I lisosomi sono organelli o enzimi? 9 fatti che dovresti sapere

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In questo articolo, esamineremo: I lisosomi sono organelli o enzimi e i fatti che li circondano.

Principalmente organelli legati alla membrana noti come lisosomi sono presenti in molte cellule animali. La raccolta di oltre 60 diversi enzimi che possiede, tuttavia, può degradare ogni tipo di polimero biologico, comprese proteine, acidi nucleici, lipidi, carboidrati e altri. Inoltre, ha più di 50 proteine ​​​​solubilizzate e transmembrana che vengono portate preferenzialmente ai lisosomi in risposta ai segnali.

Le proteine ​​che compongono la membrana e il lume di un lisosoma hanno una composizione distinta. Insieme alla solubilizzazione del polimero, il lisosoma svolge anche un ruolo nei processi di secrezione, apoptosi, metabolismo energetico, segnalazione cellulare e rigenerazione della membrana plasmatica all'interno della cellula. Scomponendo i vecchi componenti trovati nel citoplasma dall'interno e dall'esterno della cellula, i lisosomi servono come metodo cellulare per eliminare i rifiuti.

Perché i lisosomi sono organelli?

Ogni cellula eucariotica ha organelli legati alla superficie chiamati lisosomi. Una membrana circonda ogni lisosoma per mantenere un ambiente acido all'interno della cellula. Inoltre, questi organelli sono sacche di conchiglie sferiche contenenti enzimi idrolitici che possono dissolvere molte biomolecole. 

I lisosomi spesso si sviluppano ramificandosi dalla membrana del sistema trans-Golgi, che fa parte del complesso del Golgi nella classificazione di nuovi proteine ​​sintetizzate a seconda che siano destinati all'uso nei lisosomi, nella membrana plasmatica o negli endosomi.  

Quando viene utilizzato uno dei tre meccanismi, autofagocitosi, endocitosi o fagocitosi, i lisosomi si fondono con le vescicole di membrana risultanti. Quando una cellula inizia l'endocitosi, le macromolecole extracellulari vengono elaborate da vescicole legate alla membrana chiamate endosomi, che successivamente interagiscono con i lisosomi.

Perché i lisosomi non sono enzimi?

Poiché i lisosomi sono una forma di organello cellulare che contiene più di 60 specifici enzimi e alcune proteine ​​e quindi sono circondati da una membrana ma non sono considerati enzimi, numerosi enzimi idrolitici, detti anche idrolasi acide, si trovano nei lisosomi. Questi enzimi scompongono le biomolecole come gli acidi nucleici, polisaccaridi e proteine. 

A lisosomi le proteine ​​di membrana e le proteine ​​luminali hanno ciascuna un componente insolito. A causa della neutralità del pH leggermente alcalino della cellula, questi enzimi sono funzionali solo nello spazio vitale acido del lisosoma. Di conseguenza, quando il lisosoma fuoriesce o si disintegra, la cellula è protetta dall'autodegenerazione grazie alla sua attività acido-dipendente.

Il lisosoma mostra proteine ​​ed enzimi al suo interno, così come gli organelli dei lisosomi
Lisosoma che mostra proteine ​​ed enzimi al suo interno- Wikimedia

Cosa rende gli enzimi nei lisosomi?

Lisozima o Muramidasi sono i termini degli enzimi presenti nel lisosoma. Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) produce enzimi lisosomiali, che vengono quindi attivati ​​da una combinazione di proteine ​​​​CLN6 e CLN8 e trasmessi all'apparato di Golgi. La vescicola lisosomiale piena di enzimi si è unita a un endosoma maturo, un organello con un pH di circa 5.5 che è piuttosto acido dopo aver raggiunto l'apparato di Golgi.

Il lisozima glicoside idrolasi scompone i legami 1,4-beta che collegano i residui di acido N-acetilmuramico e N-acetil-D-glucosamina nel peptidoglicano, che è solitamente l'elemento costitutivo principale dei batteri gram-positivi. Le vescicole contenenti gli enzimi vengono quindi utilizzate per trasmetterli ai lisosomi già esistenti. Il movimento dei componenti della membrana endosomiale dai lisosomi direttamente agli endosomi mostra che l'endosoma ritardato da solo può successivamente evolvere in un lisosoma maturo.

Dove si trovano gli enzimi lisosomiali?

