Lisosoma

Lisosoma digestio zelularrean espezializaturiko organulua da, animalia-zelula eukariotikoetan soilik dagoena. Golgi aparatuan sortzen diren egitura esferikoak dira eta barnean dituzten entzima hidrolitikoekin zelula kanpotik sarturiko (heterofagia) edo barneko (autofagia) materialak digeritzen dituzte.

Hasiera batean zelula guztietan lisosoma berdinak zeudela uste bazen ere tamaina eta edukiaren arabera lisosomen aniztasun handia dagoela ikusi da.

Egitura

Lisosoma morfologia aldakorrekoa da, eta 0,1-1,2 μm bitarteko diametrokoa^[1]. Oro har mintzez inguraturiko egitura esferiko dentsoa da, soilik teknika bereziak erabiliz identifika daitekeena ziurtasunez (esaterako fosfatasa azido entzimaren jarduera nabaritzen duen teknika bat erabiliz).

Bere osagai garrantzitsuenak entzima hidrolitikoak (hidrolasak) dira: proteasak, nukleasak, glukosidasak, lipasak... 60 entzima desberdin ditu eta mintzean ere 50 proteina desberdin baino gehiago^[2]. Entzima arruntena fosfatasa azidoa da. Entzima horien jarduera maximoa pH azidoan burutzen denez, lisosomaren pH azidoa mantentzen duen protoi ponpak daude mintzean^[3]. Lisosomaren lumenean dagoen pHa (~4.5–5.0) ingurukoa da^[4].

Lisosomaren mintza oso sendoa da, eta berari esker barruko entzimek ezin dute ihes egin eta zelula kaltetu.

Sailkapena

Irizpide desberdinak erabiltzen dira lisosomen sailkapenerako:

Morfologiaren arabera, lisosoma primarioak eta lisosoma sekundarioak bereizten dira. Lehenengoek eduki homogenoa dute eta besteek, heterogenoa. Sekundarioek digestio aktiboan diharduten bitartean, primarioek ez dute bertan parte hartzen. Bizitza luzeko zeluletan (neurona, hepatozito...) liseri ezin daitezkeen substantziak metatzen dira lisosoma sekundarioetan, hondakin gorputzak eratuz.
Liseritzen dituzten produktuen jatorriaren arabera, autolisosomak eta heterolisosomak bereizten dira. Autolisosomak zelula barneko egiturak liseritzen dituztenak dira eta heterolisosomak (endolisosomak edo fagolisosomak) zelulen kanpoko egituren liseriketa burutzen dute, endozitosiz edo fagozitosiz barneratuak izan direnenak.

Sorrera prozesua

Lehen mailako lisosomak

Erretikulu endoplasmatikoaren mintzean kokaturiko erribosomatan RNA mezulariaren itzulpena gertatzen da eta eraturiko peptido katea erretikulualen lumenera translokatzen da. Bertan hainbat aldaketa jasaten ditu eta xixku bidez Golgi aparatura garraiatzen da. Golgiren aparatuan manosa 6-fosfatoa txertatzen zaio lisosomara joango den peptido gisa identifikatzeko^[5]. Manosa 6-fosfato hartzaileak identifikaturiko peptido guztiak hartzen ditu eta organulua osatzen da. Lisosomak pH azidoa duenez manosa 6-fosfato hartzailea eta peptidoa disoziatu egiten dira^[6].

Bigarren mailako lisosomak

Lehen mailako lisosomak digeritu beharreko sustantziak dituzten bestelako xixkuekin elkartzen direnean bigarren mailako lisosomak sortzen dira. Xixkuen jatorriaren arabera bigarren mailako bi lisosoma mota sortzen dira:

Fagolisosomak: Fagozitosi bidez sorturio xixku batekin elkartzen denean sortzen da. Leukozitoetan oso ugariak dira^[7].
Autofagolisosomak: Zelulako egitura bat digeritu behar denean autofagosoma izeneko xixku bat eratzen da eta honi lisosomak gehitzen zaizkio hautaturiko egitura hori suntsitzeko.

Bigarren mailako lisosometan digestioa burutzen denean digeritu ezin diren hondakinak baino ez dira gelditzen. Hauetako gehienak exozitosi bidez zelulatik kanporatzen dira baina gutxi batzuk zitosolean gelditzen dira eta zelula zahartu ahala akumulatzen joaten dira. Neuronetako lipofuszinak dira azken hauen adibide garbiak.

Funtzioak

Lisosomek endozitosi bidez zelulara sartzen diren sustantziak digeritzen dituzte, baita bakterio osoak ere, baina zelula barneko osagaiak birziklatzeko ere erabiltzen dira. Organuloak ingurtzen dituzte eta entzima hidrolitikoen digestioa burutu ondoren hondakinak zitosolean barreiatzen dira. Prozesu honi autofagia deritzo eta organuluak berrizteko balio du. Gibeleko zelulak esate baterako bi astetik behin berritzen dira guztiz^[8].

