Inhalt
- Lysosomenfunktion
- Die Struktur von Lysosomen
- Warum Lysosomen wichtig sind
- Warum sind Lysosomen sauer?
- Rolle in der Krankheit
Lysosomen sind kleine Zellorganellen in kerntragenden oder eukaryotischen Zellen.
Sie befinden sich im Zytosol der Zellen und schweben frei in den Zellen außerhalb des Zellkerns. Sie haben eine einfache Struktur aus einer äußeren lysosomalen Membran, die eine saure innere Flüssigkeit umgibt.
Lysosomen sind wie kleinzellige Mägen: Sie verdauen Abfall und überflüssige Zellfragmente.
Lysosomenfunktion
Die Hauptfunktion von Lysosomen besteht darin, den Zellstoffwechsel zu unterstützen, indem unerwünschte Teile der Zelle, Zelltrümmer oder Fremdsubstanzen, die in die Zelle gelangt sind, aufgenommen und aufgelöst werden.
Die Verdauungsenzyme ihres sauren Inneren zerlegen große Strukturen und Moleküle in einfache Bestandteile und geben die Produkte zur weiteren Verwendung oder Entsorgung an die Zelle zurück.
Die lysosomalen Enzyme werden im endoplasmatischen Retikulum synthetisiert.
Die Enzyme werden an den Golgi-Apparat weitergegeben, wo die Lysosomen hergestellt werden. Die Lysosomen verwenden die Säurehydrolasen aus dem endoplasmatischen Retikulum, um komplexe Proteine und Organellen zu verdauen, die nicht mehr benötigt werden.
Die Lysosomen wirken im Wesentlichen als das Verdauungssystem der Zellen.
Die Struktur von Lysosomen
Lysosomen sind runde membrangebundene Organellen mit einer einzigen äußeren lysosomalen Membran.
Die Membran ist für den Säuregehalt des Lysosoms undurchlässig. Dies schützt den Rest der Zelle vor den Verdauungsenzymen in der Membran. Sobald sich der saure pH-Wert eingestellt hat, kann das Lysosom Zellabfälle, alte Zellteile und andere Ablagerungen verdauen.
Um sicherzustellen, dass Zellfragmente, Fremdkörper und Zelltrümmer verdaut werden, während gesunde Teile der Zelle nicht angegriffen werden, werden die redundanten Komponenten mit spezifischen Chemikalien markiert, die sie als Ziele identifizieren.
Das Lysosom nimmt die Ziele auf oder umgibt sie und verwendet einige der hydrolytischen Enzyme und anderen Chemikalien in der Membran, um komplexe chemische Strukturen abzubauen und einfache Substanzen zu erzeugen, die die Zelle wiederverwenden kann.
Warum Lysosomen wichtig sind
Die Zellbiologie umfasst interne Prozesse, die Abfall produzieren, und andere Fremdkörper oder Substanzen können in die Zelle eindringen.
Eine Zelle muss in der Lage sein, solch unerwünschtes Material zu entsorgen, und das ist die Funktion der Lysosomen. Sie wandern durch das Zellinnere und suchen nach Material, das als überflüssig markiert wurde.
Das saure Innere des Lysosoms kann Moleküle wie komplexe Kohlenhydrate, große Proteine und Lipide abbauen.
Die resultierenden einfachen Moleküle können entweder aus der Zelle ausgestoßen oder zur Reparatur und Aufrechterhaltung von Zellstrukturen wie der äußeren Plasmamembran verwendet werden. Die Produkte der Lysosomen können, wenn sie aus der Zelle ausgestoßen und zu anderen Zellen transportiert werden, signalisieren, welche Prozesse die Zelle ausführt, und anderen Zellen ermöglichen, entsprechend zu reagieren.
Warum sind Lysosomen sauer?
Die saure Natur der Flüssigkeit im Lysosom dient zwei Zwecken.
Erstens helfen die Säuren bei der Verdauung und Aufspaltung der komplexen Moleküle der redundanten Zellfragmente. Zweitens sind die Verdauungsenzyme und andere Chemikalien, die die Lysosomenziele aufbrechen, für die Arbeit in einer sauren Umgebung ausgelegt. Diese Funktion schützt die Zelle.
Sollte das Lysosom platzen oder auslaufen, wird die saure Flüssigkeit schnell neutralisiert, und die lysosomalen Enzyme und anderen Verdauungschemikalien sind nicht mehr wirksam und greifen keine gesunden Zellstrukturen an.
Die Aufrechterhaltung des sauren pH-Werts im Lysosom ist daher für dessen Funktion und für den Zellschutz von entscheidender Bedeutung. Das Lysosom erreicht dies durch chemische Reaktionen mit Protonenpumpen auf seiner Oberfläche und innerhalb der Membran, um Wasserstoffionen oder Protonen über die Membran in das Innere zu übertragen.
Die Wasserstoffionen halten den Säuregehalt der inneren Flüssigkeit aufrecht.
••• WissenschaftRolle in der Krankheit
Lysosomen spielen bei beiden eine Rolle kämpfen gegen Krankheiten und in der Ursache der Krankheit. Wenn fremde Krankheitserreger wie Bakterien in eine Zelle eindringen, können die Lysosomen helfen, sie zu neutralisieren, indem sie sie verdauen. Auf diese Weise helfen sie bei einer Immunantwort des Organismus.
Wenn Lysosomen nicht richtig funktionieren, können sie Störungen verursachen, die als lysosomale Speicherkrankheiten bezeichnet werden.
Wenn eines der vielen lysosomalen Enzyme aufgrund einer genetischen Mutation eine falsche chemische Formel hat, baut sich die Substanz auf, die das Enzym verdauen soll. Solche Störungen können auch mit Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht werden.
Normalerweise sind Lysosomen ein wesentlicher Bestandteil des Entsorgungssystems für Zellen. Wenn jedoch ein oder mehrere Enzyme fehlen, ist eine schnelle Diagnose erforderlich, um die Enzyme zu ersetzen und die Abfallansammlung zu verringern.
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