Көмірсулардың ыдырауы жасушаның энергия алмасуының маңызды буыны болып табылады, ол митохондриялардағы конверсия үшін субстратты қамтамасыз етеді.
Лизосомалар да организмнің иммундық жүйесіндегі қорғаныс буыны болып табылады:
- Бактерияларды лейкоциттер фагоцитозданғаннан кейін лизосомалар олардың мазмұнын фагоцитарлық көпіршіктің қуысына құйып, зиянды микроорганизмді жояды.
- Апоптоз кезінде протеолитикалық ферменттерді босатыңыз - бағдарламаланған жасуша өлімі.
- Зақымдалған және «қартая» жасуша органеллаларын пайдаланыңыз.
Жасуша пролиферациясымен бірге лизосомалардың әртүрлі құрылымдарды кәдеге жарату процесіне қатысуы ағзаның жаңаруын қамтамасыз етеді.
