Лизосомы, их классификация и строение.

Сортировка в танс-сети→ лизосомы.

Окруженные мембраной замкнутые компартменты с растворимыми гидролитическими ферментами (гидролазами), расщепляющими полимеры. Ферменты  изолированных лизосом проявляют свою активность только если повреждаются сами лизосомы --> лизосомы окружены липопротеидной мембраной. Лизосомы участвуют в переваривании и детоксикации чужеродных веществ, поглощаемых путём пиноцитоза и фагоцитоза. Гидролаза лизосом - фосфомоноэстераза (кислая фосфотаза). Синтез и локализация кислой фосфатазы: грЭПР-->диктиосомы АГ-->мелкие периферические вакуоли диктиосом-->первичные лизосомы.

Лизосомы по морфологии делятся на: первичные лизосомы, вторичные лизосомы, аутофагосомы, телолизосомы (остаточные тельца).

Первичные лизосомы-мелкие мембранные пузырьки (около 100 нм), содержат кислую фосфатазу. Первичная лизосома + фагоцитарная/пиноцитозная вакуоль = вторичная лизосома/внутриклеточная пищеварительная вакуоль.

Лизосомы могут сливаться друг с другом, увеличиваясь в объёме.

Биогенные вещества, поглощённые лизосомой, деполимеризуются до мономеров, которые затем выходят через мембрану лизосомы в гиалоплазму и включаются в синтетические и обменные процессы. Если переваривание происходит не до конца, в полостях лизосом накапливаются непереваренные продукты, вторичные лизосомы превращаются в телолизосомы (остаточные тельца), которые содержат меньше гидролитических ферментов. В телолизосомах могут откладываться пигментные вещества, к примеру, "пигмент старения" - липофусцин. Одни телолизосомы выбрасываются из клетки путём экзоцитоза, а другие остаются до их гибели (к примеру, липофусциновые гранулы).

Лизосомы есть практически у всех эукариотов.

Аутолизосомы (аутофагосомы) по морфологии относятся к вторичным лизосомам, НО содержат фрагменты или даже целые цитоплазматические органеллы. Предположения возникновения: 1. Лизосомы окружают цитоплазматическую органеллу, и она как бы входит в их состав. 2. Лизосомы пытаются захватить и уничтожить "сломанную" цитоплазматическую органеллу.

В нормальных условиях кол-во аутолизосом увеличивается при метаболическом стрессе; а также при повреждении клетки, патологических процессах. Ферменты лизосом участвуют в автолизе погибших клеток. Лизосомы могут подходить к мембране и выбрасывать своё содержимое во внешнюю среду.

Многие врождённые "болезни накопления" - результат первичной генной мутации, приводящей к потере активности некоторых ферментов, участвующих в функционировании лизосом. К примеру, болезнь Помпе приводит к накоплению в лизосомах гликогена, который не расщепляется из-за отсутствия кислой α-глюкозидазы.

Вывод: лизосомы не самостоятельные структуры, а результат активности ЭПР и АГ, чем напоминают секреторные вакуоли. Основная роль лизосом - участие в внутриклеточном расщеплении экзогенных и эндогенных биологических макромолекул.

 

ПЕРОКСИСОМЫ (МИКРОТЕЛЬЦА)

Пероксисомы - небольшие (0,3-1,5 мкм) одномембранные вакуоли с нуклеоидом в центре (нуклеоид не такой, как в прокариотическом ядре, да и вообще ничего общего с ядерными структурами не имеет). Изолированные сердцевины пероксисом содержат фермент уратоксидазу. Пероксисомы обнаружены у простейших (амёбы), низших грибов (дрожжи), в нек. эмбриональных тканях высших растений (эндосперм), а также в их зелёных частях, способных к фотореспирации (дыханию, индуцируемому светом), у позвоночных (главным образом в печени и почках). Пероксисомы тесно связаны с ЭПР (вероятно, они образовались в результате заполнение плотным материалом расширенных концов цистерн ЭПР), а зелёных растений - с митохондриями и пластидами. Ферменты пероксисом: оксидазы, уратоксидаза, оксидаза d-аминокислот - при их работе образуется H₂O₂ и каталаза, разрушающая её (т.е. каталаза выполняет защитную функцию, т.к. перекись водорода токсична). В пероксисомах цыплят и лягушек кроме уратоксидазы содержатся фермента катаболизма пуринов. У животных и нек. растений пероксисомы участвуют в превращении жиров в углеводы.

СФЕРОСОМЫ

Сферосомы - мембранные пузырьки (d 100-150 нм) в клетках растений, окрашивающиеся липофильными красителями и имеющие высокий коэффициент преломления (поэтому хорошо видны в световой микроскоп). Сферосомы образуются в рез-те накопления на конце цистерны ЭПР осмиофильного материала и отшнуровывания этого участка.

ВАКУОЛИ РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК

У молодых клеток может быть несколько маленьких вакуолей, которые с возрастом сливаются, образуя одну или несколько крупных вакуолей, занимающих до 80% объёма всей клетки. Тонопласт - мембрана, отграничивающая центральную вакуоль от цитоплазмы. Центральная вакуоль образуется из отщепившихся от ЭПР мелких пузырьков, которые увеличиваются в объёме и сливаются друг с другом. Полость вакуоли заполнена клеточным соком - водным раствором с растворёнными молекулами.

Функции центральной вакуоли:

1. Поддержание тургорного давления. Тургорное давление - внутреннее давление, которое развивается в растительной клетки в рез-те поступления воды при осмосе. Цитоплазма прижимается к клеточной стенке, что мешает проникновению в клетку воды.  Растворённые в клеточном соке молекулы определяют осмотическую концентрацию. Вакуоль функционирует в качестве осмометра клетки и определяет необходимую прочность и тургисцентность (напряжённость).

2. Накопление запасных веществ (гликозидов - нерастворимых в воде орг. компонентов, соединённых с молекулами сахаров - к примеру, антоцианы).

3. Выброс метаболитов - экскреция: алкалоиды (никотин, кофеин), полифенолы.

______

Вакуолярные структуры способны переходить друг в друга при перестройке мембран.

Обратного генезиса мембран ЭПР из мембран АГ нет, т.к. первичная сборка мембранных элементов идёт в грЭПР, а их доп. специализация связана с мембранами АГ.

 

 

По оценкам учёных, сегодня на Земле существует более 10 млн., а возможно, даже 100 млн. видов организмов.

Наследственность отличает жизнь от других процессов типа роста кристалла, или горения свечи, или формирования волн на воде, в ходе которых производятся упорядоченные структуры, но единообразного типа связи между особенностями родителей и потомка нет.

Двухцепочные (двунитевые) молекулы ДНК - длинные неразветвлённые спаренные полимерные цепи, всегда образованные из одних и тех же мономеров: A (аденин), T (тимин), C (цитозин), G (гуанин). Мы можем взять часть ДНК из клетки человека и вставить её в бактерию или наоборот - в обоих случаях информация будет успешно читаться, интерпретироваться и копироваться. С помощью химических методов учёные могут прочитать полную последовательность мономеров в любой молекуле ДНК и таким образом расшифровать наследственную информацию, которую содержит любой организм.