Mỗi tế bào sống có một tập hợp các cấu trúc cho phép nó thể hiện tất cả các đặc tính của một cơ thể sống. Để hoạt động tốt, tế bào phải nhận đủ chất dinh dưỡng, phá vỡ chúng và giải phóng năng lượng, sau đó được sử dụng để hỗ trợ các quá trình sống.
Ở giai đoạn đầu tiên của các quá trình quản lý năng lượng phức tạp là các lysosome của tế bào, chúng nằm dọc theo các cạnh của bể chứa dẹt của dictyosome (phức hợp Golgi).
Lysosome hoạt động như thế nào
Lysosome là các thể đơn màng hình cầu có đường kính từ 0,2 đến 2 micron, chứa phức hợp các enzym thủy phân. Chúng có thể phá vỡ bất kỳ polyme tự nhiên hoặc chất có cấu trúc phức tạp nào đi vào tế bào dưới dạng chất nền dinh dưỡng hoặc tác nhân lạ:
- protein và polypeptit;
- polysaccharid (tinh bột, dextrin, glycogen);
- axit nucleic;
- lipit.
Hiệu quả này được cung cấp bởi khoảng 40 loại enzym khác nhau có trongcả trong ma trận của lysosome và ở mặt trong của màng ở trạng thái kết dính.
Hóa học Lysosome
Màng bao quanh lysosome bảo vệ các bào quan và các thành phần tế bào khác khỏi bị phức hợp enzyme tiêu hóa. Nhưng xét cho cùng, trong bản thân túi, tất cả các enzym đều có nguồn gốc từ protein, tại sao chúng không bị phân hủy bởi protease?
Thực tế là bên trong lysosome, các enzyme ở trạng thái glycosyl hóa. "Lớp vỏ" carbohydrate này khiến chúng bị các enzym phân giải protein kém nhận ra.
Phản ứng của môi trường bên trong lysosome là hơi axit (pH 4,5–5), trái ngược với phản ứng gần như trung tính của hyaloplasm. Nó tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của các enzym và được cung cấp bởi hoạt động của H+-ATPase, bơm proton vào bào quan.
Quá trình biến đổi Lysosome
Về mặt hình thái, hai loại lysosome chính được phân biệt trong tế bào - sơ cấp và thứ cấp.
Lysosome sơ cấp là những túi nhỏ, có thành nhẵn hoặc có viền, được tách ra từ các bể chứa của phức hệ Golgi. Chúng chứa một tập hợp các enzym thủy phân được hình thành trước đó trên màng EPR dạng hạt (thô). Cho đến khi hấp thụ cơ chất dinh dưỡng, các lysosome ở dạng không hoạt động.
Để các enzym hoạt động, các mảnh thức ăn hoặc chất lỏng phải đi vào lysosome. Điều này xảy ra theo hai cách:
- Bằng cách tự thực hiện, khi một hạt thức ăn được lysosome tiếp nhận từ tế bào chất xung quanh. Trong trường hợp này, màng của bào quan xâm nhập tại điểm tiếp xúc với hạtvà tạo thành một túi nội bào, sau đó len lỏi vào lysosome.
- Bằng cách dị dưỡng, khi lysosome kết hợp với các túi nội bào bị mắc kẹt trong tế bào chất của tế bào do hấp thụ các hạt rắn hoặc chất lỏng từ bên ngoài.
Lysosome thứ cấp là những túi chứa cả enzym và chất nền để tiêu hóa. Chúng được đặc trưng bởi hoạt động thủy phân rõ rệt và được hình thành do sự hấp thụ chất nền của lysosome chính.
Mặc dù thực tế là các chức năng của lysosome bị giảm do tiêu hóa (phân hủy) các hạt hữu cơ rắn và các chất hòa tan, tính linh hoạt của quá trình được đảm bảo bởi khả năng của lysosome thứ cấp:
- hợp nhất với các lysosome chính để tạo ra một phần mới của các enzym;
- hợp nhất với các hạt thức ăn mới hoặc túi nội bào, duy trì quá trình phân hủy liên tục;
- hợp nhất với các lysosome thứ cấp khác để tạo thành một cấu trúc lớn có khả năng hấp thụ các bào quan của tế bào khác;
- hấp thu mụn nước, biến thành thể nhiều mụn nước.
Cấu trúc của lysosome không thay đổi đột ngột. Nó thường chỉ tăng kích thước.
Các loại lysosome khác
Đôi khi sự phân hủy các chất đã đi vào lysosome không đi đến cùng. Các hạt không tiêu hóa được sẽ không bị loại bỏ khỏi bào quan mà tích tụ lại trong đó. Sau khi nguồn cung cấp các enzym thủy phân bị cạn kiệt, các nội dung được nén chặt và xử lý, cấu trúc của lysosome trở nên phức tạp hơn, nhiều lớp. Các chất màu cũng có thể được lắng đọng. Lysosome biến đổi thành cơ thể còn sót lại.
Hơn nữa, các phần còn sót lại vẫn còn trong tế bào hoặc bị loại bỏ khỏi nó bằng cách xuất bào.
Thực quản có thể được tìm thấy trong các tế bào nguyên sinh chất. Về bản chất, chúng thuộc về các lysosome thứ cấp. Bên trong các bào quan này, tàn tích của các thành phần tế bào lớn và cấu trúc tế bào chất được tìm thấy. Chúng được hình thành trong quá trình tổn thương tế bào, lão hóa các bào quan của tế bào và phục vụ cho việc sử dụng các thành phần của tế bào, giải phóng các monome.
Chức năng của lysosome trong ô
Lysosome, trước hết, cung cấp cho tế bào vật chất xây dựng cần thiết, khử chất phân giải đã xâm nhập vào tế bào.
Sự phân hủy carbohydrate là một liên kết quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng của tế bào, cung cấp chất nền để chuyển đổi trong ty thể.
Lysosome cũng là một liên kết bảo vệ trong hệ thống miễn dịch của cơ thể:
- Sau khi bạch cầu thực bào vi khuẩn, lysosome đổ chất chứa của chúng vào khoang của túi thực bào và tiêu diệt vi sinh vật có hại.
- Giải phóng các enzym phân giải protein trong quá trình apoptosis - quá trình chết tế bào theo chương trình.
- Tận dụng các bào quan tế bào bị hư hỏng và "già cỗi".
Kết hợp với sự tăng sinh tế bào, sự tham gia của các lysosome trong quá trình sử dụng các cấu trúc khác nhau đảm bảo sự đổi mới của cơ thể.
