Լիզոսոմ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Լիզոսոմ (հունարեն լիզիս` «քայքայում» և սոմա` «մարմին»), կենդանակն և բուսական բջիջների բշտիկաձև օրգանոիդ, որն առաջանում է Գոլջի կոմպլեքսում և պարունակում է 40-ից ավելի ֆերմենտներ: Վերջիններս շրջապատված են լիպոպրոտեիդային մեմբրանով և ընդունակ են քայքայելու սպիտակուցները, բազմաշաքարները և լիպիդները: Լիզոսոմները մասնակցում են ներբջջային մարսողությանը, որը լավ է արտահայտված ֆագոցիտոզի ունակ բջիջներում: Լիզոսոմները հայտնաբերվել են 1955 թ.:

Կառուցվածքի առանձնահատկությունները[խմբագրել]

Ունի մեկ թաղանթ, ձևավորվում է Գոլջի կոմպլեքսում կամ էնդոպլազմային ցանցում, պարունակում է 30-ից ավելի տարբեր ֆերմենտներ՝հիդրոլազներ:0,2-0,4 մկմ չափերով,միաթաղանթ բշտիկաձև օրգանոիդներ են:Լիզոսոմների թաղանթում տեղադրված են փոխադրիչ-սպիտակուցների մոլեկուլները,որոնք լիզոսոմից ցիտոպլազմա են տեղափոխում հիդրոլիզի ենթարկված նյութերը:Լիզոսոմները բաժանվում են նախալիզոսոմների,բուն լիզոսոմների և հետլիզոսոմների:

Լիզոսոմները թթվային միջավայր ունեցող օրգանոիդներ են, որոնք պարունակում են բազմաթիվ քայքայող ֆերմենտներ: Լիզոսոմները հայտնաբերված են միայն կենդանական բջիջներում և պատասխանատու են բջջում հայտնաբերված տարբեր նյութերի,օրգանոիդների քայքայման համար: Լիզոսոմները պատված են միաշերտ թաղանթով, նրանց չափսը և տեսքը փոփոխական է, սակայն հիմանկանում նրանք ունեն 0,5 մմ տրամագիծ: Լիզոսոմային մեմբրանի լյումենային «ներքին» հատվածի մեմբրանային սպիտակուցները գլիկոզիլացված են, ինչի շնորհիվ առաջանում է կարբոհիդրատային ծածք, որը պաշտպանում եմ մեմբրանային սպիտակուցները լիզոսոմային պրոտեազներից: ԱԵՖ-կախյալ պրոտոնային պոմպը ապահովում է լիզոսոմների ներսում թթվային միջավայրը (pH 4.0–5.0): Թթվային միջավայրն անհրաժեշտ է մակրոմոլեկուլների էնզիմատիկ ճեղքման համար, որն ապահովվում է թթվային հիդրոլազների ակտիվացմամբ, ինչպես նաև թթվային միջավայրում մակրոմոլեկուլների դենատուրացիայի շնորհիվ: Մակրոմոլեկուլների քայքայումից առաջացած միացությունները տեղափոխվում են դեպի ցիտոպլազմ, որտեղ մասնակցում են տարբեր սինթետիկ պրոցեսների, կամ արտազատվում են բջջից:

Ֆունկցիան[խմբագրել]

  • Ընդունակ են քայքայել օրգանական և այլ նյութեր (ներբջջային մորսողություն)
  • Ավտոլիզ
  • Օտարածին սպիտակուցների քայքայում

Լիզոսոմները առաջանում են էնդոսոմներից Լիզոսոմային ֆերմենտները սինթեզվում են ռիբոսոմների կողմից հատիկավոր Էնդոպլազմային ցանցի վրա և անցնում Էնդոպլազմային ցանցի լյումենային հատված, այնուհետև Գոլջիի ապարատ: Էնդոպլազմային ցանցում և Գոլջիի ապարատում մոդիֆիկացվելուց և հասունանալուց հետո լիզոսոմային ֆերմենտները թիրախավորվում են տրանս-Գոլջիի ապարատում: էնզիմների թիրախավորումը դեպի լիզոսոմներ ապահովվում է սպիտակուցներին mannose-6-phosphate ավելացացմամբ:

Լիզոսոմային էնզիմները ներառվում են կլատրին-պատող պղպջակի մեջ (clathrin-coated vesicles), որոնք անջատվում են տրանս-Գոլջիից և տեղափոխվում են դեպի էնդոսոմներ: Առաջնային էնդոսոմները առաջանում են տրանս-Գոլջիից անջատված պղպջակի և էնդոցիտոզի հետևանքով պլազմատիկ մեմբրանի ներփքված հատվածի միաձուլման հետևանքով: Այսպիսով առաջնային էնդոսոմը պարունակում է քայքայման համար նախատեսված սուբստրատները և բոլոր էնզիմները, սակայն, որոնք դեռ ակտիվ չեն: Էնզիմների ակտիվացման համար անհրաժեշտ է առաջնային էնդոսոմի pH-ի իջեցում: Երբ pH-ի ինջնում է 6.0-ից մինչև 5.5, այլևս էնդոսոմը չի կարող միաձուլվել այլ էնդոսոմների հետ և առաջանում է երկրորդային էնդոսոմ: Լիզոսոմների հասունացման առաջացման վերջնական քայլը թթվային հիդրոլազների ակտիվացումն է, ինչը տեղի է ունենում ավելի թթվային միջավայրում, երբ pH-ը ԱԵՖ-կախյալ պրոտոնային պոմպերի միջոցով իջնում է միչև 4.0–5.0:

Լիզոսոմային էնզիմները հիմնականում մասնակցում են ներբջջային քայքայման պրոցեսներին, սակայն որոշ դեպքերում լիզոսոմները կարող են նաև արտազատել իրենց էնզիմներն էկզոցիտոզի միջոցով և, այդպիսով, մասնակցել նաև արտաբջջային քայքայման պրոցեսներին: Լիզոսոմներում քայքայվող միացությունները հիմնականում ունեն արտաբջջային ծագում, սակայն ներբջջային անպետք միացությունները (օրգանոիները նույնպես քայքայվում են լիզոսոմներում: Այս երևույթը բաժանում է լիզոսոմները 2 հիմնական խմբի՝ աուտոֆագ լիզոսոմներ ) ներբջջային միացությունների (օրգանոիդների մարսում) և հետերոֆագ լիզոսոմներ (արտաբջջային ծագում ունեցող միացությունների մարսում):

Ֆագոցիտոզ և ռեցեպտոր-համակցած էնդոցիտոզ[խմբագրել]

Լիզոսոմների պաշտպանական և սնուցող դերը Լիզոսոմների կարևոր ֆունկցիաներից մեկը ֆագոցիտոզի կամ ռեցեպտոր-համակցած էնդոցիտոզի միջոցով էուկարիոտ բջիջներ ներթափանցած օտարածին միացությունների քայքայումն է: Ֆագոցիտոզային վակուոլները, ինչպես նաև ռեցեպտոր-համակցած էնդոցիտոզի հետևանքոց առաջացած պղպջակները վեր են ածվում լիզոսոմների՝ առաջնային էնդոսոմների հետ համաձուլվելուց հետո: Քայքայման հետևանքով առաջացած լուծելի միացությունները (շաքարներ, ամինաթթուներ, նուկլեոտիդներ) տեղափոխվում են ցիտոպլազմ և հանդես են գալիս որպես սննդանյութի աղբյուր: Լիզոսոմներում մնում են միայն անլուծելի միացությունները, որոնք առաջացնում են մնացորդային մարմիններ (residual body): Ողնաշարավորների մոտ մնացորդային մարմինները կուտակվում են բջջի մեջ, ինչը հավանաբար բերում է բջջային ծերացման /այն կարելի է նկատել հիմնականում երկարակյաց բջիջներում՝ նեյրոններում/: Արյան սպիտակ բջիջների դեպքում, սակայն, մնացորդային մարմինները ունեն ֆունկցիոնալ նշանակություն իմունային համակարգի համար: Ֆագոցիտոզի հետևանքով նեյտրոֆիլների մեջ անցած և լիզոսոմներում մարսված միկրոօրգանիզմների մնացորդները դուրս են հանվում բջիջներից և կկլանվում մակրոֆագների կողմից: Այս մակրոֆագները տեղափոխում են մնացորդային մարմինները դեպի ավշային հանգույցներ, որտեղ ներկայացնում են B և T լիմֆոցիտներին: Այս պրոցեսի հետևանքով առաջանում է իմունայիմ հիշողությունը:

Աուտոֆագիա[խմբագրել]

Կենսաբանական վերամշակող համակարգ: Լիզոսոմների երկրորդ կարևորագույն հատկությունը վնասված կամ անպետք բջջային կառուցվածքների և միացությունների քայքայումն է: Հիմնականում բջիջները գտնվում են դինամիկ վիճակում, երբ անդընդհատ նոր օրգանոիդներ են սինթեզվում, իսկ հները քայքայվում: Անպետք կամ վնասված օրգանոիդների կան բջջային այլ կոմպոնենտների քայքայումը լիզոսոմների կողմից կոչվում է աուտոֆագիա: Գոյություն ունի աուտոֆագիայի 2 տեսակ՝

