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։