कोशिका कोशिका द्रव्य में प्रवेश करने वाले पदार्थों को "पचाने" में कैसे सक्षम होती है? लाइसोसोम क्या हैं, इस पर विचार करके उत्तर प्राप्त किया जा सकता है। उनकी संरचना क्या है? किन गुणों के कारण ये अंगक अपना कार्य करने में सक्षम हैं?

लाइसोसोम। संरचनात्मक विशेषताएं और कार्य

लाइसोसोम का आकार लगभग 0.2 माइक्रोन होता है, जो एक झिल्ली से घिरा होता है और इसमें हाइड्रोलाइटिक एंजाइम होते हैं। ऐसे पुटिकाओं का मुख्य कार्य उन पदार्थों को तोड़ना है जो एंडोसाइटोसिस या उनके स्वयं के अणुओं के माध्यम से कोशिका में प्रवेश कर चुके हैं, जिनकी अब आवश्यकता नहीं है।

संरचना की दृष्टि से लाइसोसोम क्या हैं?

पदार्थों का टूटना या क्षरण हाइड्रॉलिसिस - एंजाइमों की मदद से किया जाता है जो अम्लीय वातावरण में काम कर सकते हैं। कम पीएच बनाए रखने के लिए, वैक्युलर एटीपीस को लाइसोसोम झिल्ली में बनाया जाता है। इस कॉम्प्लेक्स की विशिष्ट संरचना हाइड्रोजन प्रोटॉन को उनके खिलाफ पंप करने की अनुमति देती है, जिससे ऑर्गेनेल के आंतरिक वातावरण में उनकी संख्या बढ़ जाती है।

हाइड्रोलेज़ केवल अम्लीय वातावरण में ही कार्य करने में सक्षम होते हैं। यह एक महत्वपूर्ण सुरक्षात्मक भूमिका निभाता है, क्योंकि पर्यावरण लगभग तटस्थ है। यदि लाइसोसोम झिल्ली किसी तरह क्षतिग्रस्त हो जाती है और एंजाइम साइटोसोल में प्रवेश कर जाते हैं, तो वे पदार्थों और ऑर्गेनेल को तोड़ने की क्षमता खो देंगे।

लाइसोसोम झिल्ली में लैमेलर और माइक्रेलर क्षेत्र होते हैं। फॉस्फोलिपिड की परतों के बीच का स्थान पानी से भरा होता है। झिल्ली क्षेत्र में असंख्य छिद्र बिखरे हुए होते हैं, जो पानी से भी भरे होते हैं और ध्रुवीय अणुओं द्वारा बंद किए जा सकते हैं। झिल्ली अनुभागों और छिद्र प्रणाली का यह परिसर हाइड्रोफोबिक और हाइड्रोफिलिक दोनों अणुओं के लिए ऑर्गेनेल में प्रवेश करना संभव बनाता है।

लाइसोसोम कैसे बनते हैं?

लाइसोसोम के निर्माण के लिए आवश्यक प्रोटीन को प्रारंभ में ईआर में संश्लेषित किया जाता है। इसके बाद, उन्हें मैनोज अवशेष जोड़कर "लेबल" करने की आवश्यकता है। यह मैनोज़ अवशेष गोल्गी तंत्र के लिए एक विशिष्ट संकेत है: प्रोटीन एक स्थान पर केंद्रित होते हैं, जिसके बाद उनमें से लिटिक एंजाइमों के साथ एक पुटिका को संश्लेषित किया जाता है। जीव विज्ञान में लाइसोसोम यही हैं।

लाइसोसोम की आंतरिक सामग्री

लाइसोसोम क्या हैं और इन अंगों के आंतरिक वातावरण की संरचना क्या है?

लाइसोसोम के अंदर एक अम्लीय वातावरण बना रहता है, जिसका पीएच 4.5-5 तक पहुंच जाता है। ऐसी परिस्थितियों में, एंजाइम अपना पाचन कार्य कर सकते हैं। हाइड्रोलेज़ एंजाइमों के एक पूरे वर्ग का सामान्य नाम है। कुल मिलाकर, लाइसोसोम में लगभग 40 विभिन्न जैविक रूप से सक्रिय अणु होते हैं जो अपनी स्वयं की, बिल्कुल विशिष्ट प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं।

निम्नलिखित एंजाइम लाइसोसोम की आंतरिक सामग्री में पाए जा सकते हैं:

• एसिड फॉस्फेट - फॉस्फेट समूह वाले पदार्थों को तोड़ता है;
• न्यूक्लीज़ - न्यूक्लिक एसिड को नष्ट कर देता है;
• प्रोटीज़ - प्रोटीन को तोड़ता है;
• कोलेजनेज़ - कोलेजन अणुओं को नष्ट कर देता है;
• लाइपेज - टूट जाता है;
• ग्लाइकोसिडेज़ - कार्बोहाइड्रेट के टूटने में तेजी लाते हैं;
• शतावरी - एसपारटिक एसिड को तोड़ता है;
• ग्लूटामिनेज़ - ग्लूटामिक एसिड को नष्ट कर देता है।

कुल मिलाकर, लाइसोसोम में लगभग 40 विभिन्न प्रकार के हाइड्रॉलेज़ होते हैं। इसलिए, जीव विज्ञान में लाइसोसोम क्या हैं, इस सवाल का जवाब दिया जा सकता है: एंजाइमों का भंडार।

लाइसोसोम के प्रकार

लाइसोसोम 4 प्रकार के होते हैं: प्राथमिक और द्वितीयक लाइसोसोम, ऑटोफैगोसोम और अवशिष्ट निकाय।

लाइसोसोम का निर्माण एक जटिल प्रक्रिया है जो ईआर और एजी की सतह पर विभिन्न सिग्नलिंग अणुओं के काम के साथ होती है। प्राथमिक लाइसोसोम एक छोटा पुटिका है जो गोल्गी तंत्र द्वारा झिल्ली से अलग हो जाता है।

प्राथमिक लाइसोसोम में शुरू में मैक्रोमोलेक्यूल्स के टूटने के लिए आवश्यक एंजाइमों का पूरा परिसर होता है।

द्वितीयक लाइसोसोम एक ऐसी संरचना है जिसका आयतन बड़ा होता है। यह प्राथमिक पुटिका के उन पदार्थों के साथ संलयन से बनता है जो एंडोसाइटोसिस के माध्यम से प्रवेश कर चुके हैं, या कोशिका चयापचय उत्पादों के साथ जिनका उपयोग करने की आवश्यकता है।

ऑटोफैगोसोम का निर्माण ऑटोफैगी जैसी प्रक्रिया से जुड़ा है - खर्च किए गए सेल ऑर्गेनेल का अवशोषण और "पाचन"।

माइटोकॉन्ड्रिया की औसत अवधि 10 दिन है। एक बार जब कोई अंगक अपना कार्य करने में सक्षम नहीं हो जाता है, तो उसे नष्ट कर देना चाहिए। ऐसा करने के लिए, कई प्राथमिक लाइसोसोम माइटोकॉन्ड्रियन को घेर लेते हैं और एक दूसरे से जुड़ जाते हैं। परिणामस्वरूप, एक बड़ा ऑटोफैगोसोम बनता है, जिसके भीतर माइटोकॉन्ड्रिया का मोनोमर्स में टूटना शुरू हो जाता है।

अवशिष्ट पिंड के रूप में लाइसोसोम क्या होते हैं? यह किसी भी लाइसोसोम के कामकाज का अंतिम बिंदु है, जब एंजाइम अपना काम पूरा कर लेते हैं, और पदार्थ ऑर्गेनेल में रह जाते हैं जो आगे टूटने से नहीं गुजर सकते। अपचित अवशेषों को आसानी से कोशिका से बाहर फेंक दिया जाता है।

लाइसोसोम की शिथिलता से जुड़े रोग

एंजाइम हमेशा ठीक से काम नहीं करते। लाइसोसोम दरार का कार्य तभी करते हैं जब हाइड्रोलेज़ में संरचनात्मक गड़बड़ी नहीं होती है। इसलिए, लाइसोसोम से जुड़े कई रोग एंजाइमों के अनुचित कामकाज पर आधारित होते हैं।

इस तरह के विचलन को कहा जाता है इसका मतलब यह है कि जब एक निश्चित एंजाइम की कमी होती है, तो इसका मुख्य सब्सट्रेट लाइसोसोम में पच नहीं पाता है, यही कारण है कि यह जमा हो जाता है और प्रतिकूल परिणाम देता है।

स्फिंगोलिपिडोसिस, टे-सैक्स सिंड्रोम, सेंडहॉफ रोग, नीमन-पिक रोग, ल्यूकोडिस्ट्रॉफी - ये सभी रोग लाइसोसोम एंजाइमों के अनुचित कामकाज या उनकी पूर्ण अनुपस्थिति से जुड़े हैं। अधिकांश बीमारियाँ अप्रभावी होती हैं।

गॉल्गी कॉम्प्लेक्स, या गॉल्जीकाय , - ये यूकेरियोटिक कोशिकाओं के एकल-झिल्ली अंग हैं, जिनका मुख्य कार्य शरीर की कोशिकाओं से अतिरिक्त पदार्थों का भंडारण और निष्कासन और लाइसोसोम का निर्माण है।इन अंगों की खोज 1898 में इतालवी भौतिक विज्ञानी सी. गोल्गी ने की थी।

संरचना . बुलाए गए बैगों से निर्मित टैंक, ट्यूब प्रणालीऔर बबलकई आकार। गोल्गी कॉम्प्लेक्स (सीजी) के सिस्टर्न भी ध्रुवीय हैं: ईआर (गठन क्षेत्र) से अलग होने वाले पदार्थों के साथ पुटिकाएं एक ध्रुव तक पहुंचती हैं, और दूसरे ध्रुव (परिपक्वता क्षेत्र) से अलग पदार्थों के साथ पुटिकाएं। कोशिकाओं में, गोल्गी कॉम्प्लेक्स मुख्य रूप से केन्द्रक के पास स्थित होता है। सीजी सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं में मौजूद होता है, लेकिन विभिन्न जीवों में इसकी संरचना भिन्न हो सकती है। इस प्रकार, पादप कोशिकाओं में कई संरचनात्मक इकाइयाँ होती हैं जिन्हें डिक्टियोसोम्स कहा जाता है। गोल्गी कॉम्प्लेक्स की झिल्लियों का संश्लेषण होता है दानेदार ईपीएस,इसके बगल में. कोशिका विभाजन के दौरान, सीजी अलग-अलग संरचनात्मक इकाइयों में टूट जाता है, जो बेटी कोशिकाओं के बीच यादृच्छिक रूप से वितरित होते हैं।

कार्य . गोल्गी कॉम्प्लेक्स जटिल पदार्थों के निर्माण और परिवर्तन से संबंधित काफी विविध और महत्वपूर्ण कार्य करता है। उनमें से कुछ यहां हैं:

1) जैविक झिल्लियों के निर्माण में भागीदारी -उदाहरण के लिए, प्रोटोजोआ कोशिकाओं में, इसके तत्वों की सहायता से, संकुचनशील रिक्तिकाएँ,शुक्राणु में बनता है एक्रोसोम्सा;

2 ) लाइसोसोम का निर्माण- ईपीएस में संश्लेषित हाइड्रोलेस एंजाइम एक झिल्ली पुटिका में पैक किए जाते हैं, जो साइटोप्लाज्म में अलग हो जाते हैं;

3) पेरोक्सीसोम गठन- कैटालेज़ एंजाइम वाले शरीर हाइड्रोजन पेरोक्साइड को नष्ट करने के लिए बनते हैं, जो कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण के दौरान बनता है और कोशिकाओं के लिए एक जहरीली संरचना है;

4) सतह उपकरण यौगिकों का संश्लेषण- लिपो-, ग्लाइको- और म्यूकोप्रोटीन बनते हैं, जो ग्लाइकोकैलिक्स, कोशिका भित्ति और श्लेष्म कैप्सूल का हिस्सा होते हैं;

5) कोशिका से पदार्थों के स्राव में भागीदारी- सीजी में, स्रावी कणिकाओं की परिपक्वता पुटिकाओं में होती है, और इन पुटिकाओं की गति प्लाज्मा झिल्ली की दिशा में होती है।

लाइसोसोम, संरचना और कार्य

लाइसोसोम (ग्रीक से लसीका - विघटन, सोम - शरीर) - ये यूकेरियोटिक कोशिकाओं के एकल-झिल्ली अंग हैं जो गोल शरीर की तरह दिखते हैं।एककोशिकीय जीवों में उनकी भूमिका अंतःकोशिकीय पाचन की होती है, बहुकोशिकीय जीवों में वे कोशिका के लिए विदेशी पदार्थों को तोड़ने का कार्य करते हैं। लाइसोसोम साइटोप्लाज्म में कहीं भी स्थित हो सकते हैं। लाइसोसोम की खोज 1949 में बेल्जियम के साइटोलॉजिस्ट क्रिश्चियन डी डुवे ने की थी।

संरचना . लाइसोसोम लगभग 0.5 माइक्रोन व्यास वाले पुटिकाओं के रूप में होते हैं, जो एक झिल्ली से घिरे होते हैं और हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों से भरे होते हैं जो अम्लीय वातावरण में कार्य करते हैं। लाइसोसोम की एंजाइम संरचना बहुत विविध है, यह प्रोटीज (प्रोटीन को तोड़ने वाले एंजाइम), एमाइलेज (कार्बोहाइड्रेट के लिए एंजाइम), लाइपेज (लिपिड एंजाइम), न्यूक्लियस (न्यूक्लिक एसिड के टूटने के लिए) आदि से बनती है। कुल मिलाकर, इसमें 40 विभिन्न एंजाइम होते हैं। जब झिल्ली क्षतिग्रस्त हो जाती है, तो एंजाइम साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं और कोशिका के तेजी से विघटन (लिसिस) का कारण बनते हैं। लाइसोसोम सीजी और दानेदार ईपीएस की परस्पर क्रिया से बनते हैं। लाइसोसोमल एंजाइमों को दानेदार ईआर में संश्लेषित किया जाता है और, पुटिकाओं का उपयोग करके, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के बगल में स्थित सीजी में ले जाया जाता है। इसलिए, सीजी के ट्यूबलर विस्तार के माध्यम से, एंजाइम इसकी कार्यात्मक सतह पर चले जाते हैं और लाइसोसोम में पैक हो जाते हैं।

कार्य . उनके कार्यों के आधार पर, विभिन्न प्रकार के लाइसोसोम को प्रतिष्ठित किया जाता है: फागोलिसोसोम, ऑटोफैगोलिसोसोम, अवशिष्ट शरीर, आदि। ऑटोफोगोलिसोसोम्सएक ऑटोफैगोसोम के साथ लाइसोसोम के संलयन से बनते हैं, यानी, कोशिका के स्वयं के मैक्रोमोलेक्युलर कॉम्प्लेक्स वाले पुटिकाएं, उदाहरण के लिए, संपूर्ण सेलुलर ऑर्गेनेल, या उनके टुकड़े जो अपनी कार्यात्मक क्षमता खो चुके हैं और विनाश के अधीन हैं। phagolysosomes (phagosomes) फागोसाइटिक या पिनोसाइटोटिक वेसिकल्स के साथ लाइसोसोम के संयोजन से बनते हैं, जिनमें इंट्रासेल्युलर पाचन के लिए कोशिका द्वारा कैप्चर की गई सामग्री होती है। उनमें सक्रिय एंजाइम बायोपॉलिमर के सीधे संपर्क में होते हैं जो टूटने के अधीन होते हैं। अवशिष्ट शरीर- ये एक झिल्ली से घिरे हुए अविभाजित कण हैं; वे लंबे समय तक साइटोप्लाज्म में रह सकते हैं और यहां उपयोग किए जा सकते हैं या एक्सोसाइटोसिस द्वारा कोशिका के बाहर निकाले जा सकते हैं। अवशिष्ट शरीर सामग्री जमा करते हैं, जिसका टूटना मुश्किल होता है (उदाहरण के लिए, एक भूरा रंगद्रव्य - लिपोफसिन, जिसे "उम्र बढ़ने वाला रंगद्रव्य" भी कहा जाता है)। तो, लाइसोसोम के मुख्य कार्य हैं:

1) ऑटोफैगी -कोशिका के स्वयं के घटकों, संपूर्ण कोशिकाओं या उनके समूहों का ऑटोफैगोलिसोसोम में टूटना (उदाहरण के लिए, टैडपोल की पूंछ का पुनर्वसन, किशोरों में पेक्टोरल ग्रंथि, विषाक्तता के दौरान यकृत कोशिकाओं का लसीका)