1.Մակրոֆագիա –երբ անպետք ( վնասված) օրգանոիդը կան բջջային այլ կոմպոնենտը շրջապատվում է ԷՊՑ-ից առաջացած երկշերտ թաղանթով, ինչի հետևանքով առաջած պղպջակը կոչվում է աուտոֆագ վակուլոլ կամ աուտոֆագոսոմ:

2. Միկրոֆագիա- երբ առաջանում են ավելի փոքր միաշերտ մեմբրանով պատված աուտոֆագ պղպջակներ, որոնք հիմնականում պարունակում են ոչ թե ամբողջական օրգանոիդներ, այլ ցիտոպլազմային ավելի մանր մասնիկներ: Աուտոֆագիան տեղի է ունենում հիմնականում բոլոր բջիջներում: Առավել ցայտուն օրինակ են հանդիսանում արյան կարմիր բջիջները, որոնց հասունացման ընթացքում բջջի ամբողջ օրգանոիդային պարունակությունը քայքայվում է աուտոֆագիայի եղանակով:

Վերջին տարիների հետազոտությունները բացահայտել են նաև կապը քաղցկեղի և աուտֆագիայի ընթացքի խախտման միջև: Ցույց է տրվել, որ կրծքի, ձվարանների և թոքերի քաղցկեղի դեպքում նկատվում է աուտաֆագիայի նվազում, ինչպես նաև որոշ օնկոգեներ, որոնք առաջացնում են այդ քաղցկեղները սուպրեսիայի են ենթարկում նաև աուտոֆագիայի պրոցեսը:

Արտաբջջային մարսում[խմբագրել]

Որոշ դեպքերում լիզոսոմներն արտազատում են էնզիմներ էկզոցիտոզի եղանակով, ինչի շնորհիվ տեղի է ունենում արտաբջջային մարսում լիզոսոմների միջոցով: Օրինակ, ձվաբջջի բեղմնավորման ընթացքում սպերմատոզոիդի գլխիկից արտազատվում են լիզոսոմային էնզիմներ, որոնք քայքայում են ձվաբջջի մեմբրանը և թույլ են տալիս սպերմատոզոիդին ներթափանցել:

Օրինակ, բորբոքային հիվանդություն ռևմատոիդ արտրիտի ժամանակ կարող է տեղի ունենալ արյան սպիտակ բջիջներից լիզոսոմային էնզիմների արտազատում դեպի հոդեր, ինչը և բերում է վնասվածքների: Ստերոիդային հորմոններ կորտիզոնը և հիդրոկորտիզոնը հայտնի հակաբորբոքային դեղամիջոցներ են, քանի որ նրանք կայունացնում են լիզոսոմային մեմբրանները և արգելակում էնզիմների արտազատումը:

Հիվանդություններ[խմբագրել]

Լիզոսոմային ֆերմենտների սինթեզի խախտման հետևանքով առաջանում են «կուտակման հիվանդություններ» ՝ Թեյ-Սաքսի հիվանդություն և այլն:Լավ ուսումնասիրված լիզոսոմային պաշարային հիվանդություններից է 2-րդ տիպի գլիկոգենոզիսը, որի ժամանակ երեխաների մոտ տեղի է ունենում լյարդում, սրտամկանում և կմախքային մկաններում գլիկոգենի մեծ քանակությամբ կուտակում, ինչի հետևանքով նրանք մահանում են վաղ հասակում: Պատճառը լիզոսոմային վնասված գլյուկոզիդազ էնզիմի առկայությունն է, որը նորմալ բջիջներում հիդրոլիզի է ենթարկում գլիկոգենը՝ առաջացնելով գլյուկոզ:

Մյուս լիզոսոմային պաշարային հիվանդություններից են Հարլերի սինդրոմը և Հանթերի սինդրոմը: Երկուսն էլ առաջանում են գլիկոզամինոգլիկանների` արտաբջջային մատրիքսի հիմնական կոմպոնենտը քայքայման գործընթացի խախտման հետևանքով:

Մտավոր հետամնացությունը լիզոսոմային պաշարային հիվանդությունների ընդհանուր հատկանիշն է: Այն առաջանում է նյարդային հյուսվածքի համար կարևոր գլիկոլիպիդների մետաբոլիզմի վնասման հետևանքով: Ամենահայտնի հիվանդությունը Թայ-Սաքսի հիվանդությունն է , որի դեպքում երեխաների մոտ 6-ամսական տարիքից սկսում են մտավոր հետամնացության նշանները, ինչին հաջորդում է անդամալուծությունը և մահը 3 տարվա ընթացքում: Հիվանդության ժամանակ նյարդային հյուսվածքում կուտակվում է գանգլիոզիդ գլիկոլիպիդը, որը չի ճեղքվում լիզոսոմներում էնզիմի բացակայության պատճառով: