Что такое и как выглядят лизосомы – строение и функции

Часто люди задаются вопросом, что такое лизосомы. Функции лизосом и их строение имеют модификации в зависимости от морфологии самой клетки. Для того чтобы узнать, как выглядит эта органелла, как происходит образование новых лизосом и какие функции они выполняют, нужно изучить этот материал.

...

Оглавление:

Что такое лизосомы

Они представляют собой органоиды размером около 0,2-0,4 мкм и являются обособленной частью мембранной оболочки. Распространены как у грибов и простейших, так и в многоклеточных организмах. У растений присутствуют вакуоли.

Что такое и как выглядят лизосомы – строение и функцииВ зависимости от выполняемых функций строение, химический состав, форма, количество органелл могут варьироваться. У растений и грибов содержится 1–2 крупные вакуоли в клетке, а у животных 1000 и более размером меньше 1 мкм.

Где образуются лизосомы?

Органоид клетки, образующий новые лизосомы, – это аппарат Гольджи. В формировании принимают участие эндосомы – пузырьки с захваченными извне частицами, а также мембраны ЭПС. Ферменты образуются рибосомами шероховатой эндоплазматической цепи и транспортируются к аппарату Гольджи, затем непосредственно к везикулам.

Классификация лизосом

Чтобы понять, что такое лизосомы, нужно узнать какими они бывают. Единой классификации типов пузырьков и их стадий развития нет. Чаще всего выделяют три типа:

  1. Первичные.
  2. Вторичные.
  3. Телолизосомы (или остаточные тельца).

Первичные содержат ферменты в неактивной форме. Диаметр первичных везикул составляет порядка 100 нм. Единственным активным ферментом в составе везикул на этой стадии является кислая фосфатаза – маркер органелл.

Что такое и как выглядят лизосомы – строение и функцииОбразование вторичных лизосом идет путем слияния первых с пино- или фагоцитозными вакуолями. Таким способом осуществляется расщепление содержимого эндоцитозной вакуоли на мономеры с помощью гидролитических ферментов.

В зависимости от содержимого вакуолей, а также их слияния могут образовываться разные по строению, размеру и специализированным функциям пузырьки.

Третьим основным видом являются остаточные тельца, или телолизосомы. Там происходит накопление непереваренных частиц, которые уплотняются и структурируются.

Также в этих пузырьках накапливаются пигменты. В здоровых полностью функционирующих клетках телолизосомы выводятся с помощью экзоцитоза при слиянии с внешней мембранной оболочкой. При условии патологий или старения остаточные тельца накапливаются внутри.

Разновидности везикул

Помимо основных типов различают еще несколько:

  • Фаголизосомы. Главной их задачей является поглощение крупных частиц (бактерий и других микроорганизмов) с помощью фагоцитоза.
  • Аутолизосомы (аутофагосомы). Широко распространены у простейших. Являются одним из типов вторичных пузырьков. Значение аутофагосом — удаление/аутолиз частей компартментов клетки или цитоплазматических структур полностью (рибосом, пластид, элементов эндоплазматической сети, митохондрий). Их часто можно обнаружить внутри организма при голодании, кислородной недостаточности, интоксикации, патологиях или старении.
  • Мультивезикулярные тельца. Окружены одним слоем мембраны и сдержат в полости одномембранные пузырьки более мелких размеров. Их образование осуществляется путм отсоединения от оболочки ядра. Основной задачей является захватывание и уничтожение мелких частиц, таких как рецепторы внешней мембраны.
Внимание! Органоиды также различают по особенностям их предназначения и месту локализации. Они распространены у простейших, растений, грибов, животных, человека. Строение и функции отличны друг от друга. У многоклеточных организмов они чаще всего являются защитой и основой иммунной системы, а у простейших – основным способом питания.

Особенности строения лизосомы

Что такое и как выглядят лизосомы – строение и функцииУ лизосом простая схема строения. Органоид имеет одну защитную мембрану, в структуру которой входят рецепторы для узнавания фагосом, транспортных элементов и чужеродных частиц.

Лизосома – это органелла, она может быть разных размеров и содержать большое количество гидролитических энзимов. Они участвуют во многих реакциях, в частности, в процессе распада белков, нуклеиновых кислот, жиров и углеводов.

Действуют энзимы только при низких значениях рН. Это играет определенную роль для всего содержимого клетки и защищает его от полного уничтожения, так как кислотность цитоплазмы нейтральная. Элементы самих органоидов защищены от разрушающего действия ферментов с помощью олигосахаридов. Такой вид имеет упрощенная схема строения.

Внимание! Характерной особенностью лизосомы в является наличие более 40 различных гидролитических ферментов: фосфатаз, нуклеаз, протеиназ, гликозидаз, липаз и т.д. Оптимальная кислотность среды, при которой они осуществляют свою деятельность наилучшим образом, рН 4,5-5. Такое значение кислотности поддерживается в полости с помощью протонового насоса (Н+/К+-АТФазы).

Функции

По своему значению эти органеллы не может заменить ни один другой. Настолько велико значение выполняемых ими задач. Основная функция лизосом – расщепление микро- или макромолекул (эндогенного или экзогенного происхождения). В зависимости от морфологии и особенностей поглощаемых молекул различают несколько задач:

  1. Переваривание макрочастиц, захваченных путём эндоцитоза (бактерий, микроорганизмов, клеток более мелких размеров).
  2. Аутофагия. Переваривание органеллой частей клетки и отработанного или сломанного материала.
  3. Аутолиз или самопереваривание. Процесс, приводящий к полному уничтожению клетки.
  4. Растворение внеклеточных структур. Свойственно остеокластам – клеткам костной ткани.
  5. Выделительная функция. Выведение переработанных компонентов за пределы наружной мембранной оболочки.

Это интересно! Что такое пластический и энергетический обмен

Аутофагия

Часто происходит при обновлении клеточных структур или расщеплении белковых компонентов. Осуществляется аутолизосомами, разрушающими остатки клеточных структур, которые впоследствии участвуют в других внутриклеточных процессах. Иногда процесс помогает для избегания переспама в растительной клетке. Различают несколько типов аутофагии:

  • Микроаутофагия. Процесс переработки синтезированных внутри веществ. При недостатке энергии или питательных веществ микропузырьки, наполненные ферментами, начинают разрушать некоторые белки, органоиды.
  • Макроаутофагия. С ее помощью проводится обновление клеточных структур и органелл.
  • Шаперонзависимая. При этом типе аутофагии полуразрушенные белковые компоненты транспортируются в полость органоида для дальнейшей утилизации.

Самопереваривание

Что такое и как выглядят лизосомы – строение и функцииАвтолиз проходит при разрушении мембранных оболочек пузырьков и освобождении гидролаз в полость самой клетки, где они инактивируются. Энзимы работают в кислой среде, а цитоплазма имеет нейтральную рН. При расщеплении оболочек всех органелл начинается процесс автолиза. Выделяют два вида самопереваривания: обычный и патологический.

Первый проходит при развитии организма или дифференцировке некоторых клеток (сопровождает процесс полного превращения у личинок насекомых и рассасывание хвостов у головастиков). Примером второго может служить полное разрушение тканей организма после смерти или другие патологические процессы, связанные с отмиранием клеток.

Гетерофагия (внутриклеточное пищеварение)

Одно из основных условий, необходимых для полноценного существования многих простейших. Гетерофагия – способ переваривания и усвоения питательных веществ микроорганизмов. Пузырьки в этом случае соединяются с вакуолями. При полостном пищеварении частицы попадают в организм посредством пино- или фагоцитоза. В растительной клетке в лизосомах могут накапливаться пигментные вещества, ионы, белки. У многоклеточных функцию гетерофагии выполняют лейкоциты и микрофаги – элементы иммунной системы.