2) हेटरोफ़ेसिया- फागोलिसोसोम में विदेशी पदार्थों का टूटना (उदाहरण के लिए, कार्बनिक कणों, वायरस, बैक्टीरिया का टूटना जो किसी न किसी तरह से कोशिका में प्रवेश कर चुके हैं)

3) पाचन क्रिया -एककोशिकीय जीवों में, एंडोसोम फागोसाइटिक पुटिकाओं के साथ जुड़ते हैं और एक पाचन रसधानी बनाते हैं, जो अंतःकोशिकीय पाचन करती है

4) उत्सर्जन कार्य- अवशिष्ट पिंडों का उपयोग करके कोशिका से अपचित अवशेषों को हटाना।

जीवविज्ञान +भण्डारण रोग- लाइसोसोम द्वारा कुछ एंजाइमों के नुकसान से जुड़े वंशानुगत रोग। इस हानि का परिणाम कोशिकाओं में अपचित पदार्थों का संचय है, जो कोशिका के सामान्य कामकाज में हस्तक्षेप करता है। ये रोग कंकाल, व्यक्तिगत आंतरिक अंगों, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र आदि के विकास से प्रकट हो सकते हैं। एथेरोस्क्लेरोसिस, मोटापा आदि का विकास लाइसोसोम एंजाइम की कमी से जुड़ा है।

लाइसोसोम का वर्णन पहली बार 1955 में क्रिश्चियन डी डुवे द्वारा पशु कोशिकाओं में किया गया था, और बाद में पौधों की कोशिकाओं में खोजा गया था। पौधों में, रसधानियाँ निर्माण की विधि में और आंशिक रूप से कार्य में लाइसोसोम के समान होती हैं। लाइसोसोम अधिकांश प्रोटिस्ट (दोनों फागोट्रोफिक और ऑस्मोट्रोफिक प्रकार के पोषण के साथ) और कवक में भी मौजूद होते हैं। इस प्रकार, लाइसोसोम की उपस्थिति सभी यूकेरियोट्स की कोशिकाओं की विशेषता है। प्रोकैरियोट्स में लाइसोसोम नहीं होते क्योंकि उनमें फागोसाइटोसिस की कमी होती है और इंट्रासेल्युलर पाचन नहीं होता है।

लाइसोसोम के लक्षण

लाइसोसोम की विशेषताओं में से एक उनमें प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और न्यूक्लिक एसिड को तोड़ने में सक्षम कई एंजाइमों (एसिड हाइड्रॉलिसिस) की उपस्थिति है। लाइसोसोम एंजाइमों में कैथेप्सिन (ऊतक प्रोटीज), एसिड राइबोन्यूक्लिज, फॉस्फोलिपेज़ आदि शामिल हैं। इसके अलावा, लाइसोसोम में ऐसे एंजाइम होते हैं जो कार्बनिक अणुओं से सल्फेट (सल्फेटेस) या फॉस्फेट (एसिड फॉस्फेट) समूहों को हटाने में सक्षम होते हैं।

लाइसोसोम का निर्माण एवं उनके प्रकार

लाइसोसोम वेसिकल्स (वेसिकल्स) से बनते हैं जो गोल्गी तंत्र से अलग होते हैं, और वेसिकल्स (एंडोसोम्स) जिनमें एंडोसाइटोसिस के दौरान पदार्थ प्रवेश करते हैं। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियाँ ऑटोलिसोसोम (ऑटोफैगोसोम) के निर्माण में भाग लेती हैं। सभी लाइसोसोमल प्रोटीन एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों के बाहरी तरफ सेसाइल राइबोसोम पर संश्लेषित होते हैं और फिर इसकी गुहा से होकर गोल्गी तंत्र से गुजरते हैं।

लाइसोसोम विभिन्न आकार, आकार, अल्ट्रास्ट्रक्चरल और साइटोकेमिकल विशेषताओं वाले विषम अंग हैं। पशु कोशिकाओं के "विशिष्ट" लाइसोसोम आमतौर पर आकार में 0.1-1 माइक्रोन, गोलाकार या अंडाकार होते हैं। लाइसोसोम की संख्या एक (कई पौधों और कवक कोशिकाओं में एक बड़ी रिक्तिका) से लेकर कई सौ या हजारों (पशु कोशिकाओं में) तक भिन्न होती है।

दुर्भाग्य से, परिपक्वता के विभिन्न चरणों और लाइसोसोम के प्रकारों के लिए कोई आम तौर पर स्वीकृत वर्गीकरण और नामकरण नहीं है। प्राथमिक और द्वितीयक लाइसोसोम होते हैं। पूर्व गोल्गी तंत्र के क्षेत्र में बनते हैं, उनमें निष्क्रिय अवस्था में एंजाइम होते हैं, जबकि बाद में सक्रिय एंजाइम होते हैं। आमतौर पर, पीएच कम होने पर लाइसोसोमल एंजाइम सक्रिय हो जाते हैं। लाइसोसोम के बीच, हेटरोलिसोसोम (बाहर से कोशिका में प्रवेश करने वाली सामग्री को पचाना - फागो- या पिनोसाइटोसिस द्वारा) और ऑटोलिसोसोम (कोशिका के अपने प्रोटीन या ऑर्गेनेल को नष्ट करना) को भी अलग किया जा सकता है। लाइसोसोम और उनके संबंधित भागों का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला वर्गीकरण है:

1. प्रारंभिक एंडोसोम - एंडोसाइटिक (पिनोसाइटोटिक) पुटिकाएं इसमें प्रवेश करती हैं। प्रारंभिक एंडोसोम से, रिसेप्टर्स जिन्होंने अपना कार्गो छोड़ दिया है (कम पीएच के कारण) बाहरी झिल्ली पर लौट आते हैं।
2. देर से एंडोसोम - पिनोसाइटोसिस के दौरान अवशोषित सामग्री के साथ पुटिकाएं और हाइड्रॉलिसिस के साथ गोल्गी तंत्र से पुटिकाएं प्रारंभिक एंडोसोम से इसमें प्रवेश करती हैं। मैनोज़ 6-फॉस्फेट रिसेप्टर्स लेट एंडोसोम से गोल्गी तंत्र में लौट आते हैं।
3. लाइसोसोम - हाइड्रॉलिसिस और पचने योग्य सामग्री के मिश्रण के साथ पुटिकाएं देर से एंडोसोम से इसमें प्रवेश करती हैं।
4. फागोसोम - बड़े कण (बैक्टीरिया, आदि) इसमें प्रवेश करते हैं और फागोसाइटोसिस द्वारा अवशोषित होते हैं। फागोसोम आमतौर पर लाइसोसोम के साथ विलीन हो जाते हैं।
5. एक ऑटोफैगोसोम साइटोप्लाज्म का एक क्षेत्र है जो दो झिल्लियों से घिरा होता है, जिसमें आमतौर पर कुछ ऑर्गेनेल शामिल होते हैं और मैक्रोऑटोफैगी के दौरान बनते हैं। लाइसोसोम के साथ विलीन हो जाता है।
6. बहुकोशिकीय निकाय - आमतौर पर एक ही झिल्ली से घिरे होते हैं, अंदर एक ही झिल्ली से घिरे छोटे पुटिकाएं होती हैं। माइक्रोऑटोफैगी (नीचे देखें) की याद दिलाने वाली एक प्रक्रिया द्वारा निर्मित, लेकिन इसमें बाहर से प्राप्त सामग्री शामिल होती है। छोटे पुटिकाओं में, बाहरी झिल्ली रिसेप्टर्स (उदाहरण के लिए, एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर्स) आमतौर पर बने रहते हैं और फिर नष्ट हो जाते हैं। गठन का चरण प्रारंभिक एंडोसोम से मेल खाता है। केन्द्रक आवरण से उभरकर दो झिल्लियों से घिरे बहुकोशिकीय पिंडों के निर्माण का वर्णन किया गया है।
7. अवशिष्ट पिंड (टेलोलिसोसोम) पुटिकाएं हैं जिनमें अपचित पदार्थ (विशेषकर लिपोफसिन) होते हैं। सामान्य कोशिकाओं में वे आमतौर पर बाहरी झिल्ली के साथ जुड़े हुए दिखाई देते हैं। वे उम्र बढ़ने या विकृति विज्ञान के साथ जमा होते हैं।

