Struktur dan Fungsi Lisosom: jenis, gangguan

Kami menjelaskan apa itu lisosom dan apa fungsi utamanya. Juga, apa karakteristik mereka dan bagaimana penampilannya.

Kita semua yang telah mempelajari biologi di SMA telah memberikan bagian-bagian sel. Bagaimana jika inti sel, bagaimana jika membran plasma, bagaimana jika Golgi dan retikulum endoplasma … tetapi ada bagian yang, hampir selalu, tidak diperhatikan yaitu lisosom.

Entah karena ukurannya atau karena kelihatannya sangat sederhana, lisosom tidak memiliki banyak keunggulan di kelas biologi, terlepas dari kenyataan bahwa, jika mereka tidak menjalankan fungsinya dengan benar, masalah medis yang terkait berakibat fatal.

Kami akan memberi mereka sedikit keunggulan dan melihat apa itu, fungsi apa yang mereka penuhi dan penyakit apa yang bisa mereka sebabkan jika mereka tidak bekerja dengan benar.

Apa itu Lisosom?

Lisosom adalah struktur membran yang mengandung enzim di dalamnya.

Enzim ini bertanggung jawab untuk mencerna bahan yang ditemukan di dalam dan di luar sel. Dengan kata lain, mereka adalah lambung sel.

Asal usul lisosom

Lisosom berasal dari badan Golgi. Alat ini memiliki fungsi mengangkut enzim di dalam sel.

Komposisi enzimatik

Di dalam lisosom, ada beberapa enzim seperti:

  • Lipase. Mereka memiliki fungsi mencerna zat cair.
  • Glukosidase. Mereka bertanggung jawab untuk memecah dan mencerna karbohidrat.
  • Portease. Mereka mencerna protein.
  • Nuklease. Mereka merawat asam nukleat.

Lisosom adalah struktur membran yang ditemukan di dalam sel. Di dalamnya terdapat enzim, yang digunakan untuk melakukan berbagai proses metabolisme dalam sitoplasma sel dan pada beberapa organel, zat yang merendahkan. Jadi bisa dikatakan, gelembung-gelembung ini dengan enzim di dalamnya seperti perut sel.

Dalam keadaan tidak aktif, ciri penampilan lisosom berbintik-bintik, sedangkan ketika diaktifkan, mereka memiliki bentuk vesikular, ukuran bervariasi. Ukuran ini bisa antara 0,1 dan 1,2 μm dan berbentuk bulat. Struktur lisosom ini dapat ditemukan di semua sel hewan, menjadi bagian karakteristik dari jenis sel ini dan dibentuk oleh badan Golgi, dengan fungsi utama transportasi dan penggunaan enzim. Meskipun aparatus Golgi juga ditemukan dalam sel tanaman, tidak ada lisosom di dalamnya.

Zat apa yang bisa ditemukan di lisosom?

Di dalam lisosom kita dapat menemukan berbagai jenis enzim, yang akan mengkhususkan diri dalam mencerna berbagai jenis zat. Agar enzim diaktifkan, lisosom harus memiliki media dengan pH asam, antara 4,6 dan 5,0.

Setiap lisosom dapat mengandung sekitar 40 enzim hidrolitik, yaitu enzim yang mengkatalisasi reaksi kimia antara molekul air (H2O) dan satu atau lebih molekul zat lain.

Lisosom – enzim

Setiap lisosom dapat mengandung sekitar 40 enzim hidrolitik.

Ketika tidak aktif, lisosom memiliki penampilan yang kasar. Ketika diaktifkan mereka memiliki penampilan vesikular dan ukuran bervariasi. Setiap lisosom dapat mengandung sekitar 40 enzim hidrolitik.

Ukuran lisosom adalah antara 0,1 dan 1,2 μm, dan mereka memiliki struktur bola.

