Lisosom: apa itu, struktur dan fungsinya dalam sel
Kita semua yang telah mempelajari biologi di sekolah menengah 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 luput dari perhatian.
Entah karena ukurannya atau karena penampilannya yang sangat sederhana, lisosom tidak terlalu menonjol di kelas biologi, meskipun faktanya, jika mereka tidak menjalankan fungsinya dengan benar, masalah medis yang terkait bisa berakibat fatal.
Kita akan memberi mereka sedikit keunggulan dan melihat apa itu, fungsi apa yang mereka penuhi dan penyakit apa yang dapat mereka sebabkan jika mereka tidak bekerja dengan benar.
- Artikel terkait: ” Bagian terpenting dari sel dan organel: ringkasan “
Apa itu lisosom?
Lisosom adalah struktur membran yang ditemukan di dalam sel . Di dalamnya terdapat enzim, yang digunakan untuk melakukan berbagai proses metabolisme dalam sitoplasma sel dan di beberapa organel, zat pengurai. Jadi bisa dikatakan, gelembung-gelembung dengan enzim di dalamnya ini seperti perut sel.
Dalam keadaan tidak aktif, penampilannya berbintik-bintik, sedangkan ketika diaktifkan, mereka memiliki bentuk vesikular, ukurannya bervariasi. Ukuran ini bisa antara 0,1 dan 1,2 m dan berbentuk bola. Struktur ini dapat ditemukan di semua sel hewan, menjadi bagian khas dari jenis sel ini dan dibentuk oleh aparatus Golgi, yang memiliki fungsi utamanya sebagai transportasi dan penggunaan enzim. Meskipun aparatus Golgi juga ditemukan di sel tumbuhan, tidak ada lisosom di dalamnya.
Zat apa saja yang terdapat pada lisosom?
Di dalam lisosom kita dapat menemukan berbagai jenis enzim, yang akan mengkhususkan diri dalam mencerna berbagai jenis zat . Agar enzim dapat diaktifkan, lisosom perlu memiliki media dengan pH asam antara 4,6 dan 5,0 di dalamnya. Di antara yang utama, kita memiliki tiga:
- Lipase: mencerna lipid atau lemak.
- Glukosidase: memecah dan mencerna karbohidrat.
- Protease: mencerna protein.
- Nuklease: bertanggung jawab atas asam nukleat.
Setiap lisosom dapat mengandung sekitar 40 enzim hidrolitik , yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi kimia antara molekul air (H2O) dan molekul lain atau beberapa zat lain.
Klasifikasi zat menurut perannya dalam pencernaan
Demikian juga, enzim-enzim yang disebutkan di atas dapat diklasifikasikan menurut perannya 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 lain . Mereka adalah enzim yang belum berpartisipasi dalam pencernaan zat.
2. Enzim sekunder
Mereka adalah kombinasi enzim primer dengan vesikel lainnya . Enzim-enzim inilah yang bertugas mencerna sel, membersihkan struktur yang rusak, proses ini dikenal sebagai pencernaan internal sel.
Klasifikasi zat menurut bahan yang mereka cerna
Selain klasifikasi ini, kita memiliki klasifikasi yang mengacu pada jenis bahan apa yang bertanggung jawab untuk mencerna, memiliki vakuola heterofagik dan autofagik:
1. Vakuola heterophagic
Mereka adalah enzim yang bertanggung jawab untuk menyerang dan mencerna materi di luar sel . Di antara partikel di luar sel kita memiliki bakteri dan puing-puing sel tetangga.
2. Vakuola autofagik
Zat yang akan dicerna dengan lisosom ini berasal dari lingkungan internal sel.
- Anda mungkin tertarik: ” Jenis sel utama tubuh manusia “
Struktur bagian sel ini
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 untuk mencegah enzim yang ditemukan di dalam lisosom menyebar melalui sitoplasma. Karena enzim adalah zat yang menginduksi proses di mana molekul “dihancurkan”, mereka harus disimpan di tempat yang aman, karena, jika tidak, sel dihancurkan, menyebabkan autolisisnya.
Jika enzim telah disintesis secara tidak benar, itu dapat memiliki konsekuensi serius bagi sel dan, akibatnya, untuk seluruh organisme. Hal ini disebabkan fakta bahwa, dalam hal ini, produk residu yang muncul dari reaksi metabolisme yang terjadi di dalam lisosom akan tetap tersimpan di dalam sel, yang berpotensi merusaknya.
Contoh penyakit akibat gangguan lisosom adalah glikogenosis tipe II, di mana tidak ada enzim -glukosidase, yang menyebabkan glikogen dalam jumlah besar menumpuk di organ-organ sehingga berakibat fatal bagi tubuh.
Fitur
Meskipun kecil, lisosom melakukan fungsi yang sangat penting bagi tubuh .
1. Degradasi zat
Fungsi utama lisosom adalah untuk mencerna zat-zat, baik eksternal maupun internal sel. Zat internal dapat menjadi komponen yang tidak lagi dibutuhkan sel , tetapi dapat didegradasi lebih lanjut. Lisosom bertanggung jawab untuk mengurangi kompleksitas zat-zat ini sehingga eliminasinya lebih mudah.
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 mencerna zat, merupakan mekanisme pertahanan yang sangat penting bagi sel, karena mereka mampu mempertahankannya dari serangan bakteri yang menyerang .
Mereka bertanggung jawab untuk mempertahankan tubuh dari serangan bakteri, menjebak mereka dalam vesikel dan mencernanya, sehingga mengaktifkan respon imun.
3. Sensor metabolisme
Lisosom, selain mendegradasi zat, berpartisipasi dalam persepsi keadaan metabolisme sel. Faktanya, tergantung pada lokasi populasi lisosom, mereka memiliki fungsi yang lebih merendahkan atau lebih sensorik .
Telah terlihat bahwa populasi lisosom perinuklear, yaitu, dekat dengan inti sel, lebih terlibat dalam degradasi, sementara yang lain, lebih perifer, akan bertanggung jawab untuk mengetahui keadaan ketersediaan sumber daya.
4. Eksositosis
Dalam beberapa tahun terakhir telah terlihat bahwa lisosom memiliki kemampuan untuk berpartisipasi dalam eksositosis, yaitu penghapusan zat dari lingkungan internal sel.
Kita memiliki kasus khusus dalam sel hati. Lisosom sel hati bertanggung jawab untuk mensekresikan enzim lisosom ke dalam empedu.
Jalur degradasi zat
Ada tiga cara di mana zat yang akan dicerna tiba di lisosom:
Pertama, lisosom dapat dianggap sebagai stasiun akhir dari jalur endositik , yaitu jalur di mana senyawa dari berbagai jenis dimasukkan ke dalam sel. Sebagian besar molekul yang terdegradasi dengan cara ini harus terlebih dahulu melewati vakuola autophagic.
Yang kedua mengacu pada partikel tidak menguntungkan yang telah difagositosis, seperti bakteri atau partikel sisa dari sel lain . Partikel-partikel ini harus terkandung di dalam lisosom untuk dicerna, dan dengan demikian memastikan bahwa mereka akhirnya dihilangkan tanpa merusak sel saat mereka lewat. Kompartemen di mana mereka terperangkap akan matang menjadi apa yang disebut fagosom, yang akan menyatu dengan lisosom setelah yang pertama matang.
Rute 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 yang bersangkutan dan kebutuhan sel, atau seberapa bisa diselamatkan.
Penyakit lisosom
Penyakit lisosom adalah penyakit yang disebabkan oleh pelepasan enzim yang tidak terkendali di luar sel , atau juga karena kerusakan lisosom, yang menyebabkan akumulasi zat berbahaya.
Sfingolipidosis
Ini adalah kondisi medis yang menyebabkan serangkaian penyakit. Hal ini disebabkan oleh kerusakan pada beberapa enzim yang bertanggung jawab untuk mendegradasi sphingolipids , zat yang sangat umum di otak.
Karena itu, kondisi ini menyebabkan kerusakan otak, menyebabkan cacat intelektual dan kematian dini. Di antara penyakit akibat sphingolipidosis kita dapat menemukan penyakit Krabbe, penyakit Tay-Sachs, penyakit Gaucher dan penyakit Niemann-Pick.
penyakit Wolman
Ini adalah lipidosis bawaan. Ini turun temurun, ditularkan melalui pewarisan resesif autosomal, dan disebabkan oleh defisiensi enzim lisosom, asam lipase, yang dikodekan untuk produksinya pada lengan panjang kromosom 10 .
Lipase lambung berfungsi untuk mendegradasi trigliserida rantai pendek dan panjang, serta ester kolesterol menjadi unit dasarnya. Ketika Anda tidak memiliki enzim ini, trigliserida dan ester ini terakumulasi di berbagai organ.
Gejala pertama dimanifestasikan selama minggu-minggu pertama kehidupan, muntah, diare, pembesaran hati dan limpa, distensi abdomen, malnutrisi progresif dan berhentinya kurva berat badan. 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 asam maltase, cacat yang menyebabkan glikogen muncul disimpan dalam lisosom tanpa benar terdegradasi .
Ini adalah penyakit otot yang sangat langka dan melemahkan, mempengaruhi anak-anak dan orang dewasa. Di masa kanak-kanak itu memanifestasikan dirinya selama bulan-bulan pertama, tetapi pada tahap yang lebih dewasa dapat muncul tiba-tiba, memiliki perkembangan yang lebih lambat.
Pada kedua kelompok umur terdapat kelemahan otot dan munculnya masalah pernafasan . Pada anak-anak, jantung tampak membesar, selain tidak mampu menopang kepala.
Penyakit ini dianggap pan-etnis, yaitu muncul di semua ras, tetapi persentasenya bervariasi dari satu ras ke ras lainnya. Insiden pada anak-anak Afrika-Amerika sangat tinggi, 1 dalam 14.000, sedangkan pada orang dewasa Kaukasia 1 hingga 60.000 dan pada anak-anak adalah 1 hingga 100.000.
Referensi bibliografi:
- Cooper, GM, Hausman, R. E (2011). Sel. Madrid: Marban.
- Kuehnel, W. (2003). Atlas Warna Sitologi, Histologi, & Anatomi Mikroskopik (Edisi ke-4). Thiem. P. 34. ISBN 1-58890-175-0.