लाइसोसोम के कार्य

लाइसोसोम के कार्य -

• एंडोसाइटोसिस (बैक्टीरिया, अन्य कोशिकाएं) के दौरान कोशिका द्वारा पकड़े गए पदार्थों या कणों का पाचन
• ऑटोफैगी - कोशिका के लिए अनावश्यक संरचनाओं का विनाश, उदाहरण के लिए, पुराने अंगों को नए के साथ बदलने के दौरान, या कोशिका के भीतर ही उत्पादित प्रोटीन और अन्य पदार्थों के पाचन के दौरान
• ऑटोलिसिस - किसी कोशिका का स्व-पाचन, जिससे उसकी मृत्यु हो जाती है (कभी-कभी यह प्रक्रिया पैथोलॉजिकल नहीं होती है, लेकिन शरीर के विकास या कुछ विशेष कोशिकाओं के विभेदन के साथ होती है)

इंट्रासेल्युलर पाचन और चयापचय में भागीदारी

कई प्रोटिस्ट और इंट्रासेल्युलर पाचन वाले जानवरों में, लाइसोसोम एंडोसाइटोसिस द्वारा ग्रहण किए गए भोजन के पाचन में शामिल होते हैं। इस मामले में, लाइसोसोम पाचन रसधानियों के साथ विलीन हो जाते हैं। प्रोटिस्ट में, बिना पचे भोजन के अवशेष आमतौर पर बाहरी झिल्ली के साथ पाचन रसधानी के संलयन द्वारा कोशिका से निकाल दिए जाते हैं।

कई पशु कोशिकाएं जिनमें गुहा पाचन प्रबल होता है (उदाहरण के लिए, कॉर्डेट्स) पिनोसाइटोसिस का उपयोग करके अंतरकोशिकीय द्रव या रक्त प्लाज्मा से पोषक तत्व प्राप्त करते हैं। ये पदार्थ लाइसोसोम में पचने के बाद कोशिका चयापचय में भी शामिल होते हैं। चयापचय में लाइसोसोम की ऐसी भागीदारी का एक अच्छी तरह से अध्ययन किया गया उदाहरण कोशिकाओं द्वारा कोलेस्ट्रॉल का उत्पादन है। कोलेस्ट्रॉल, एलडीएल के रूप में रक्त द्वारा ले जाया जाता है, एलडीएल झिल्ली पर एलडीएल रिसेप्टर्स से बंधने के बाद पिनोसाइटोटिक पुटिकाओं में प्रवेश करता है। रिसेप्टर्स प्रारंभिक एंडोसोम से झिल्ली में लौट आते हैं, और एलडीएल लाइसोसोम में प्रवेश करता है। इसके बाद, एलडीएल पच जाता है, और जारी कोलेस्ट्रॉल लाइसोसोम झिल्ली के माध्यम से साइटोप्लाज्म में प्रवेश करता है।

परोक्ष रूप से, लाइसोसोम चयापचय में भाग लेते हैं, जिससे कोशिकाओं को हार्मोन के प्रभाव से असंवेदनशीलता मिलती है। किसी कोशिका पर हार्मोन की लंबे समय तक क्रिया के साथ, हार्मोन को बांधने वाले कुछ रिसेप्टर्स एंडोसोम में प्रवेश करते हैं और फिर लाइसोसोम के अंदर विघटित हो जाते हैं। रिसेप्टर्स की संख्या में कमी से हार्मोन के प्रति कोशिका की संवेदनशीलता कम हो जाती है।

बड़े पौधों की रसधानियों को एक भंडारण कार्य की विशेषता होती है - वे आयन, रंगद्रव्य (उदाहरण के लिए, एंथोसायनिन), माध्यमिक मेटाबोलाइट्स, प्रोटीन (अनाज के एंडोस्पर्म के एलेरोन अनाज में) जमा कर सकते हैं। रिक्तिकाओं के अंदर (उदाहरण के लिए, अंकुरित बीजों में), संग्रहीत प्रोटीन के पाचन की प्रक्रिया पौधों में भी होती है।

भोजी

आमतौर पर ऑटोफैगी दो प्रकार की होती है: माइक्रोऑटोफैगी और मैक्रोऑटोफैगी। माइक्रोऑटोफैगी के दौरान, जैसा कि बहुकोशिकीय पिंडों के निर्माण में होता है, एंडोसोम या लाइसोसोम की झिल्ली के आक्रमण बनते हैं, जो फिर आंतरिक पुटिकाओं के रूप में अलग हो जाते हैं, केवल कोशिका में संश्लेषित पदार्थ ही उनमें प्रवेश करते हैं। इस प्रकार, ऊर्जा या निर्माण सामग्री की कमी होने पर (उदाहरण के लिए, भुखमरी के दौरान) कोशिका प्रोटीन को पचा सकती है। लेकिन माइक्रोऑटोफैगी प्रक्रियाएं सामान्य परिस्थितियों में भी होती हैं और आम तौर पर गैर-चयनात्मक होती हैं। कभी-कभी माइक्रोऑटोफैगी के दौरान अंगक भी पच जाते हैं; इस प्रकार, पेरॉक्सिसोम्स की माइक्रोऑटोफैगी और नाभिक की आंशिक माइक्रोऑटोफैगी, जिसमें कोशिका व्यवहार्य रहती है, को यीस्ट में वर्णित किया गया है।

मैक्रोऑटोफैगी में, साइटोप्लाज्म का एक क्षेत्र (अक्सर किसी प्रकार का ऑर्गेनेल होता है) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम टैंक के समान एक झिल्ली डिब्बे से घिरा होता है। परिणामस्वरूप, यह क्षेत्र दो झिल्लियों द्वारा शेष साइटोप्लाज्म से बंद हो जाता है। यह ऑटोफैगोसोम फिर लाइसोसोम के साथ विलीन हो जाता है और इसकी सामग्री पच जाती है। जाहिरा तौर पर, मैक्रोऑटोफैगी भी गैर-चयनात्मक है, हालांकि अक्सर इस बात पर जोर दिया जाता है कि इसकी मदद से कोशिका "पुराने" ऑर्गेनेल (माइटोकॉन्ड्रिया, राइबोसोम, आदि) से छुटकारा पा सकती है।

तीसरे प्रकार की ऑटोफैगी चैपरोन-निर्भर है। इस विधि से, साइटोप्लाज्म से आंशिक रूप से विकृत प्रोटीन का निर्देशित परिवहन लाइसोसोम झिल्ली के माध्यम से इसकी गुहा में होता है।

आत्म-विनाश

लाइसोसोमल एंजाइम अक्सर तब निकलते हैं जब लाइसोसोम झिल्ली नष्ट हो जाती है। आमतौर पर, वे साइटोप्लाज्म के तटस्थ वातावरण में निष्क्रिय होते हैं। हालाँकि, कोशिका के सभी लाइसोसोम के एक साथ नष्ट होने से इसका आत्म-विनाश हो सकता है - ऑटोलिसिस। पैथोलॉजिकल और सामान्य ऑटोलिसिस हैं। पैथोलॉजिकल ऑटोलिसिस का एक सामान्य प्रकार पोस्टमॉर्टम ऊतक ऑटोलिसिस है।

आम तौर पर, ऑटोलिसिस प्रक्रियाएं शरीर के विकास और कोशिका विभेदन से जुड़ी कई घटनाओं के साथ होती हैं। इस प्रकार, सेल ऑटोलिसिस को पूर्ण कायापलट के दौरान, साथ ही टैडपोल की पूंछ के पुनर्जीवन के दौरान कीट लार्वा में ऊतक विनाश के एक तंत्र के रूप में वर्णित किया गया है। सच है, ये विवरण उस अवधि को संदर्भित करते हैं जब एपोप्टोसिस और नेक्रोसिस के बीच अंतर अभी तक स्थापित नहीं हुआ था, और प्रत्येक मामले में यह पता लगाना आवश्यक है कि क्या एपोप्टोसिस, जो ऑटोलिसिस से जुड़ा नहीं है, वास्तव में किसी अंग या ऊतक के क्षरण का कारण बनता है।

पौधों में, ऑटोलिसिस कोशिकाओं के विभेदन के साथ होता है जो मृत्यु के बाद कार्य करते हैं (उदाहरण के लिए, ट्रेकिड्स या संवहनी खंड)। आंशिक ऑटोलिसिस कफ कोशिकाओं की परिपक्वता के दौरान भी होता है - छलनी ट्यूबों के खंड।

नैदानिक ​​महत्व। लाइसोसोम के विघटन से जुड़े रोग

कभी-कभी, लाइसोसोम के अनुचित कार्य के कारण, भंडारण रोग विकसित हो जाते हैं, जिसमें उत्परिवर्तन के कारण एंजाइम काम नहीं करते हैं या खराब काम करते हैं। भंडारण रोगों का एक उदाहरण ग्लाइकोजन के संचय के कारण होने वाली अमोरोटिक मूर्खता है।

यह सभी देखें

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लिंक

विकिमीडिया फ़ाउंडेशन. 2010.

देखें अन्य शब्दकोशों में "लाइसोसोम" क्या हैं:

लाइसोसोम- * लाइसोसोम * लाइसोसोम एक एकल-परत झिल्ली वाले पशु और कवक कोशिकाओं के अंग हैं जिनमें कई हाइड्रोलाइटिक एंजाइम होते हैं, जिनमें फॉस्फेटेस, ग्लाइकोसिडेस, प्रोटीज, सल्फेटेस, लाइपेस और न्यूक्लीज सहित 50 एसिड हाइड्रॉलिसिस शामिल हैं... ... आनुवंशिकी। विश्वकोश शब्दकोश

- (लिस... और ग्रीक सोमा बॉडी से) सेलुलर संरचनाएं जिनमें प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड को तोड़ने (लाइसिंग) करने में सक्षम एंजाइम होते हैं। फागोसाइटोसिस द्वारा कोशिका में प्रवेश करने वाले पदार्थों के अंतःकोशिकीय पाचन में भाग लें और... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

- (लिस... और ग्रीक सोमा बॉडी से), सेलुलर संरचनाएं जिनमें प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड को तोड़ने (लाइसिंग) करने में सक्षम एंजाइम होते हैं। फागोसाइटोसिस के माध्यम से कोशिका में प्रवेश करने वाले पदार्थों के अंतःकोशिकीय पाचन में भाग लें और... ... विश्वकोश शब्दकोश

- (ग्रीक लिसिस क्षय, अपघटन और सोम शरीर से) जानवरों और पौधों के जीवों की कोशिकाओं में संरचनाएं जिनमें एंजाइम (लगभग 40) होते हैं जो प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, लिपिड (इसलिए नाम) को तोड़ने (लाइसिंग) करने में सक्षम होते हैं। .. ... महान सोवियत विश्वकोश

लाइसोसोम एक यूकेरियोटिक कोशिका का एकल-झिल्ली अंग है, जो मुख्य रूप से आकार में गोलाकार होता है और आकार में 1 माइक्रोन से अधिक नहीं होता है। पशु कोशिकाओं की विशेषता, जहां उन्हें बड़ी मात्रा में समाहित किया जा सकता है (विशेषकर फागोसाइटोसिस में सक्षम कोशिकाओं में)। पादप कोशिकाओं में, लाइसोसोम के कई कार्य केंद्रीय रिक्तिका द्वारा किए जाते हैं।

लाइसोसोम की संरचना

लाइसोसोम कई दर्जन द्वारा साइटोप्लाज्म से अलग होते हैं हाइड्रोलाइटिक (पाचन) एंजाइम, प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और न्यूक्लिक एसिड को तोड़ना। एंजाइम प्रोटीज, लाइपेस, न्यूक्लीज, फॉस्फेटेस आदि समूहों से संबंधित हैं।

हाइलोप्लाज्म के विपरीत, लाइसोसोम का आंतरिक वातावरण अम्लीय होता है, और यहां मौजूद एंजाइम केवल कम पीएच पर सक्रिय होते हैं।

लाइसोसोम एंजाइमों का अलगाव आवश्यक है, अन्यथा, एक बार साइटोप्लाज्म में, वे सेलुलर संरचनाओं को नष्ट कर सकते हैं।

लाइसोसोम का निर्माण

लाइसोसोम का निर्माण होता है। लाइसोसोम के एंजाइम (अनिवार्य रूप से प्रोटीन) को खुरदरी सतह पर संश्लेषित किया जाता है, जिसके बाद उन्हें पुटिकाओं (झिल्ली से बंधे पुटिकाओं) का उपयोग करके गोल्गी में ले जाया जाता है। यहां प्रोटीन को संशोधित किया जाता है, उनकी कार्यात्मक संरचना प्राप्त की जाती है, और अन्य पुटिकाओं में पैक किया जाता है - लाइसोसोम प्राथमिक हैं, - जो गोल्गी तंत्र से अलग हो जाता है। आगे, में बदलना द्वितीयक लाइसोसोम, अंतःकोशिकीय पाचन का कार्य करते हैं। कुछ कोशिकाओं में, प्राथमिक लाइसोसोम अपने एंजाइमों को साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से परे स्रावित करते हैं।

लाइसोसोम के कार्य

लाइसोसोम के कार्य पहले से ही उनके नाम से संकेतित हैं: लिसीस - विभाजन, सोमा - शरीर।

जब पोषक तत्व या कोई सूक्ष्मजीव कोशिका में प्रवेश करते हैं, तो लाइसोसोम उनके पाचन में भाग लेते हैं। इसके अलावा, वे कोशिका की अनावश्यक संरचनाओं और यहां तक ​​कि जीवों के पूरे अंगों को भी नष्ट कर देते हैं (उदाहरण के लिए, कई उभयचरों के विकास के दौरान पूंछ और गलफड़े)।

नीचे लाइसोसोम के मुख्य, लेकिन एकमात्र कार्यों का विवरण नहीं दिया गया है।

एन्डोसाइटोसिस द्वारा कोशिका में प्रवेश करने वाले कणों का पाचन

द्वारा एंडोसाइटोसिस (फोगोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस)अपेक्षाकृत बड़े पदार्थ (पोषक तत्व, बैक्टीरिया, आदि) कोशिका में प्रवेश करते हैं। इस मामले में, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली कोशिका में प्रवेश कर जाती है, एक संरचना या पदार्थ अंतःक्षेपण में आ जाता है, जिसके बाद अंतःक्षेपण अंदर की ओर हो जाता है, और एक पुटिका का निर्माण होता है ( इंडोसोम), एक झिल्ली से घिरा हुआ, - फागोसाइटिक (ठोस कणों के साथ) या पिनोसाइटिक (समाधान के साथ)।

भोजन का अवशोषण इसी तरह से हो सकता है (उदाहरण के लिए, अमीबा में)। इस स्थिति में द्वितीयक लाइसोसोम भी कहा जाता है पाचन रसधानी. पचे हुए पदार्थ द्वितीयक लाइसोसोम से कोशिकाद्रव्य में प्रवेश करते हैं। एक अन्य विकल्प बैक्टीरिया का पाचन है जो कोशिका में प्रवेश कर चुका है (फैगोसाइट्स में देखा गया - शरीर की रक्षा के लिए विशेष ल्यूकोसाइट्स)।

द्वितीयक लाइसोसोम में बचे अनावश्यक पदार्थों को एक्सोसाइटोसिस (एंडोसाइटोसिस के विपरीत) द्वारा कोशिका से हटा दिया जाता है। अपचित पदार्थों को बाहर निकालने वाले लाइसोसोम को कहा जाता है अवशिष्ट शरीर.