Jenis PH lisosom

Lisosom mengandung PH asam antara 4,6 dan 5,0. Ini adalah kondisi utama enzim diaktifkan dalam lisosom.
Membran lisosom

Lisosom ditutupi oleh membran sederhana (disebut membran lisosom) yang bertujuan untuk mencegah enzim-enzim ini menyebar melalui sitoplasma dan menghancurkan seluruh sel, suatu proses yang dikenal sebagai autolisis.

Selain itu, membran lisosom bertanggung jawab untuk memungkinkan masuknya substrat ke dalam lisosom.

Fungsi lisosom

Ketika sel diserang oleh bakteri, lisosom bertindak sebagai mekanisme pertahanan.

Fungsi lisosom dalam sel adalah untuk membantu mencerna kedua zat di luar sel serta mencerna zat yang tidak lagi diperlukan dari dalam sel. Mereka memetabolisme lemak, protein dan asam nukleat. Pencernaan internal mengacu pada bagian sel yang rusak atau rusak dan perlu dipecah. Kemudian mereka digantikan oleh sel-sel baru lainnya.

Selanjutnya, ketika sel diserang oleh bakteri (organisme luar sel), lisosom bertindak sebagai mekanisme pertahanan, mencerna bakteri ini dan mengaktifkan sistem kekebalan tubuh.

Meskipun kecil, lisosom melakukan fungsi yang sangat penting bagi tubuh.

1. Degradasi zat

Fungsi utama lisosom adalah untuk mencerna zat, baik eksternal maupun internal sel. Zat internal dapat menjadi komponen yang tidak lagi dibutuhkan sel, tetapi dapat diuraikan lebih lanjut. Lisosom bertanggung jawab untuk mengurangi kerumitan zat-zat ini untuk mempermudah penghilangannya.

Mereka juga melakukan pencernaan internal, yang terjadi jika sel rusak. Dengan cara ini, struktur yang rusak atau, jika perlu, seluruh sel dicerna sehingga diganti dengan yang baru dan lebih fungsional.

2. Mekanisme pertahanan

Lisosom, selain zat pencerna, adalah mekanisme pertahanan yang sangat penting bagi sel, karena mereka mampu mempertahankannya dari serangan bakteri penyerang.

Mereka bertanggung jawab untuk mempertahankan organisme dari serangan bakteri, menjebaknya dalam vesikel dan mencernanya, sehingga mengaktifkan respon imun.

3. Sensor metabolik

Lisosom, di samping zat-zat yang merusak, ikut serta dalam persepsi keadaan metabolisme sel. Bahkan, tergantung pada lokasi populasi lisosom, mereka memiliki fungsi yang lebih merendahkan atau lebih sensoris.

Telah terlihat bahwa populasi lisosom perinuklear, yaitu, di dekat inti sel, lebih terlibat dalam degradasi, sementara yang lain, lebih periferal, akan bertugas mengetahui status ketersediaan sumber daya.

4. Eksositosis

Dalam beberapa tahun terakhir, lisosom telah terbukti memiliki kemampuan untuk berpartisipasi dalam eksositosis, yaitu, penghapusan zat dari lingkungan internal sel.

Kami memiliki kasus khusus dalam sel hati. Lisosom dari sel hati bertanggung jawab untuk mengeluarkan enzim lisosom dari sel menjadi empedu.

Jenis enzim pada lisosom

Ada dua jenis enzim yang membentuk lisosom.

Enzim primer. Mereka hanya terdiri dari enzim hidrolase dan tidak mengandung vesikel lainnya. Mereka belum berpartisipasi dalam pencernaan.

Enzim sekunder (atau pencernaan sel). Ini adalah kombinasi dari enzim primer dengan vesikel lain. Secara khusus, enzim ini bertanggung jawab untuk mencerna atau “membersihkan” sel.

