Características, estrutura, funções e tipos de lisossomas

O Lisossomas São organelas celulares cercadas por membranas que estão localizadas dentro de células animais. São compartimentos que têm um pH ácido e são ricos em enzimas digestivas, capazes de degradar qualquer tipo de molécula biológica: proteínas, carboidratos e ácidos nucleicos.

Além disso, eles podem degradar material da célula fora. Portanto, os lisossomos têm múltiplas funções no metabolismo celular e, graças à sua composição rica em enzimas hidrolíticas, elas geralmente são chamadas de "estômago" da célula.

Os lisossomos são formados pela fusão de vesículas que emergem do aparelho de Golgi. A célula reconhece certas seqüências que funcionam como "rótulos" em enzimas hidrolíticas e as envia para lisossomos na formação.

Esses vacúolos são esféricos e seu tamanho varia consideravelmente, sendo uma estrutura celular bastante dinâmica.

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Descoberta e perspectiva histórica

Os lisossomos foram descobertos há mais de 50 anos pelo pesquisador Christian de Duve. A equipe de Duve estava realizando experimentos envolvendo a técnica de fracionamento subcelular, a fim de investigar a localização de certas enzimas.

Esse protocolo experimental permitiu a descoberta das organelas, uma vez que os pesquisadores perceberam que a liberação de enzimas hidrolíticas aumentou à medida que adicionavam compostos que deterioravam as membranas.

Posteriormente, a melhoria das técnicas na biologia molecular e a existência de melhores equipamentos - como microscópios eletrônicos, conseguiram corroborar sua presença. De fato, pode -se concluir que os lisossomos ocupam 5% do volume intracelular.

Tempo após sua descoberta, a presença de enzimas hidrolíticas no interior pode ser evidenciada por dentro, tornando o lisossomo uma espécie de centro de degradação. Além disso, está relacionado aos lisossomos à vida endocítica.

Historicamente, os lisossomos foram considerados o ponto final da endocitose, usado apenas para degradação de moléculas. Hoje, sabe -se que os liossomas são compartimentos celulares dinâmicos, capazes de se fundir com uma variedade adicional de organelas.

Características dos lisossomos

Prótons bombeando através da membrana do lisossomo. Fonte: Alejandro Porto [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

Morfologia dos lisossomos

Os lisossomos são compartimentos únicos de células animais que abrigam uma variedade de enzimas capazes de hidrolisando proteínas e digerindo certas moléculas.

São vacuolas de formas esféricas e densas. O tamanho da estrutura é amplamente variado e depende do material que foi capturado anteriormente.

Los Lysossomas, juntamente com o retículo endoplasmático e o aparelho de Golgi, fazem parte da célula endomembranosa da célula. Embora essas três estruturas sejam redes de membranas, elas não são contínuas entre si.

Os lisossomos contêm várias enzimas

A principal característica dos lisossomos é a bateria de enzimas hidrolíticas dentro. Existem cerca de 50 enzimas capazes de degradar uma ampla gama de biomoléculas.

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Entre eles estão as nucleas, proteases e fosfatases (que removem grupos de fosfolipídios e outros compostos). Além disso, eles contêm outras enzimas encarregadas da degradação de polissacarídeos e lipídios.

Logicamente, essas enzimas digestivas devem ser espacialmente separadas do restante dos componentes celulares para evitar a degradação descontrolada deles. Assim, a célula pode "escolher" os compostos que devem ser eliminados, pois podem regular os elementos que entram no lisossomo.

A atmosfera de lisossomos é ácida

O interior dos lisossomos é ácido (perto de 4.8) e as enzimas que contêm funcionam bem para esta condição de pH. Portanto, eles são conhecidos como hidrolases ácidas.

O pH ácido característico deste compartimento celular é mantido graças à presença de uma bomba de prótons e um canal de cloreto na membrana. Juntos, eles transportam ácido clorídrico (HCl) para o lisossomo. A bomba está localizada ancorada na membrana da organela.

A função desse pH ácido é a ativação das várias enzimas hidrolíticas presentes no lisossomo e evita - tanto quanto possível - sua atividade enzimática ao pH neutro do citosol.

Dessa maneira, já temos duas barreiras que funcionam como proteção da hidrólise não controlada: mantenha as enzimas em um compartimento isolado e que essas enzimas funcionam bem com o pH ácido deste compartimento.

Embora a membrana do lisossomo tenha sido quebrada, as enzimas de libertação não teriam grande efeito - devido ao pH neutro do citosol.

Funções

Lisossomos em uma célula humana

A composição interna de um lisossomo é dominada por enzimas hidrolíticas, portanto, elas são uma região importante do metabolismo celular, onde a digestão de proteínas extracelulares que entram na célula por endocitose, reciclagem de organelas e proteínas citosólicas são realizadas.

Em seguida, vamos explorar completamente.

Autofagia

O que é autofagia?