भोजी

द्वारा स्वरभंग (ऑटोफैगी)कोशिका को अपनी स्वयं की संरचनाओं (विभिन्न अंग, आदि) से छुटकारा मिल जाता है जिनकी उसे आवश्यकता नहीं होती है।

सबसे पहले, ऐसा अंगक चिकनी ईआर से अलग एक प्राथमिक झिल्ली से घिरा होता है। इसके बाद, परिणामी पुटिका प्राथमिक लाइसोसोम के साथ विलीन हो जाती है। एक द्वितीयक लाइसोसोम बनता है, जिसे कहते हैं ऑटोफैगी रिक्तिका. इसमें कोशिकीय संरचना का पाचन होता है।

विभेदन की प्रक्रिया में कोशिकाओं में ऑटोफैगी विशेष रूप से स्पष्ट होती है।

आत्म-विनाश

अंतर्गत आत्म-विनाशकोशिका स्व-विनाश को समझें। कायापलट और ऊतक परिगलन के दौरान विशेषता।

ऑटोलिसिस तब होता है जब कई लाइसोसोम की सामग्री साइटोप्लाज्म में छोड़ी जाती है। आमतौर पर, हाइलोप्लाज्म के काफी तटस्थ वातावरण में, लाइसोसोम एंजाइम जिन्हें अम्लीय वातावरण की आवश्यकता होती है वे निष्क्रिय हो जाते हैं। हालाँकि, जब कई लाइसोसोम नष्ट हो जाते हैं, तो पर्यावरण की अम्लता बढ़ जाती है, लेकिन एंजाइम सक्रिय रहते हैं और सेलुलर संरचनाओं को तोड़ देते हैं।

A. लाइसोसोम की संरचना

लाइसोसोम 0.2-2.0 माइक्रोन के व्यास वाले अंग होते हैं, जो एक साधारण झिल्ली से घिरे होते हैं, जो विभिन्न प्रकार के आकार लेने में सक्षम होते हैं। आमतौर पर प्रति कोशिका कई सौ लाइसोसोम होते हैं। लाइसोसोम का कार्य सेलुलर घटकों को ख़राब करना है। लाइसोसोम में लगभग 40 प्रकार के विभिन्न पाचन एंजाइमों की उपस्थिति के कारण गिरावट प्राप्त होती है - अम्लीय क्षेत्र में इष्टतम कार्रवाई के साथ हाइड्रॉलेज़। लाइसोसोम में मुख्य एंजाइम एसिड फॉस्फेट है। लाइसोसोम झिल्ली में एटीपी-निर्भर रिक्तिका-प्रकार के प्रोटॉन पंप होते हैं। वे लाइसोसोम को प्रोटॉन से समृद्ध करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप लाइसोसोम के आंतरिक वातावरण का पीएच 4.5-5.0 होता है (जबकि साइटोप्लाज्म में पीएच 7.0-7.3 होता है)। लाइसोसोमल एंजाइमों का pH इष्टतम लगभग 5.0 होता है, अर्थात अम्लीय क्षेत्र में। साइटोप्लाज्म की विशेषता, तटस्थ के करीब पीएच मान पर, इन एंजाइमों की गतिविधि कम होती है। जाहिर है, यह उस स्थिति में कोशिकाओं को स्व-पाचन से बचाने के लिए एक तंत्र के रूप में कार्य करता है जब एक लाइसोसोमल एंजाइम गलती से साइटोप्लाज्म में प्रवेश कर जाता है।

बी. कार्य

लाइसोसोम का मुख्य कार्य उनमें फंसे मैक्रोमोलेक्यूल्स और ऑर्गेनेल का एंजाइमैटिक क्षरण है। एक उदाहरण ऑटोफैगी (ऑर्गेनेल कैप्चर) (1) के तंत्र के माध्यम से खर्च किए गए माइटोकॉन्ड्रिया का क्षरण है। ऑर्गेनेल पर कब्जा करने के बाद, प्राथमिक लाइसोसोम द्वितीयक में बदल जाते हैं, जिसमें हाइड्रोलाइटिक दरार की प्रक्रिया होती है (2)। परिणामस्वरूप, "अवशिष्ट पिंड" बनते हैं, जिनमें गैर-हाइड्रोलाइज्ड टुकड़े होते हैं। लाइसोसोम एंडोसाइटोसिस और फागोसाइटोसिस के माध्यम से कोशिकाओं द्वारा ग्रहण किए गए मैक्रोमोलेक्यूल्स और कणों, जैसे कि लिपोप्रोटीन, प्रोटीहोर्मोन और बैक्टीरिया (हेटरोफैगी) के क्षरण के लिए भी जिम्मेदार हैं। इस मामले में, लाइसोसोम एंडोसोम (3) के साथ विलीन हो जाते हैं, जिसमें नष्ट होने वाले पदार्थ होते हैं।

बी. एंजाइम, उनकी रासायनिक प्रकृति और कार्यात्मक महत्व।

लाइसोसोम एंजाइम: राइबोन्यूक्लिज़, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिज़, फॉस्फेटेज़, ग्लाइकोसिडेस, एरिलसल्फेटेस (कार्बनिक सल्फ्यूरिक एसिड एस्टर), कोलेजनेज़, कैथेप्सिन।

डी. कार्य

लाइसोसोम अत्यंत बहुरूपी संरचनाएं हैं, जिनकी संरचना की जांच केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत ही की जा सकती है। उनकी विविधता इस तथ्य के कारण है कि वे विभिन्न पदार्थों और संरचनाओं से भरे हुए हैं जो टूटने और पाचन के विभिन्न चरणों में हैं। सबसे सरल लाइसोसोम (प्रोटोलिसोसोम या प्राथमिक लाइसोसोम) सजातीय सामग्री के साथ झिल्ली से घिरे पुटिका होते हैं, जो गोल्गी तंत्र के पास स्थानीयकृत होते हैं। लाइसोसोम का निर्माण स्रावी कणिकाओं के विकास के समान है। एंजाइमों का संश्लेषण दानेदार रेटिकुलम के राइबोसोम पर होता है, और लाइसोसोम के निर्माण की प्रक्रिया गोल्गी तंत्र में होती है। सबूत है कि लाइसोसोम का गठन इंट्रासेल्युलर जाल तंत्र से जुड़ा हुआ है, न केवल उनका स्थानीयकरण है, बल्कि लाइसोसोम के अलावा और गोल्गी कॉम्प्लेक्स में एसिड फॉस्फेट का पता लगाना भी है।

द्वितीयक लाइसोसोम प्राथमिक लाइसोसोम से या तो फागोसाइटोसिस की प्रक्रिया के माध्यम से या ऑटोलिसिस के परिणामस्वरूप बनते हैं।

फागोसाइटोसिस के परिणामस्वरूप, फागोसोम कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में दिखाई देते हैं - रिक्तिकाएं, प्लाज्मा झिल्ली के एक टुकड़े से घिरी होती हैं, जिसके अंदर एक कैद कण होता है। प्राथमिक लाइसोसोम वाले ये फागोसोम पाचन रसधानी बनाते हैं - द्वितीयक लाइसोसोम के प्रकारों में से एक। पाचन रिक्तिका के अंदर हाइड्रोलेज़ की क्रिया के तहत, कैप्चर किए गए मैक्रोमोलेक्यूल्स मोनोमर्स में टूट जाते हैं जो कोशिका द्वारा उपयोग किए जाते हैं।

लाइसोसोम का पुन: उपयोग किया जा सकता है और दूसरे फागोसोम के साथ फिर से जोड़ा जा सकता है। अन्य मामलों में, यह केवल एक बार काम करता है और, अपनी क्षमताओं को समाप्त करने के बाद, एक नई पाचन प्रक्रिया में प्रवेश नहीं कर सकता है।

ऑटोलिसिस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, एक अन्य प्रकार के द्वितीयक लाइसोसोम का निर्माण होता है - तथाकथित ऑटोलिसोसोम। ऑटोलिसिस (स्वयं कोशिका से संबंधित संरचनाओं का पाचन) की घटना इस तथ्य के कारण है कि सेलुलर संरचनाओं का जीवन असीमित नहीं है। पुराने अंगक मर जाते हैं और लाइसोसोम द्वारा पचने लगते हैं। कोशिका ऑटोलिसिस के दौरान बनने वाले मोनोमर्स का भी उपयोग कर सकती है।

जो कहा गया है, उससे यह स्पष्ट है कि लाइसोसोम की बारीक संरचना की विविधता इस तथ्य के कारण है कि वे विभिन्न उल्टे संरचनाओं से भरे हुए हैं, दोनों ही कोशिका से संबंधित हैं और जो बाहर से इसमें प्रवेश कर चुके हैं।

लाइसोसोम में प्रवेश करने वाली हर चीज़ को नष्ट नहीं किया जा सकता। उदाहरण के लिए, लाइसोसोम हाइड्रॉलिसिस में लाइपेज का केवल बहुत छोटा प्रतिशत होता है, इसलिए टेलोलिसोसोम में लिपिड घटक अक्सर नहीं टूटते हैं। अवशिष्ट पिंड बनते हैं - लाइसोसोम अपचित अवशेषों से भरे होते हैं, जिससे हाइड्रोलेज़ की उनकी पूरी आपूर्ति समाप्त हो जाती है। ऐसी संरचनाएं - टेलोलिसोसोम - या तो कोशिका के बाहर हटा दी जाती हैं, उदाहरण के लिए, प्रोटोजोआ में, या कोशिका की मृत्यु तक कोशिका में ही रहती हैं। कुछ तंत्रिका कोशिकाओं में, रंगीन अपाच्य कणों के रूप में ऐसे गिट्टी पदार्थ (उदाहरण के लिए, लिपोफ़सिन अनाज, जो उम्र बढ़ने का एक संकेतक हैं) जीव के पूरे जीवन भर बने रहते हैं।

