تحتوي كل خلية حية على مجموعة من الهياكل التي تمكنها من إظهار جميع خصائص الكائن الحي. لكي تعمل الخلية بشكل صحيح ، يجب أن تتلقى ما يكفي من العناصر الغذائية ، وتفكيكها وإطلاق الطاقة ، والتي تستخدم بعد ذلك لدعم عمليات الحياة.
في المرحلة الأولى من العمليات المعقدة لإدارة الطاقة ، توجد الجسيمات الحالة في الخلية ، والتي يتم ربطها على طول حواف الصهاريج المسطحة في الديكتوسوم (مجمع جولجي).
كيف تعمل الجسيمات الحالة
الليزوزومات عبارة عن أجسام كروية أحادية الغشاء يبلغ قطرها من 0.2 إلى 2 ميكرون ، وتحتوي على مركب من الإنزيمات المتحللة للماء. إنهم قادرون على تحطيم أي بوليمر طبيعي أو مادة ذات بنية معقدة تدخل الخلية كركيزة مغذية أو عامل أجنبي:
- البروتينات والببتيدات ؛
- السكريات (النشا ، الدكسترين ، الجليكوجين) ؛
- أحماض نووية ؛
- الدهون.
يتم توفير هذه الكفاءة من خلال حوالي 40 نوعًا مختلفًا من الإنزيمات الموجودة فيفي كل من مصفوفة الليزوزوم وعلى الجانب الداخلي من الغشاء في حالة الالتصاق.
كيمياء الليزوزوم
يحمي الغشاء المحيط بالليزوزوم العضيات ومكونات الخلية الأخرى من أن يتم هضمها بواسطة مركب الإنزيم. لكن بعد كل شيء ، في الحويصلة نفسها ، جميع الإنزيمات من أصل بروتيني ، فلماذا لا يتم تفكيكها بواسطة البروتياز؟
الحقيقة هي أنه داخل الجسيمات الحالة تكون الإنزيمات في حالة جليكوزيلات. هذه "القشرة" الكربوهيدراتية تجعلها سيئة التعرف عليها بواسطة الإنزيمات المحللة للبروتين.
تفاعل البيئة داخل الليزوزوم حمضي قليلاً (درجة الحموضة 4.5-5) ، على عكس التفاعل شبه المحايد للهيالوبلازم. إنه يخلق ظروفًا مواتية لعمل الإنزيمات ويتم توفيره من خلال عمل H+-ATPase ، الذي يضخ البروتونات في العضية.
عملية تحويل الليزوزوم
شكليًا ، يتم تمييز نوعين رئيسيين من الجسيمات الحالة في الخلية - الابتدائية والثانوية.
الجسيمات الأولية هي حويصلات صغيرة ، ذات جدران ناعمة أو محاطة ، منفصلة عن صهاريج مجمع جولجي. تحتوي على مجموعة من الإنزيمات المتحللة بالماء التي تكونت مسبقًا على أغشية EPR الحبيبية (الخشنة). حتى يتم امتصاص الركيزة الغذائية ، تكون الجسيمات الحالة في شكل غير نشط.
لكي تعمل الإنزيمات ، يجب أن تدخل جزيئات الطعام أو السوائل إلى الجسيم. يحدث هذا بطريقتين:
- عن طريق الالتهام الذاتي ، عندما يتم امتصاص جزيئات الطعام بواسطة الليزوزوم من السيتوبلازم المحيط. في هذه الحالة ، يغزو غشاء العضية عند نقطة التلامس مع الجسيمويشكل حويصلة داخلية ، ثم يربط في الليزوزوم.
- عن طريق التغاير ، عندما يندمج الليزوزوم مع الحويصلات الداخلية المحاصرة في سيتوبلازم الخلية نتيجة امتصاص الجسيمات الصلبة أو السوائل من الخارج.
الجسيمات الحالة الثانوية عبارة عن حويصلات تحتوي على كل من الإنزيمات والركيزة للهضم. تتميز بنشاط تحلل مائي واضح وتتشكل نتيجة امتصاص الركيزة بواسطة الجسيم الأولي.
على الرغم من حقيقة أن وظائف الجسيم الحال يتم تقليلها إلى هضم (انهيار) الجسيمات العضوية الصلبة والمواد المذابة ، يتم ضمان تعدد استخدامات العملية من خلال قدرة الجسيمات الحالة الثانوية:
- تندمج مع الجسيمات الأولية التي تجلب جزءًا جديدًا من الإنزيمات ؛
- تندمج مع جزيئات الطعام الجديدة أو الحويصلات الداخلية ، مما يحافظ على عملية الانهيار المستمرة ؛
- يندمج مع الجسيمات الحالة الثانوية الأخرى لتشكيل بنية كبيرة قادرة على امتصاص عضيات الخلية الأخرى ؛
- تمتص حويصلات الخلايا الصنوبرية ، وتتحول إلى جسم متعدد الخلايا.
هيكل الجسيم الحال لا يتغير بشكل كبير. عادة ما يزيد فقط في الحجم.
أنواع أخرى من الجسيمات الحالة
في بعض الأحيان لا ينتهي تحلل المواد التي دخلت الجسيم. لا تتم إزالة الجسيمات غير المهضومة من العضية ، بل تتراكم فيها. بعد استنفاد إمداد الإنزيمات المتحللة بالماء ، يتم ضغط المحتويات ومعالجتها ، وتصبح بنية الليزوزوم أكثر تعقيدًا وطبقات.يمكن أيضًا ترسيب الأصباغ. يتحول الليزوزوم إلى جسم متبقي.
علاوة على ذلك ، تبقى الأجسام المتبقية في الخلية أو تتم إزالتها منها عن طريق إفراز الخلايا.
يمكن العثور على autophagosomes في الخلايا الأولية. بطبيعتهم ، ينتمون إلى الجسيمات الثانوية. داخل هذه العضيات ، تم العثور على بقايا مكونات الخلايا الكبيرة والهياكل السيتوبلازمية. تتشكل أثناء تلف الخلايا ، وشيخوخة عضيات الخلية وتعمل على الاستفادة من مكونات الخلية ، وإطلاق المونومرات.
وظائف الجسيم في الخلية
Lysosomes ، أولاً وقبل كل شيء ، تزود الخلية بمواد البناء اللازمة ، والمواد التي تزيل البلمرة التي دخلت إليها.
انهيار الكربوهيدرات هو رابط مهم في استقلاب الطاقة في الخلية ، حيث يوفر ركيزة للتحويل في الميتوكوندريا.
الليزوزومات هي أيضًا رابط دفاعي في جهاز المناعة في الجسم:
- بعد البلعمة للبكتيريا بواسطة الكريات البيض ، تصب الليزوزومات محتوياتها في تجويف الحويصلة البلعمة وتدمر الكائنات الحية الدقيقة الضارة.
- إطلاق الإنزيمات المحللة للبروتين أثناء موت الخلايا المبرمج - موت الخلية المبرمج.
- استخدام عضيات الخلية التالفة و "المسنة".
بالاقتران مع تكاثر الخلايا ، تضمن مشاركة الجسيمات الحالة في عملية استخدام الهياكل المختلفة تجديد الجسم.