Um mecanismo que consegue capturar proteínas celulares é chamado de autofagia "coma -se". Este evento ajuda a manter a homeostase celular, degradando estruturas celulares que não são mais necessárias e contribuem para a reciclagem de organelas.

Através deste fenômeno, a formação de vesículas chamadas autofagossomos ocorre. Essas são pequenas regiões do citoplasma ou outros compartimentos celulares, do retículo endoplasmático que a fusão com os lisossomos.

Ambas as organelas têm a capacidade de se fundir, pois são delimitadas por uma membrana plasmática de natureza lipídica. É análogo tentar se juntar a duas bolhas de sabão - você formará um maior.

Após a fusão, o conteúdo enzimático do lisossomo é responsável por degradar os componentes que estavam dentro da outra vesícula formada. A captura dessas moléculas parece ser um processo que não possui seletividade, causando a degradação de proteínas localizadas no citosol de longo prazo.

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Autofagia e períodos de jejum

Na célula, o evento de autofagia parece ser regulamentado pela quantidade de nutrientes disponíveis.

Quando o corpo experimenta alguma deficiência de nutrientes ou experimentos prolongaram os períodos de jejum, as vias de degradação são ativadas. Dessa forma, a célula consegue degradar proteínas que não são essenciais e alcançam a reutilização de certas organelas.

Saiba que os lisossomos desempenham um papel importante durante os períodos de jejum, aumentou o interesse dos pesquisadores na referida organela.

Autofagia e desenvolvimento de organismos

Além de sua participação ativa em períodos de baixo conteúdo nutricional, os lisossomos têm um papel importante durante o desenvolvimento de certas linhagens de seres orgânicos.

Em alguns casos, o desenvolvimento implica a remodelação total do organismo, o que implica que certos órgãos ou estruturas devem ser eliminados durante o processo. Na metamorfose de insetos, por exemplo, o conteúdo hidrolítico dos lisossomos contribui para a remodelação do tecido.

Endocitose e fagocitose

Endocitose e fagocitose têm um papel em levar elementos externos às células e sua degradação subsequente.

Durante a fagocitose, certas células - como macrófagos - são responsáveis ​​por ingerir ou degradar partículas de tamanho considerável, como bactérias ou células de células.

Essas moléculas são ingeridas por uma vácola fagocítica, chamada fagossoma, que, como no caso anterior, se fundirá com os liossomas. A fusão resulta na liberação de enzimas digestivas dentro do fago.

Tipos de lisossomos

Alguns autores fazem a distinção deste compartimento em dois tipos principais: Tipo I e Tipo II. Os do tipo I ou lisossomos primários estão envolvidos no armazenamento de enzimas hidrolíticas, enquanto os lisossomos secundários estão relacionados a processos de catálise.

Formação de lisossomos

A formação de lisossomos começa com a captura de moléculas do final da vesícula endocítica. O último se fundirá com outras estruturas chamadas endossomos iniciais.

Posteriormente, os endossomas iniciais sofrem um processo de maturação e dão origem a endossomos tardios.

Um terceiro componente aparece no processo de treinamento: vesículas de transporte. Estes contêm hidrolases ácidas da rede trans do aparelho de Golgi. Ambas as estruturas - vesículas de transporte e endossomos tardios - são mesclados e transformados em um lisossomo, depois de adquirir o conjunto de enzimas lisossômicas.

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Durante o processo, a reciclagem de receptores de membrana através de endossomos de reciclagem ocorre.

As hidrolases ácidas são separadas do receptor de fosfato Hand-6 durante o processo de fusão de organelas que dão origem a lisossomos. Esses receptores entram na rede trans do Golgi novamente.

Diferenças entre endossomos e lisossomas

A confusão entre endossomos e termos de lisossomo é comum. Os primeiros são compartimentos celulares cercados por membranas - como lisossomos. No entanto, a distinção crucial entre as duas organelas é que os lisossomos não têm receptores manuais de 6-fosfato.

Além dessas duas entidades biológicas, existem outros tipos de vesículas. Um deles é vacuolas, cujo conteúdo é principalmente água.

As vesículas de transporte, como o nome indica, participam do deslocamento de substâncias para outros locais celulares. Secretário vesículas, enquanto isso, eliminam resíduos ou material químico (como os participantes da sinapse dos neurônios.)

Doenças associadas

Nos seres humanos, mutações nos genes que codificam para as enzimas do lisossomo estão associados a mais de 30 doenças congênitas. Essas patologias são abrangidas no termo “doenças de depósito litossômico."

Surpreendentemente, muitas dessas condições surgem de danos a uma única enzima lisossômica.

Nos indivíduos afetados, a conseqüência de ter uma enzima não funcional dentro dos lisossomos é o acúmulo de resíduos de resíduos.

A alteração de depósito lisossômica mais comum é conhecida como doença de Gaucher e está associada a uma mutação no gene que codifica a enzima encarregada dos glicolipídios. Como um fato curioso, a doença mostra uma frequência bastante alta entre a população de judeus, afetada a 1 por 2500 indivíduos.

Referências

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