Внимание! Везикулы с ферментами играют очень важную роль. При нарушении их работы могут развиваться до 50 различных заболеваний, передающихся по наследству. Главным образом, они связаны с ошибками при синтезе ферментов или их мутаций, вследствие чего начинается накопление вторичных метаболитов. Примерами заболеваний являются болезнь Гоше, болезнь Тея-Сакса.

Лизосомы, строение, функции в клетке

Важные органеллы — лизосомы и их виды

Вывод

Чтобы разобраться, что такое лизосомы, нужно изучить много литературы. Это уникальный по своему строению органоид, выполняющий важные функции для поддержания жизнеспособности клетки.

Это интересно! Кто такие эукариоты и прокариоты: сравнительная характеристика клеток разных царств

Вам помогла статья?
Голосовать ПРОТИВГолосовать ЗА (-1 баллов, 3 оценок)
Загрузка...

Отзывы и комментарии

  • Вадим

    Отличная статья, которая дает понятие, что такое «Лизосомы». Мне, как раз дали задание написать доклад на урок биологии, по теме «Лизосомы», и эта статья, мне очень пригодилась. Здесь подробно рассказано, как выглядят, какое строение они имеют. Что бы изучить самостоятельно, что такое «Лизосомы», надо очень долго сидеть в библиотеке, и очень много перелопатить литературы.

  • Елена

    Лизосомы — это пузырьки которые участвуют в переваривании клеткой попадающих туда белков, жиров, правильно я поняла? И могут переваривать саму клетку когда она постареет. Проще говоря это пузырьки в которых находятся ферменты предназначенные для переваривания пищи попадающей в клетку и кусочков самой клетки, которые ей не нужны. После переваривания лизосома исчезает или что с ней происходит?

  • Полина

    Я собираюсь поступать в медицинский университет и поэтому биологию учу на совесть. Хочу понять, как и какие процессы происходят в теле человека. Понимаю, что лизосомы играют важную роль, участвуют во многих реакциях, являются основой защитной системы человека. Статья хорошая, здесь четко и кратко написано все, что надо для экзамена. Но хотелось бы поподробнее узнать именно о том, как они функционируют в теле человека. Или мне рановато это еще знать? И этому будут обучать в университете?

  • Маша

    Да , понятие лизосом и их функции расписаны замечательно, наши учебники не дают такого обширного понятия. Но чтобы понять весь механизм, нужно очень хорошо знать строение клетки. Лизосомы — это своеобразный «санитар», поддерживающие «чистоту и порядок» в клетках, если говорить понятным всем языком. Но вообще статья отлично структурирована, автор постарался.

  • Евгения

    Речь идёт о внутриклеточном переваривании. Само название органелла — лизосома — говорит о ее функции, о лизисе, то есть ферментарном расщеплении. Ферментов, как и указано выше, в лизосомах может содержаться аж 40 видов и они могут работать в кислой среде. Механизм внутриклеточного лизиса это очень сложная и многогранная тема, этот обзор затрагивает только малую часть процесса

  • Дарина

    Спасибо за статью, преподаю школьникам старших классов биологию и одной из первый тем как раз является вопрос по биологии клетки, и в том числе про лизосомы. Более того, часто делаю акцент ребят на том, что существуют болезни, связанные с патологией лизосом, чтобы они осознавали, насколько важны их функции. Лизосомы являются одним из основных органоидов эукариотической клетки и каждый ученик, сдающий биологию, должен знать их строение и функции.

  • Светлана

    Лизосомы это важный, незаменимый и уникальный органоид, без которого клетке просто не выжить в этом сложном мире.Несмотря на то, что это простейшие по своему строению вещества главной функцией лизосом является расщепление молекул путем переваривания или самопереваривания или растворения внеклеточных структур.Лизосомы непременные участники процесса пищеварения.

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить