Lysosomen
Lysosomen sind Organellen, die in nahezu allen eukaryotischen Zellen vorkommen. Sie fungieren als das Verdauungssystem der Zelle, indem sie große Moleküle, alte Zellbestandteile und Mikroben abbauen. Diese Organellen werden durch Abschnürung vom Golgi-Apparat gebildet und sind von einer einzelnen Membran umgeben. Ihre Formen und Größen variieren erheblich.
Lysosomen sind in allen tierischen Zellen vorhanden und finden sich besonders in Zellen, die phagozytische Aktivitäten ausüben, wie zum Beispiel bei weißen Blutkörperchen und Makrophagen.
Funktionen der Lysosomen
In Lysosomen befinden sich etwa 50 Enzyme, die als hydrolytische Enzyme bekannt sind. Im Folgenden sind einige der Hauptfunktionen aufgeführt:
- Verdauung von Nährstoffen innerhalb der Zelle.
- Entfernung von alten Organellen und defekten Zellbestandteilen.
- Abwehr von Fremdkörpern durch deren Zersetzung und Verdauung.
- Abbau von nicht mehr benötigtem Gewebe, wie beispielsweise dem Schwanz einer Froschlarve nach dem Wachstum zu einem Erwachsenen oder der Gebärmutterschleimhaut während der Menstruation und nach der Geburt.
- Abbau und Analyse aller Arten von biologischen Polymeren, z. B. Kohlenhydraten, Proteinen, Fetten und Nukleinsäuren.
- Abbau von Materialien, die von außerhalb der Zelle aufgenommen wurden.
Arten von Lysosomen
Forschungen haben verschiedene Arten von Lysosomen identifiziert. Nachfolgend sind die wichtigsten aufgeführt:
Primäre Lysosomen
Primäre Lysosomen entstehen aus dem Golgi-Apparat und dem rauen endoplasmatischen Retikulum und erscheinen als kleine Vesikel, die von einer phospholipidartigen Membran umgeben sind und saure Hydrolasen enthalten. Ein saurer pH-Wert (pH = 5) ist entscheidend für die Aktivität der Lysosomenenzyme, da die Umgebung einen großen Einfluss auf deren Aktivierung oder Inaktivierung hat.
Wenn primäre Lysosomen mit Phagozytose-Vesikeln fusionieren, werden Materialen von außerhalb der Zelle in die Zelle aufgenommen, was zu einem Verdauungsprozess innerhalb der resultierenden Vesikel führt und zur Bildung sekundärer Lysosomen führt.
Sekundäre lysosomale Vesikel
Sekundäre Lysosomen entstehen durch die Fusion primärer Lysosomen mit Phagozyten, wodurch zuvor inaktive Enzyme aktiviert werden, die in der Lage sind, biologische Moleküle wie Nukleinsäuren und Fette abzubauen. Diese Lysosomen finden sich in verschiedenen Zelltypen, wie zum Beispiel in Blutzellen und Pigmentzellen.
Restkörper
Dieser Typ entsteht aus dem verbleibenden Material, das sich aus unverdauten Substanzen innerhalb der lysosomalen Membran zusammensetzt. Diese Materialien gelangen in die Zellmembran und werden durch Exozytose aus der Zelle ausgeschieden.
Autophagische Körper
Autophagische Körper entstehen durch die Fusion eines primären Lysosoms mit Teilen von Zellkomponenten, wie alten Organellen, die nicht mehr funktionsfähig sind.