Tergantung pada asal materi, Anda dapat membedakan antara:

  • Vakuola heterofagus (atau endosom). Mereka adalah enzim yang bertanggung jawab untuk menyerang (atau mencerna) materi di luar sel.
  • Vakuola autofageal (atau endosom). Zat yang akan dicerna berasal dari lingkungan internal sel.

Keberadaan lisosom pada organisme

Lisosom ada di sel hewan tetapi tidak di sel tumbuhan.

Mereka ada di semua sel hewan. Kehadiran lisosom dalam organisme tanaman belum terdeteksi.

Klasifikasi zat sesuai dengan perannya dalam pencernaan

Demikian juga, enzim-enzim yang disebutkan di atas dapat diklasifikasikan menurut peranannya selama seluruh proses pencernaan zat. Jadi, kita berbicara tentang enzim primer dan enzim sekunder:

1. Enzim primer

Mereka hanya terdiri dari enzim hidrolase dan tidak mengandung vesikel lainnya. Mereka adalah enzim yang belum berpartisipasi dalam pencernaan zat.

2. Enzim sekunder

Mereka adalah kombinasi enzim primer dengan vesikel lain. Enzim ini akan bertugas mencerna sel, membersihkan struktur yang rusak, proses ini dikenal sebagai pencernaan internal sel.

Klasifikasi zat berdasarkan bahan yang dicerna

Selain klasifikasi ini, kami memiliki satu yang merujuk pada jenis bahan apa yang bertanggung jawab untuk dicerna, yang memiliki vakuola heterofagus dan autofagik:

1. Vakuola heterofagus

Mereka adalah enzim yang bertanggung jawab untuk menyerang dan mencerna bahan di luar sel. Di antara partikel-partikel di luar sel kita memiliki bakteri dan sisa-sisa sel tetangga.

2. Vakuola autofageal

Zat yang akan dicerna dengan lisosom ini berasal dari lingkungan internal sel.

Struktur bagian lisosom

Struktur lisosom tidak terlalu kompleks. Mereka muncul dalam bentuk sel-sel bulat, dengan dimensi variabel yang dapat berdiameter antara 100 dan 150 nanometer (nm). Meskipun kecil, sel-sel ini dapat mewakili 5% dari total volume sel, persentase yang dapat dimodifikasi tergantung pada tingkat pencernaan yang dibawa sel, ini adalah jumlah zat yang “dibongkar”.

Bagian yang paling luar biasa, setelah enzim yang telah kita lihat sebelumnya, adalah membran lisosom. Ini adalah membran sederhana, yang memiliki tujuan mencegah enzim yang ditemukan di dalam lisosom agar tidak menyebar melalui sitoplasma. Karena enzim adalah zat yang menginduksi proses di mana molekul “dihancurkan”, disarankan untuk menjaga mereka tetap aman, karena, jika tidak, sel dihancurkan, mendorong autolisisnya.

Jika enzim telah disintesis secara tidak tepat, dapat memiliki konsekuensi serius bagi sel dan, akibatnya, bagi seluruh organisme. Ini karena, dalam hal ini, produk residu yang timbul dari reaksi metabolik yang terjadi di dalam lisosom akan disimpan dalam sel, yang dapat merusaknya.

Contoh penyakit yang disebabkan oleh masalah lisosom adalah glikogenosis tipe II, di mana tidak ada enzim β-glukosidase, yang menyebabkan glikogen dalam jumlah besar menumpuk di organ, menjadikannya sesuatu yang fatal bagi tubuh.

Jalur degradasi zat

Ada tiga cara di mana zat tiba untuk dicerna dalam lisosom:

Pada yang pertama, lisosom dapat dianggap sebagai stasiun akhir dari jalur endositik, ini adalah jalur dimana senyawa dari berbagai jenis dimasukkan ke dalam sel. Sebagian besar molekul yang terdegradasi oleh rute ini harus terlebih dahulu melewati vakuola autofagik.