उन मामलों का भी उल्लेख किया जाना चाहिए जहां हाइड्रोलाइटिक एंजाइम लाइसोसोम के बाहर अपनी गतिविधि प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, कोशिका की कुछ रोग संबंधी स्थितियों के तहत, लाइसोसोम के आसपास की झिल्ली एंजाइमों के लिए पारगम्य हो जाती है जो लाइसोसोम से परे जाते हैं और कोशिका को पचाना शुरू कर देते हैं। इस प्रकार, उम्र बढ़ने, मरने वाली कोशिकाओं का विनाश दो तरीकों से हो सकता है। या तो इन कोशिकाओं को मैक्रोफेज द्वारा पकड़ लिया जाता है और उनके लाइसोसोम के हाइड्रॉलिसिस द्वारा तोड़ दिया जाता है, या कोशिका का ऑटोलिसिस तंत्र सक्रिय हो जाता है।

लाइसोसोम का उपयोग करने का एक पूरी तरह से अलग बाह्यकोशिकीय तरीका हड्डी के ऊतकों के हिस्टोजेनेसिस और हड्डी रीमॉडलिंग के दौरान देखा जाता है। इस मामले में, विशेष सिम्प्लास्टिक संरचनाएं - ऑस्टियोक्लास्ट्स - लाइसोसोम को हड्डी के ऊतकों के मध्यवर्ती पदार्थ में स्रावित करती हैं, जो लाइसोसोम हाइड्रॉलिसिस की क्रिया के तहत नष्ट हो जाती हैं।

टैडपोल पूंछ का लसीका भी लाइसोसोम की गतिविधि से जुड़ी एक प्रक्रिया है।

इस प्रकार, लाइसोसोम बाह्यकोशिकीय प्रक्रियाओं में भी भूमिका निभाते हैं और समग्र रूप से जीव के लिए अनुकूली महत्व रखते हैं।

3. माइटोकॉन्ड्रिया: संरचना और कार्य

A. माइटोकॉन्ड्रिया संरचना

माइटोकॉन्ड्रिया बैक्टीरिया के आकार (लगभग 1 x 2 माइक्रोन) के अंग हैं। ये लगभग सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं में बड़ी संख्या में पाए जाते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया साइटोप्लाज्मिक ऑर्गेनेल हैं। उनकी संख्या और आकार कोशिका के कार्य के आधार पर भिन्न-भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, स्तनधारियों में, यकृत कोशिकाओं में 1000-1500 माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं। उन सभी में सामान्य संरचनात्मक विशेषताएं हैं: मैट्रिक्स, आंतरिक और बाहरी झिल्ली। आमतौर पर, एक कोशिका में लगभग 2000 माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं, जिनकी कुल मात्रा कोशिका की कुल मात्रा का 25% तक होती है। माइटोकॉन्ड्रियन दो झिल्लियों से घिरा होता है - एक चिकनी बाहरी झिल्ली और एक मुड़ी हुई भीतरी झिल्ली, जिसकी सतह बहुत बड़ी होती है। आंतरिक झिल्ली की तहें माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में गहराई से प्रवेश करती हैं, जिससे अनुप्रस्थ सेप्टा - क्राइस्टे बनता है। बाहरी और भीतरी झिल्लियों के बीच के स्थान को आमतौर पर इंटरमेम्ब्रेन स्पेस कहा जाता है।

विभिन्न प्रकार की कोशिकाएँ माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या और आकार और क्राइस्टे की संख्या दोनों में एक दूसरे से भिन्न होती हैं। सक्रिय ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं वाले ऊतकों में माइटोकॉन्ड्रिया, उदाहरण के लिए हृदय की मांसपेशियों में, विशेष रूप से कई क्रिस्टे होते हैं। माइटोकॉन्ड्रियल आकार में भिन्नताएं, जो उनकी कार्यात्मक स्थिति पर निर्भर करती हैं, एक ही प्रकार के ऊतकों में भी देखी जा सकती हैं। माइटोकॉन्ड्रिया परिवर्तनशील और प्लास्टिक अंगक हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में अभिन्न झिल्ली प्रोटीन होते हैं। बाहरी झिल्ली में पोरिन होते हैं, जो छिद्र बनाते हैं और झिल्ली को 10 kDa तक के आणविक भार वाले पदार्थों के लिए पारगम्य बनाते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली अधिकांश अणुओं के लिए अभेद्य है; अपवाद O2, CO2, H20 हैं। माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में असामान्य रूप से उच्च प्रोटीन सामग्री (75%) होती है। इनमें परिवहन वाहक प्रोटीन, एंजाइम, श्वसन श्रृंखला के घटक और एटीपी सिंथेज़ शामिल हैं। इसके अलावा, इसमें एक असामान्य फॉस्फोलिपिड, कार्डियोलिपिन होता है। मैट्रिक्स प्रोटीन, विशेष रूप से साइट्रेट चक्र एंजाइमों से भी समृद्ध है।

बी. चयापचय कार्य

माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका के "पावरहाउस" हैं, क्योंकि पोषक तत्वों के ऑक्सीडेटिव क्षरण के कारण, वे कोशिका के लिए आवश्यक अधिकांश एटीपी (एटीपी) को संश्लेषित करते हैं। निम्नलिखित चयापचय प्रक्रियाएं माइटोकॉन्ड्रिया में स्थानीयकृत होती हैं: पाइरूवेट का एसिटाइल-सीओए में रूपांतरण, पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स द्वारा उत्प्रेरित: साइट्रेट चक्र; एटीपी संश्लेषण से जुड़ी श्वसन श्रृंखला (इन प्रक्रियाओं के संयोजन को "ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन" कहा जाता है); बीटा-ऑक्सीकरण और आंशिक रूप से यूरिया चक्र द्वारा फैटी एसिड का टूटना। माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका को मध्यवर्ती चयापचय के उत्पादों की भी आपूर्ति करता है और ईआर के साथ, कैल्शियम आयनों के डिपो के रूप में कार्य करता है, जो आयन पंपों की मदद से साइटोप्लाज्म में Ca2+ एकाग्रता को निरंतर निम्न स्तर (1 μmol से नीचे) पर बनाए रखता है। /l), अर्थात, साइटोसोल से Ca2+ आयनों का अवशोषण। साइटोसोल में Ca2+ सांद्रता को बहुत निम्न स्तर पर बनाए रखा जाना चाहिए, क्योंकि इन आयनों की सांद्रता में मामूली परिवर्तन भी विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाओं के लिए नियामक संकेतों के रूप में कार्य करता है (धारा 13.3.7)। आंतरिक झिल्ली में एक परिवहन प्रोटीन होता है जो झिल्ली क्षमता की ऊर्जा का उपयोग करके Ca2+ को प्रभावी ढंग से मैट्रिक्स में स्थानांतरित करता है।

माइटोकॉन्ड्रिया का मुख्य कार्य साइटोप्लाज्म से ऊर्जा-समृद्ध सब्सट्रेट्स (फैटी एसिड, पाइरूवेट, अमीनो एसिड के कार्बन कंकाल) को पकड़ना और एटीपी के संश्लेषण के साथ मिलकर CO2 और H2O के गठन के साथ उनका ऑक्सीडेटिव टूटना है।

