Wat zijn lysosomen en hoe worden ze gevormd?

Er zijn twee primaire typen cellen: prokaryote en eukaryote cellen. Lysosomen zijn organellen die in de meeste dierlijke cellen worden aangetroffen en fungeren als de verterers van een eukaryote cel.

Lysosomen zijn sferische membranen van enzymen. Deze enzymen zijn zure hydrolase-enzymen die cellulaire macromoleculen kunnen verteren. Het lysosoommembraan helpt het interne compartiment zuur te houden en scheidt de spijsverteringsenzymen van de rest cel. Lysosome-enzymen worden gemaakt door eiwitten uit de endoplasmatisch reticulum en ingesloten in blaasjes door de Golgi-apparaat. Lysosomen worden gevormd door te ontluiken uit het Golgi-complex.

Lysosomen bevatten verschillende hydrolytische enzymen (ongeveer 50 verschillende enzymen) die nucleïnezuren, polysacchariden, lipiden en eiwitten kunnen verteren. De binnenkant van een lysosoom wordt zuur gehouden omdat de enzymen erin het beste werken in een zure omgeving. Als de integriteit van een lysosoom wordt aangetast, zouden de enzymen niet erg schadelijk zijn in het neutrale cytosol van de cel.

Lysosomen worden gevormd door de fusie van blaasjes uit het Golgi-complex met endosomen. Endosomen zijn blaasjes die worden gevormd door endocytose als een deel van het plasmamembraan afknijpt en door de cel wordt geïnternaliseerd. Hierbij wordt extracellulair materiaal door de cel opgenomen. Naarmate endosomen volwassen worden, worden ze bekend als late endosomen. Late endosomen smelten samen met transportblaasjes van de Golgi die zure hydrolasen bevatten. Eenmaal gefuseerd, ontwikkelen deze endosomen zich uiteindelijk tot lysosomen.

Lysosomen fungeren als de "vuilophaal" van een cel. Ze zijn actief in het recyclen van het organische materiaal van de cel en bij de intracellulaire vertering van macromoleculen. Sommige cellen, zoals witte bloedcellen, hebben veel meer lysosomen dan andere. Deze cellen vernietigen bacteriën, dode cellen, kankercellen en vreemde stoffen door celvertering. Macrofagen verzwelg materie door fagocytose en sluit het in een blaasje in dat een fagosoom wordt genoemd. Lysosomen in de macrofaag smelten samen met het fagosoom dat hun enzymen vrijgeeft en een zogenaamd fagolysosoom vormt. Het geïnternaliseerde materiaal wordt verteerd in het fagolysosoom. Lysosomen zijn ook nodig voor de afbraak van interne celcomponenten zoals organellen. In veel organismen zijn lysosomen ook betrokken bij geprogrammeerde celdood.

Bij mensen kunnen verschillende erfelijke aandoeningen lysosomen aantasten. Deze genmutatie defecten worden opslagziekten genoemd en omvatten de ziekte van Pompe, het Hurler-syndroom en de ziekte van Tay-Sachs. Mensen met deze aandoeningen missen een of meer van de lysosomale hydrolytische enzymen. Dit heeft tot gevolg dat macromoleculen niet goed in het lichaam kunnen worden gemetaboliseerd.

Zoals lysosomen, peroxisomen zijn membraangebonden organellen die enzymen bevatten. Peroxisoom-enzymen produceren waterstofperoxide als bijproduct. Peroxisomen zijn betrokken bij minstens 50 verschillende biochemische reacties in het lichaam. Ze helpen bij het ontgiften van alcohol in de lever, galzuur vormen en vetten afbreken.

Naast lysosomen zijn de volgende organellen en celstructuren ook te vinden in eukaryote cellen:

• Celmembraan: Beschermt de integriteit van het interieur van de cel.
• Centrioles: Hulp bij het organiseren van de assemblage van microtubuli.
• Cilia en Flagella: Hulp bij cellulaire voortbeweging.
• Chromosomen: Draag erfelijkheidsinformatie in de vorm van DNA.
• Cytoskelet: Een netwerk van vezels die de cel ondersteunen.
• Endoplasmatisch reticulum: Synthetiseert koolhydraten en lipiden.
• Kern: Regelt de celgroei en -reproductie.
• Ribosomen: Betrokken bij eiwitsynthese.
• Mitochondria: Voorzie de cel van energie.