Yang kedua mengacu pada partikel tidak menguntungkan yang telah difagositosis, seperti bakteri atau partikel residu dari sel lain. Partikel-partikel ini harus terkandung di dalam lisosom sehingga mereka dicerna, dan dengan demikian memastikan bahwa mereka akhirnya dihilangkan tanpa merusak sel karena bagiannya. Kompartemen tempat mereka terperangkap akan matang dan menjadi apa yang disebut fagosom, yang akan menyatu dengan lisosom begitu ia matang.

Jalur degradasi ketiga adalah autophagy. Ini adalah proses yang terjadi di semua organel ketika mereka rusak. Lisosom berpartisipasi dalam berbagai jenis autophagy, beradaptasi dengan organel yang rusak dalam pertanyaan dan kebutuhan sel, atau bagaimana diselamatkannya itu.

Penyakit lisosom

Penyakit-penyakit tersebut disebabkan oleh pelepasan enzim yang tidak terkendali di luar sel atau oleh disfungsi pada bagian lisosom.

Ada banyak penyakit yang berkaitan dengan enzim ini, tetapi penyakit yang paling umum terkait adalah gout dan rheumatoid arthritis.

Penyakit lisosom adalah penyakit yang disebabkan oleh pelepasan enzim yang tidak terkendali di luar sel, atau juga karena kegagalan fungsi lisosom, yang menyebabkan penumpukan zat berbahaya.

Sfingolipidosis

Ini adalah kondisi medis yang menyebabkan serangkaian penyakit. Ini disebabkan oleh kerusakan pada salah satu enzim yang bertanggung jawab untuk mendegradasi sphingolipid, zat yang sangat umum di otak.

Karena itu, kondisi ini menyebabkan kerusakan pada otak, menyebabkan kecacatan intelektual dan kematian dini. Di antara penyakit karena sphingolipidosis kita dapat menemukan penyakit Krabbe, penyakit Tay-Sachs, penyakit Gaucher dan penyakit Niemann-Pick.

Penyakit Wolman

Ini adalah lipidosis bawaan. Ia diwariskan, ditransmisikan oleh pewarisan resesif autosom, dan disebabkan oleh defisiensi enzim lisosom, asam lipase, yang dikodekan dalam produksinya pada lengan panjang kromosom 10.

Lipase lambung memiliki fungsi degradasi trigliserida rantai pendek dan panjang, selain ester kolesterol ke unit dasar mereka. Ketika enzim ini kurang, trigliserida dan ester ini menumpuk di berbagai organ.

Gejala-gejala pertama muncul selama minggu-minggu pertama kehidupan, muntah, diare, hati dan pertumbuhan kembali limpa, kembung, malnutrisi progresif dan terhentinya kurva berat. Ini berkembang sangat cepat menjadi gejala yang lebih buruk dan berakhir dengan kematian bayi setelah satu tahun.

Glikogenosis tipe II atau penyakit Pompe

Ini adalah cacat maltase asam, cacat yang menyebabkan glikogen muncul disimpan dalam lisosom tanpa terdegradasi dengan baik.

Ini adalah penyakit otot, sangat langka dan melemahkan, menyerang anak-anak dan orang dewasa. Di masa kanak-kanak ia memanifestasikan dirinya selama bulan-bulan pertama, tetapi pada tahap yang lebih dewasa itu dapat muncul tiba-tiba, memiliki perkembangan yang lebih lambat.

Pada kedua kelompok umur ada kelemahan otot dan munculnya masalah pernapasan. Pada anak-anak, jantung tampak membesar, selain tidak mampu menopang kepala.

Penyakit ini dianggap panethnic, yaitu muncul di semua ras, tetapi persentasenya bervariasi dari satu ras ke ras lainnya. Insiden pada populasi anak-anak Afrika-Amerika sangat tinggi, dari 1 dalam 14.000, sedangkan pada orang dewasa Kaukasia ini adalah dari 1 hingga 60.000 dan pada anak-anak dari 1 hingga 100.000.