साइट्रेट चक्र की प्रतिक्रियाओं से कार्बन युक्त यौगिकों (CO2) का पूर्ण ऑक्सीकरण होता है और कम करने वाले समकक्षों का निर्माण होता है, मुख्य रूप से कम किए गए कोएंजाइम के रूप में। इनमें से अधिकांश प्रक्रियाएँ मैट्रिक्स में होती हैं। श्वसन श्रृंखला एंजाइम जो कम किए गए कोएंजाइम को पुन: ऑक्सीकृत करते हैं, आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में स्थानीयकृत होते हैं। NADH और एंजाइम-लिंक्ड FADH2 का उपयोग ऑक्सीजन को कम करने और पानी बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन दाताओं के रूप में किया जाता है। यह अत्यधिक एक्सर्जोनिक प्रतिक्रिया मल्टीस्टेप है और इसमें मैट्रिक्स से आंतरिक झिल्ली के माध्यम से इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में प्रोटॉन (एच +) का स्थानांतरण शामिल है। परिणामस्वरूप, आंतरिक झिल्ली पर एक विद्युत रासायनिक प्रवणता बन जाती है। माइटोकॉन्ड्रिया में, एडीपी से एटीपी और एटीपी सिंथेज़ द्वारा उत्प्रेरित अकार्बनिक फॉस्फेट (पीआई) को संश्लेषित करने के लिए एक इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट कई परिवहन प्रणालियों के पीछे की प्रेरक शक्ति भी है

माइटोकॉन्ड्रिया महत्वपूर्ण जैव रासायनिक कार्य करते हैं, विशेष रूप से, उनमें एरोबिक ऑक्सीकरण होता है। इसीलिए इन अंगों को अक्सर शरीर की ऊर्जा फ़ैक्टरी कहा जाता है। ऊर्जा एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) में संग्रहित होती है। हमारे भोजन में तीन ऊर्जा स्रोतों में से, अमीनो एसिड और वसा केवल एरोबिक ऑक्सीकरण द्वारा टूटते हैं, जो माइटोकॉन्ड्रिया में होता है। इसके अलावा, वे साइट्रिक एसिड चक्र चलाते हैं। माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में एक क्रमबद्ध मल्टीएंजाइम प्रणाली होती है, और कार्यात्मक रूप से महत्वपूर्ण क्रम में एंजाइमों का वितरण जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के एक क्रमबद्ध अनुक्रम की गारंटी देता है।

बी परिवहन प्रणाली

माइटोकॉन्ड्रिया में आंतरिक और बाहरी झिल्ली होती है।

आंतरिक झिल्ली अधिकांश कम आणविक भार वाले यौगिकों के लिए अभेद्य है। यह न केवल मध्यवर्ती चयापचय के उत्पादों (उदाहरण के लिए, पाइरूवेट और एसिटाइल-सीओए) को बरकरार रखता है, बल्कि अकार्बनिक आयनों (H+ और Na+) को भी बरकरार रखता है। इसलिए, साइटोप्लाज्म और माइटोकॉन्ड्रिया में आयनों और मेटाबोलाइट्स के स्वतंत्र पूल मौजूद होते हैं। इसके विपरीत, बाहरी झिल्ली में छिद्र बनाने वाले प्रोटीन होते हैं जो इसे कम आणविक भार वाले यौगिकों के लिए पारगम्य बनाते हैं।

परिवहन प्रणालियाँ

साइटोप्लाज्म और मैट्रिक्स के बीच आदान-प्रदान माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थानीयकृत विशेष परिवहन प्रणालियों द्वारा सुनिश्चित किया जाता है और विभिन्न पदार्थों (पाइरूवेट, फॉस्फेट, एटीपी, एडीपी, ग्लूटामेट, एस्पार्टेट, मैलेट, 2-ऑक्सोग्लूटारेट, साइट्रेट,) को परिवहन करने में सक्षम होता है। फैटी एसिड) एंटीपोर्ट (विनिमय प्रसार, ए), सिम्पोर्ट (संयुग्मित परिवहन, एस) या यूनिपोर्ट (सुविधा प्रसार, यू) जैसे तंत्रों के माध्यम से (चित्र 221 देखें)। इसमें Ca2+ आयनों के लिए एक वाहक भी है, जो ER के साथ, साइटोप्लाज्म में Ca2+ की सांद्रता को नियंत्रित करता है।

अधिकांश ए.टी.पी. मैट्रिक्स में माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा उत्पादित, एडीपी (विनिमय प्रसार) के बदले में एडीपी/एटीपी ट्रांसलोकेस द्वारा साइटोप्लाज्म तक पहुंचाया जाता है। एडीपी/एटीपी परिवहन की परवाह किए बिना, फॉस्फेट प्रोटॉन के साथ माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करता है।

इसी तरह, पाइरूवेट-विशिष्ट ट्रांसपोर्टर की भागीदारी से, पाइरूवेट और प्रोटॉन को एक साथ आंतरिक झिल्ली के माध्यम से ले जाया जाता है।

फैटी एसिड का परिवहन

माइटोकॉन्ड्रिया में, फैटी एसिड के स्थानांतरण के लिए एक विशेष परिवहन प्रणाली जिम्मेदार होती है। एसाइल-सीओए के रूप में सक्रिय फैटी एसिड कार्निटाइन के साथ बातचीत के बाद साइटोप्लाज्म में परिवहन योग्य हो जाते हैं। परिणामी एसाइलकार्निटाइन को कार्निटाइन ट्रांसपोर्टर द्वारा मैट्रिक्स में ले जाया जाता है, जो मुफ्त कार्निटाइन के बदले में होता है। मैट्रिक्स में, एसाइल अवशेष सीओए से पुनः जुड़ जाते हैं।

मैलेट शटल

ग्लाइकोलाइसिस द्वारा साइटोप्लाज्म में गठित NADH+H+ (कोएंजाइम-बाउंड हाइड्रोजन) के रूप में कम करने वाले समकक्षों को आयात करने के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया में कई शटल सिस्टम होते हैं। स्तनधारी माइटोकॉन्ड्रिया में, यह परिवहन मुख्य रूप से मैलेट-ऑक्सालोएसीटेट जोड़ी का उपयोग करके एक शटल तंत्र द्वारा किया जाता है। इस तंत्र का मुख्य कार्य मैलेट की संरचना में कम करने वाले समकक्षों का स्थानांतरण है। ट्रांसपोर्टर के माध्यम से मैट्रिक्स में प्रवेश करने वाला मैलेट, मैलेट डिहाइड्रोजनेज की क्रिया के तहत ऑक्सालोएसीटेट में ऑक्सीकृत हो जाता है। एस्पार्टेट में संक्रमण के बाद ही ऑक्सालोएसीटेट को वापस साइटोप्लाज्म में स्थानांतरित किया जाता है। चूँकि ऑक्सालोएसीटेट अधिक मात्रा में बन सकता है, ग्लूटामेट और 2-ऑक्सोग्लूटारेट ट्रांसएमिनेशन प्रतिक्रिया और उसके बाद के परिवहन में शामिल होते हैं। आरेख से पता चलता है कि मैलेट शटल एनएडी+ को स्थानांतरित किए बिना साइटोप्लाज्मिक एनएडीएच से माइटोकॉन्ड्रिया तक कम करने वाले समकक्षों को परिवहन करने के लिए दोनों दिशाओं में कार्य करता है। कीट माइटोकॉन्ड्रिया में, कम करने वाले समकक्षों का ट्रांसमेम्ब्रेन स्थानांतरण ग्लिसरोफॉस्फेट शटल का उपयोग करके किया जाता है।

आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में परिवहन प्रक्रियाओं के लिए प्रेरक शक्ति मेटाबोलाइट्स या इलेक्ट्रोकेमिकल क्षमता की एकाग्रता ढाल है (चित्र 143 देखें)। उदाहरण के लिए, कार्निटाइन फैटी एसिड परिवहन प्रणाली साइटोप्लाज्म में एसाइल-सीओए की उच्च सांद्रता के कारण संचालित होती है। फॉस्फेट और पाइरूवेट के आयात के लिए प्रेरक शक्ति प्रोटॉन ग्रेडिएंट है, जबकि एटीपी/एडीपी विनिमय और सीए2+ आयनों की रिहाई आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की ट्रांसमेम्ब्रेन क्षमता पर निर्भर करती है।

डी. माइटोकॉन्ड्रियल एंजाइम

माइटोकॉन्ड्रिया के मुख्य एंजाइम:

माइटोकॉन्ड्रियल एंजाइम घुलनशील और अघुलनशील प्रोटीन से बने होते हैं: फ्लेवोप्रोटीन, साइटोक्रोम - श्वसन श्रृंखला के घटक - माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली और लकीरों पर मजबूती से तय होते हैं। घुलनशील एंजाइम फॉस्फोलिपिड्स और फैटी एसिड के जैवसंश्लेषण में भाग लेते हैं; इसमें एंजाइमों का एक पूरा सेट भी है जो ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र के परिवर्तनों को उत्प्रेरित करता है।