Setiap sel hidup memiliki seperangkat struktur yang memungkinkannya menunjukkan semua sifat organisme hidup. Agar berfungsi dengan baik, sel harus menerima nutrisi yang cukup, memecahnya dan melepaskan energi, yang kemudian digunakan untuk mendukung proses kehidupan.
Pada tahap pertama dari proses kompleks manajemen energi adalah lisosom sel, yang diikat di sepanjang tepi wadah pipih dictyosome (kompleks Golgi).
Cara kerja lisosom
Lisosom adalah badan membran tunggal berbentuk bola dengan diameter 0,2 hingga 2 mikron, yang mengandung kompleks enzim hidrolitik. Mereka mampu memecah polimer alami atau zat struktur kompleks yang memasuki sel sebagai substrat nutrisi atau zat asing:
- protein dan polipeptida;
- polisakarida (pati, dekstrin, glikogen);
- asam nukleat;
- lipid.
Efisiensi ini disediakan oleh sekitar 40 jenis enzim berbeda yang terkandung dalambaik di matriks lisosom maupun di sisi dalam membran dalam keadaan melekat.
Kimia Lisosom
Membran yang mengelilingi lisosom melindungi organel dan komponen sel lainnya agar tidak dicerna oleh kompleks enzim. Tapi bagaimanapun juga, di dalam vesikel itu sendiri, semua enzim berasal dari protein, mengapa tidak dipecah oleh protease?
Faktanya adalah bahwa di dalam lisosom, enzim berada dalam keadaan glikosilasi. "Cangkang" karbohidrat ini membuatnya kurang dikenali oleh enzim proteolitik.
Reaksi lingkungan di dalam lisosom sedikit asam (pH 4,5–5), berbeda dengan reaksi hialoplasma yang hampir netral. Ini menciptakan kondisi yang menguntungkan untuk aksi enzim dan disediakan oleh kerja H+-ATPase, yang memompa proton ke dalam organel.
Proses transformasi lisosom
Secara morfologis, dua jenis utama lisosom dibedakan dalam sel - primer dan sekunder.
Lisosom primer adalah vesikel kecil, berdinding halus atau berbatasan, terpisah dari sisterna kompleks Golgi. Mereka mengandung satu set enzim hidrolitik yang sebelumnya dibentuk pada membran EPR granular (kasar). Sampai penyerapan substrat nutrisi, lisosom berada dalam bentuk tidak aktif.
Agar enzim bekerja, partikel makanan atau cairan harus masuk ke lisosom. Ini terjadi dalam dua cara:
- Dengan autophagy, ketika partikel makanan diambil oleh lisosom dari sitoplasma sekitarnya. Dalam hal ini, membran organel berinvaginasi pada titik kontak dengan partikeldan membentuk vesikel endositik, dan kemudian mengikat ke dalam lisosom.
- Dengan heterophagy, ketika lisosom menyatu dengan vesikel endositik yang terperangkap dalam sitoplasma sel sebagai akibat penyerapan partikel padat atau cairan dari luar.
Lisosom sekunder adalah vesikel yang mengandung enzim dan substrat untuk pencernaan. Mereka dicirikan oleh aktivitas hidrolitik yang nyata dan terbentuk sebagai hasil penyerapan substrat oleh lisosom primer.
Meskipun fungsi lisosom direduksi menjadi pencernaan (penguraian) partikel organik padat dan zat terlarut, keserbagunaan proses dipastikan oleh kemampuan lisosom sekunder:
- bergabung dengan lisosom primer yang membawa bagian enzim baru;
- menyatu dengan partikel makanan baru atau vesikel endositik, mempertahankan proses penguraian yang berkelanjutan;
- menyatu dengan lisosom sekunder lainnya untuk membentuk struktur besar yang mampu menyerap organel sel lain;
- menyerap vesikel pinositik, berubah menjadi badan multivesikular.
Struktur lisosom tidak berubah secara dramatis. Biasanya hanya bertambah besar.
Jenis lisosom lainnya
Kadang penguraian zat yang sudah masuk ke lisosom tidak sampai habis. Partikel yang tidak tercerna tidak dikeluarkan dari organel, tetapi menumpuk di dalamnya. Setelah persediaan enzim hidrolitik habis, isinya dipadatkan dan diproses, struktur lisosom menjadi lebih kompleks, berlapis. Pigmen juga dapat disimpan. Lisosom berubah menjadi tubuh residu.
Selanjutnya, sisa tubuh tetap berada di dalam sel atau dikeluarkan darinya melalui eksositosis.
Autophagosomes dapat ditemukan di sel protista. Secara alami, mereka termasuk dalam lisosom sekunder. Di dalam organel ini, sisa-sisa komponen sel besar dan struktur sitoplasma ditemukan. Mereka terbentuk selama kerusakan sel, penuaan organel sel dan berfungsi untuk memanfaatkan komponen sel, melepaskan monomer.
Fungsi lisosom dalam sel
Lisosom, pertama-tama, menyediakan sel dengan bahan bangunan yang diperlukan, mendepolimerisasi zat yang telah memasukinya.
Pemecahan karbohidrat merupakan mata rantai penting dalam metabolisme energi sel, menyediakan substrat untuk konversi di mitokondria.
Lisosom juga merupakan mata rantai pertahanan dalam sistem kekebalan tubuh:
- Setelah fagositosis bakteri oleh leukosit, lisosom menuangkan isinya ke dalam rongga vesikel fagosit dan menghancurkan mikroorganisme berbahaya.
- Melepaskan enzim proteolitik selama apoptosis - kematian sel terprogram.
- Memanfaatkan organel sel yang rusak dan "menua".
Dalam kombinasi dengan proliferasi sel, partisipasi lisosom dalam proses pemanfaatan berbagai struktur memastikan pembaruan tubuh.