Il reticolo endoplasmatico o ER, dove si osservano e riescono a produrre gli enzimi lisosomiali, li trasporta attraverso l'apparato di Golgi, dove subiscono trasformazioni post-traduzionali come la glicosilazione e l'incorporazione di etichette di mannosio-6-fosfato. Gli enzimi lisosomiali si trovano anche nella saliva, nel sudore, nel latte, nel muco e nelle lacrime, abbattendo le pareti cellulari di alcuni microbi.

Il corpo produce enzimi, che fungono da catalizzatori biologici nei cambiamenti chimici. Il potente lisozima enzima dissolve la membrana del peptidoglicano dell'esterno parete cellulare dei batteri dentro il corpo umano. Una catena di glicani strutturalmente solida costituita da molecole di acido N-acetilmuramico e N-acetilglucosammina sovrapposte costituisce lo strato di peptidoglicano. 

Una serie di questi composti supporta la parete cellulare microbica. Quando il lisozima viene incorporato, dissocia i legami che tengono insieme queste molecole, provocando la disintegrazione della parete cellulare e la morte cellulare che è l'apoptosi. 

Enzimi lisosomiali come gli organelli dei lisosomi
Enzimi lisosomiali – Wikimedia

Struttura degli enzimi lisosomiali

Poiché i lisosomi sono organelli legati alla membrana, nel lume, una porzione all'interno della membrana, si trovano enzimi idrolitici e alcuni altri rifiuti cellulari. I lisosomi più lunghi superano quasi 1.2 m di lunghezza. I risultati del lisosoma variano in dimensioni a seconda dell'organismo vivente. Ma spesso variano tra 0.1 e 0.6 mm. Oltre 125 aminoacidi costituiscono la piccola proteina nota come lisozima. 

Le proteine ​​sono costituite da aminoacidi che catalizzano i processi chimici. Le proteine ​​compresse sono quelle che, a seguito di interazioni proteiche, hanno una superficie inferiore. Si crea uno spazio vuoto quando gli amminoacidi si piegano in una forma piccola e sferica. La fessura pronunciata della proteina forma una struttura ergonomica che adotta per aderire o afferrare la sua fonte. 

Funzioni degli enzimi lisosomiali

L'enzima lisosomiale idrolizza, prende di mira e interrompe i legami glicosidici dei peptidoglicani. Poiché i lisosomi trasportano una serie di enzimi, in particolare la lipasi lisosomiale, la cellula può degradare le numerose biomolecole che consuma, inclusi peptidi, acidi nucleici, carboidrati e lipidi. Per un migliore funzionamento, gli enzimi che causano l'idrolisi necessitano di un ambiente acido.

Inoltre, sebbene meno efficace delle vere chitinasi, questo specifico enzima lisosomiale può scomporre i legami glicosidici nella chitina. Il sito attivo del lisozima attacca la molecola del peptidoglicano nell'apparente spazio vuoto che separa le sue due proprietà. Colpisce i peptidoglicani nelle pareti cellulari dei microrganismi, in particolare i batteri Gram-positivi. Avviene tra il NAM (acido N-acetilmuramico) e il NAG (N-acetilglucosamina), il 4° atomo di carbonio.

Anche tetrasaccaridi e altri saccaridi minori sono stati considerati substrati fattibili, ma solo se usati insieme a un'interconversione con una sequenza così lunga. Inoltre, ottiene la sua generosa capacità di degenerazione dal trasferimento di enzimi selettivi per vari substrati. Le catepsine sono il gruppo principale di enzimi idrolitici, mentre l'alfa-glucosidasi lisosomiale trasporta i carboidrati.

 

Differenza tra lisosomi e lisozimi

La tabella seguente elenca le differenze tra lisosomi e lisozimi.

LisosomilisozimiAn l'organello che si trova nelle cellule chiamate lisosomi trasporta membranoso enzimi digestivi.Un enzima chiamato lisozima idrolizza le pareti cellulari microbiche.
Può essere presente nel cellule delle specie eucariotiche.È presente nei lisosomi.
È un organello presente nel citoplasma di tutte le cellule eucariotiche, ma è particolarmente prevalente nei leucociti, nei reni e nelle cellule del fegato.L'enzima che disintegra le pareti cellulari di alcuni microrganismi è presente nella saliva, nel sudore, nelle lacrime e nel latte umano.
Tutti cellule animali hanno il lisosoma, che contiene 129 enzimi e proteine.In particolare, molti lisozimi sono presenti nel latte umano e nelle uova di gallina.
Differenza tra lisosomi e lisozimi

In che modo gli enzimi lisosomiali sono coinvolti nella digestione?

Per digerire le macromolecole all'interno delle cellule, gli enzimi lisosomiali sono formati specificamente per eseguire questo processo di digestione. Il pH acido del lisosoma consente agli enzimi lisosomiali di diventare funzionali e il pH più alto del citosol fa sì che diventino dormienti o inattivi. Nella situazione in cui gli enzimi lisosomiali vengono scaricati nel citoplasma, questo salvaguarda la cellula dal mondo esterno. 

Una membrana lisosomiale o la pompa a membrana H+ azionata dall'ATP controlla il pH lì. La membrana del lisosoma mantiene l'acido interno della cellula e mantiene gli enzimi digestivi separati dalle altre parti del corpo. Le proteine ​​del reticolo endoplasmatico o ER vengono utilizzate per la formazione enzimi lisosomiali confezionati all'interno delle vescicole dall'apparato di Golgi.

Ruolo dei lisosomi nella formazione delle vescicole così come gli organelli dei lisosomi
Ruolo dei lisosomi nella formazione delle vescicole – wikipedia

Gli enzimi lisosomiali sono proteine?

No, le proteine ​​lisosomiali non sono gli enzimi lisosomiali. Sono presenti negli organelli legati alla membrana noti come lisosomi, ma sono distinti l'uno dall'altro. Il grezzo reticolo endoplasmatico (RER) produce enzimi lisosomiali, che vengono poi attivati ​​da un complesso di proteine ​​CLN6 e CLN8 e trasferiti all'apparato di Golgi. Il reticolo endoplasmatico (ER) produce proteine ​​lisosomiali, che vengono poi trasferite alla rete trans-Golgi attraverso il complesso del Golgi.

Quanti enzimi sono presenti nei lisosomi?

I lisosomi contengono circa più di 50 diversi tipi di enzimi. Questi vari enzimi lisosomiali possono idrolizzare proteine, DNA, RNA, lipidi e polisaccaridi. Questi enzimi lisosomiali sono anche conosciuti come enzimi degradativi o enzimi idrolitici. Proteasi, lipasi, nucleasi, glicosidasi, fosfatasi, fosfolipasi e sulfatasi sono gli enzimi più comuni in questo gruppo.

Elenco degli enzimi lisosomiali

Una cellula di un animale o un organismo microbico non può sopravvivere senza gli enzimi idrolitici presenti nei lisosomi, che sono coinvolti in un'ampia gamma di funzioni biologiche.

L'elenco degli enzimi lisosomiali è fornito nell'elenco seguente.

1.     Glicosidasi

  • alfa-galattosidasi A (GLA)
  • beta-galattosidasi-1 (GLB1)
  • Chitobiasi (CTBS)
  • Endo-beta-galattosidasi
  • Eparanasi (HPSE)

2. Sulfatasi

  • Arilsulfatasi B (ARSB)
  • Glucosamina (N-acetil)-6-solfatasi (GNS)
  • Iduronato 2-solfatasi (IDS)
  • Sulfamidasi (SGSH)
  • Sulfatasi-2 (SULF2)

3. Proteasi lisosomiali

  • Carbossipeptidasi lisosomiale A
  • Catepsina B
  • DPPI o catepsina C
  • Asparaginil endopeptidasi
  • Napsin A

4. Enzimi di degradazione dei lipidi

  • fosfolipasi
  •  Esterasi

5. Polisaccaridi

  • hyaluronidase
  • Beta-glucuronidasi
  • arilsolfatasi

Conclusione

Tutte le cellule animali contengono lisosomi che sono tipicamente organelli legati alla membrana, tipicamente vescicole a forma sferica con più enzimi lisosomiali al loro interno. Tuttavia, i polisaccaridi nelle membrane cellulari microbiche sono idrolizzati da un enzima chiamato lisozimi. Grazie al suo ruolo di enzima antibatterico, il lisozima è un componente vitale del sistema immunitario innato. Entrambi hanno ruoli unici all'interno della cellula che supportano il mantenimento delle funzioni di base della cellula.

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