Akatsen baten erruz lisosometako entzimak zitosolera kanporatzen badira organulu eta bestelako egiturak kaltetu ditzakete eta muturreko egoera batean zelularen heriotza ekartzen du. Prozesu honi autolisia esaten zaio. Ez da apoptosiarekin nahastu behar, arazo puntuala baita eta ez programaturikoa.

Zelulaz kanpoko liseriketa ere burutzen dute. Lisosomen barneko entzimak exozitosi bidez zelulaz kanpoko eremura kanporatzen dira eta bertan burutzen dute liseriketa. Hau oso garrantzitsua da kartilago eta hezurren birmoldaketan.

Digestio prozesuetaz aparteko funtzioetan ere hartzen du parte, hala nola, materialen isurketan, zelula mintzaren konponketan, zelula seinaleztapenean, metabolismoan...^[9]

Gaixotasunak

Lisosomen edo barneko entzimen funtzionamendu arazoek hainbat gaixotasun sortarazten dituzte.

Lisosomen pilaketak sorturikoak: Lisosomek funtzionamendu eskasa dutenean sustantzien digestioa motelagoa da eta sustratua akumulatu egiten denez lisosoma gehiegi handitzen da. Honek zelulako prozesuak oztopatzen ditu. Hauetako gaixotasun batzuk esfingolipidosia, lipasa azidoaren gabezia, Pomperen gaixotasuna edo mukopolisakaridosia dira.
Hezueria: Metabolismoan azido uriko gehiegi ekoizten denean artikulazioetan pilatzen da urato kristal itxuran. Inguruko zelulek fagozitatu egiten dituzte baina bigarren mailako lisosometan sartzerakoan kristalek mintza puskatzen dute eta entzimak zitosolean barreiatzen dira zelula kaltetuz eta muturreko egoeran autolisia sortaraziz.
Artritis erreumatoidea: Gaixotasun honen ondorioz lisosomen mintza suntsitzen da eta zelularen autolisia gertatzen da.

Historia

Élie Metchnikoff zoologo errusiarrak 1882. urtean fagozitoak aurkitu zituen^[10] eta egin zituen ikerketetan ikusi zuen hauek partikula bat fagozitatzen dutenean ingurune azidotan digeritzen zutela^[11]. 1908an Medikuntzako Nobel Saria eskuratu zuen^[12].

Christian de Duve kimikari belgikarrak lisosomak purifikatu zituen 1955. urtean eta lisosoma ("digeritzen duen gorputza") izena eman zion. Aurkikuntza honengatik honek ere 1974. urtean Fisiologia eta Medikuntzako Nobel Saria jaso zuen^[13]. Apoptosia burutzen zuten "suizidio zaku" gisa jarduten zutela ere esan zuen abina gaur egun ikusi da apoptosia parte hartze txikia dutela^[14].

Erreferentziak

↑ Kuehnel W. (2009). Color Atlas of Cytology, Histology, & Microscopic Anatomy (4th ed.). Thieme, 34 or. ISBN 978-1-58890-175-0..
↑ Xu, Haoxing; Ren, Dejian. (2015-02-10). «Lysosomal Physiology» Annual Review of Physiology 77 (1): 57–80. doi:10.1146/annurev-physiol-021014-071649. ISSN 0066-4278. PMID 25668017. PMC PMC4524569. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).
↑ (Ingelesez) Ishida, Yoichi; Nayak, Smita; Mindell, Joseph A.; Grabe, Michael. (2013-06-01). «A model of lysosomal pH regulation» Journal of General Physiology 141 (6): 705–720. doi:10.1085/jgp.201210930. ISSN 0022-1295. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).
↑ (Ingelesez) Ohkuma, S.; Poole, B.. (1978-07-01). «Fluorescence probe measurement of the intralysosomal pH in living cells and the perturbation of pH by various agents» Proceedings of the National Academy of Sciences 75 (7): 3327–3331. doi:10.1073/pnas.75.7.3327. ISSN 0027-8424. PMID 28524. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).
↑ (Ingelesez) Saftig, Paul; Klumperman, Judith. (2009-09). «Lysosome biogenesis and lysosomal membrane proteins: trafficking meets function» Nature Reviews Molecular Cell Biology 10 (9): 623–635. doi:10.1038/nrm2745. ISSN 1471-0080. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).
↑ Lodish, Harvey F.. (2000). Molecular cell biology. New York : W.H. Freeman (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).
↑ «Phagosome - an overview | ScienceDirect Topics» www.sciencedirect.com (Noiz kontsultatua: 2020-02-24).
↑ «When the brain’s waste disposal system fails» Knowable Magazine | Annual Reviews 2018-12-11 doi:10.1146/knowable-121118-1. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).
↑ (Ingelesez) Settembre, Carmine; Fraldi, Alessandro; Medina, Diego L.; Ballabio, Andrea. (2013-05). «Signals from the lysosome: a control centre for cellular clearance and energy metabolism» Nature Reviews Molecular Cell Biology 14 (5): 283–296. doi:10.1038/nrm3565. ISSN 1471-0080. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).
↑ (Ingelesez) «Élie Metchnikoff | Russian-born biologist» Encyclopedia Britannica (Noiz kontsultatua: 2020-02-24).
↑ (Ingelesez) Maxfield, Frederick R.; Willard, James M.; Lu, Shuyan. (2016-06-27). Lysosomes: Biology, Diseases, and Therapeutics. John Wiley & Sons ISBN 978-1-118-64515-4. (Noiz kontsultatua: 2020-02-24).
↑ (Ingelesez) «The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1908» NobelPrize.org (Noiz kontsultatua: 2020-02-24).
↑ (Ingelesez) «The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1974» NobelPrize.org (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).
↑ Turk, Boris; Turk, Vito. (2009-08-14). «Lysosomes as “Suicide Bags” in Cell Death: Myth or Reality?» The Journal of Biological Chemistry 284 (33): 21783–21787. doi:10.1074/jbc.R109.023820. ISSN 0021-9258. PMID 19473965. PMC 2755904. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).

Kanpo estekak

Datuak: Q83330

[1] Kuehnel W. (2009). Color Atlas of Cytology, Histology, & Microscopic Anatomy (4th ed.). Thieme, 34 or. ISBN 978-1-58890-175-0..

[2] Xu, Haoxing; Ren, Dejian. (2015-02-10). «Lysosomal Physiology» Annual Review of Physiology 77 (1): 57–80. doi:10.1146/annurev-physiol-021014-071649. ISSN 0066-4278. PMID 25668017. PMC PMC4524569. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).

[3] (Ingelesez) Ishida, Yoichi; Nayak, Smita; Mindell, Joseph A.; Grabe, Michael. (2013-06-01). «A model of lysosomal pH regulation» Journal of General Physiology 141 (6): 705–720. doi:10.1085/jgp.201210930. ISSN 0022-1295. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).

[4] (Ingelesez) Ohkuma, S.; Poole, B.. (1978-07-01). «Fluorescence probe measurement of the intralysosomal pH in living cells and the perturbation of pH by various agents» Proceedings of the National Academy of Sciences 75 (7): 3327–3331. doi:10.1073/pnas.75.7.3327. ISSN 0027-8424. PMID 28524. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).

[5] (Ingelesez) Saftig, Paul; Klumperman, Judith. (2009-09). «Lysosome biogenesis and lysosomal membrane proteins: trafficking meets function» Nature Reviews Molecular Cell Biology 10 (9): 623–635. doi:10.1038/nrm2745. ISSN 1471-0080. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).

[6] Lodish, Harvey F.. (2000). Molecular cell biology. New York : W.H. Freeman (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).

[7] «Phagosome - an overview | ScienceDirect Topics» www.sciencedirect.com (Noiz kontsultatua: 2020-02-24).

[8] «When the brain’s waste disposal system fails» Knowable Magazine | Annual Reviews 2018-12-11 doi:10.1146/knowable-121118-1. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).

[9] (Ingelesez) Settembre, Carmine; Fraldi, Alessandro; Medina, Diego L.; Ballabio, Andrea. (2013-05). «Signals from the lysosome: a control centre for cellular clearance and energy metabolism» Nature Reviews Molecular Cell Biology 14 (5): 283–296. doi:10.1038/nrm3565. ISSN 1471-0080. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).

[10] (Ingelesez) «Élie Metchnikoff | Russian-born biologist» Encyclopedia Britannica (Noiz kontsultatua: 2020-02-24).

[11] (Ingelesez) Maxfield, Frederick R.; Willard, James M.; Lu, Shuyan. (2016-06-27). Lysosomes: Biology, Diseases, and Therapeutics. John Wiley & Sons ISBN 978-1-118-64515-4. (Noiz kontsultatua: 2020-02-24).

[12] (Ingelesez) «The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1908» NobelPrize.org (Noiz kontsultatua: 2020-02-24).

[13] (Ingelesez) «The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1974» NobelPrize.org (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).

[14] Turk, Boris; Turk, Vito. (2009-08-14). «Lysosomes as “Suicide Bags” in Cell Death: Myth or Reality?» The Journal of Biological Chemistry 284 (33): 21783–21787. doi:10.1074/jbc.R109.023820. ISSN 0021-9258. PMID 19473965. PMC 2755904. (Noiz kontsultatua: 2020-02-23).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]