Bunku možno považovať za ultramikroskopickú živú štruktúru, ktorá je vybavená všetkými funkciami, ktoré sú telu vlastné. Bunkové prvky nazývané organely plnia funkciu dýchania, rozmnožovania, vylučovania, trávenia. Jedným z typov takýchto organel sú lyzozómy. Patria k jednomembránovým štruktúram a vykonávajú špecifické funkcie spojené s trávením látok a celých bunkových prvkov nachádzajúcich sa v cytoplazme. V tejto práci budeme študovať štruktúru lyzozómov a zistíme ich úlohu pri podpore života bunky.
Ako vznikajú organely
Lyzozómy, ktoré predstavujú jednomembránové vakuoly naplnené tráviacimi enzýmami, sa tvoria v cisternách Golgiho komplexu a nazývajú sa primárne. Prostredníctvom kanálov prístroja vstupujú do cytoplazmy bunky. Len čo lyzozómy začnú absorbovať poškodené cytoštruktúry alebo rozkladať organické látky, nazývajú sa sekundárne.
Tieto organely sú naplnené roztokmi enzýmov schopných štiepiť molekuly sacharidov, glykolipidov a bielkovín. Práve v sekundárnych lyzozómoch sú obsiahnuté biologicky aktívne látky, ako sú proteázy, sulfurylázy a lipázy. Vnútorný obsah organoidu má pH nižšie ako 7, pretože vyššie uvedené enzýmy sú aktívne v kyslom prostredí. Organely sú schopné endocytózy alebo pinocytózy. Tvorba lyzozómov závisí vo veľkej miere od špeciálnych proteínov v bunke, ktoré sa tvoria na kanáloch granulárneho endoplazmatického retikula.
Chemické zloženie matrice a štruktúra lyzozómu
Pokračovaním v štúdiu vlastností lyzozómov sa zamyslime nad tým, aké látky tvoria ich vnútorné prostredie. Komplex enzýmov obsahuje najdôležitejšie z nich: fosforylázu (štiepi aminokyseliny), glukozidázu (pôsobí na glukózu, celulózu, škrob) a lipázu (zabezpečuje deštrukciu molekúl tuku, steroidov).
Vlastná membrána organely je odolná voči vyššie uvedeným enzýmom. V niektorých prípadoch sa stáva zraniteľným voči ich pôsobeniu, čo vedie k autolýze - samovoľnému rozpusteniu membrány, v dôsledku čoho sa agresívne látky matrice nalejú do cytoplazmy bunky. To spôsobuje jeho samočinné trávenie.
Organoidné funkcie
Je dobre známe, aké dôležité sú reakcie v metabolických procesoch, ktoré podporujú využitie odpadových látok alebo častí bunkových štruktúr, ako sú staré mitochondrie, ribozómy. Vysoká enzymatická aktivita organel sa prejavuje v tých bunkách, ktoré sa nazývajú fagocytárne. Toto jev prvom rade štruktúry imunitného systému: bazofily, makrofágy, neutrofily, B-lymfocyty. Primárne lyzozómy v týchto bunkách sú pomerne veľké (až 0,5 mikrónu). Obsahujú enzýmy ako ribonukleáza, proteáza, deoxyribonukleáza. Toto zloženie sa vysvetľuje takto: bunky schopné fagocytózy primárne rozkladajú častice vírusov a baktérií obsahujúce proteíny a ribonukleové kyseliny.
Zaujímavý mechanizmus, ktorý zabezpečuje proteolytickú aktivitu organely. Cudzie častice alebo molekuly sú najskôr zachytené vakuolou. Spája sa s ním primárny lyzozóm, ktorý vylučuje hydrolytické enzýmy. Teraz takáto organela, nazývaná sekundárny lyzozóm, začína aktívne tráviť látky, ktoré vstúpili do matrice. Produkty štiepenia ďalej difundujú do hyaloplazmy bunky a nestrávené zvyšky sa ukladajú vo vnútri organely, ktorá sa teraz nazýva zvyškové telo. Vyššie uvedená štruktúra lyzozómov rôznych typov vysvetľuje hlavné funkcie týchto bunkových štruktúr.
Úloha organel v metabolických reakciách ľudského tela
Ak sa v lyzozómoch neprodukuje dostatok enzýmov, dochádza k ich nedostatku, čo vedie k závažným dedičným ochoreniam, ako je metachromatická leukodystrofia. Štruktúra lyzozómov v tejto patológii je abnormálna. V ich matrici sulfatázy, enzýmy, ktoré štiepia cerebrozidy, chýbajú alebo sú v neaktívnom stave. Keďže ide o metabolické produkty v bunkách nervového tkaniva, podliehajú zužitkovaniu, ale chýba im zodpovedajúce enzýmyvedie k akumulácii týchto zlúčenín v neurogliách a hyaloplazme neurocytov. To spôsobuje intoxikáciu v nervovom tkanive, ktoré tvorí mozog a miechu. Výsledkom je rozvoj fyzických patológií a mentálnej retardácie.
Jednomembránové organely zodpovedné za rozklad látok teda hrajú veľmi dôležitú úlohu v bunkovom metabolizme. V tejto práci sme študovali štruktúru lyzozómov, zisťovali ich funkcie a význam v živote bunky a celého ľudského tela ako celku.
