리소좀 : 특성, 구조, 기능 및 유형 - 생물학 - 2025

리소좀는 동물 세포 내 소기관있는 세포막이다. 그들은 산성 pH를 가지고 있고 소화 효소가 풍부하여 단백질, 탄수화물 및 핵산과 같은 모든 종류의 생물학적 분자를 분해 할 수있는 구획입니다.

또한 셀 외부에서 물질을 분해 할 수 있습니다. 이러한 이유로 리소좀은 세포 대사에서 여러 기능을 가지고 있으며 가수 분해 효소가 풍부한 성분 덕분에 종종 세포의 "위"라고 불립니다.

리소좀은 골지체에서 나오는 소포의 융합에 의해 형성됩니다. 세포는 가수 분해 효소의 "태그"역할을하는 특정 서열을 인식하고이를 형성하는 리소좀으로 보냅니다.

이 액포는 모양이 구형이며 크기가 상당히 다양하여 상당히 동적 인 세포 구조입니다.

발견과 역사적 관점

리소좀은 50 년 전에 크리스티안 드 두브 연구원에 의해 발견되었습니다. De Duve의 팀은 특정 효소의 위치를 ​​조사하기 위해 세포 하 분획 기술을 포함하는 실험을 수행했습니다.

연구자들은 막을 손상시키는 화합물을 첨가함에 따라 가수 분해 효소의 방출이 증가한다는 것을 발견함에 따라이 실험 프로토콜을 통해 세포 기관을 발견 할 수있었습니다.

그 후 분자 생물학 기술의 개선과 전자 현미경과 같은 더 나은 장비의 존재가 그 존재를 확증 할 수있었습니다. 실제로 리소좀은 세포 내 부피의 5 %를 차지한다고 결론을 내릴 수 있습니다.

발견 된 지 얼마 지나지 않아 내부에 가수 분해 효소가 존재한다는 것이 입증되어 리소좀을 일종의 분해 센터로 바 꾸었습니다. 더욱이, 리소좀은 세포 내생과 관련이 있었다.

역사적으로 리소좀은 분자 분해에만 사용되는 세포 내 이입의 종점으로 간주되었습니다. 오늘날 리소좀은 다양한 추가 세포 기관과 융합 할 수있는 동적 세포 구획으로 알려져 있습니다.

형질

리소좀 막을 통해 펌핑하는 양성자. 출처 : Alejandro Porto

리소좀의 형태

리소좀은 단백질을 가수 분해하고 특정 분자를 소화 할 수있는 다양한 효소를 수용하는 동물 세포의 독특한 구획입니다.

그들은 조밀하고 구형의 액포입니다. 구조의 크기는 매우 다양하며 이전에 캡처 한 재료에 따라 다릅니다.

리소좀은 소포체 및 골지체와 함께 세포의 자궁 내막 시스템의 일부입니다. 이 세 가지 구조는 막의 네트워크이지만 서로 연속적이지 않습니다.

리소좀에는 여러 효소가 포함되어 있습니다.

리소좀의 주요 특징은 내부에 가수 분해 효소의 배터리입니다. 광범위한 생체 분자를 분해 할 수있는 효소가 약 50 개 있습니다.

여기에는 뉴 클레아 제, 프로테아제 및 포스 파타 아제 (인지질 모노 뉴클레오타이드 및 기타 화합물에서 인산기를 제거함)가 포함됩니다. 또한, 그들은 다당류와 지질의 분해를 담당하는 다른 효소를 포함합니다.

논리적으로, 이러한 소화 효소는 제어되지 않은 분해를 방지하기 위해 나머지 세포 구성 요소와 공간적으로 분리되어야합니다. 따라서 세포는 리소좀에 들어가는 요소를 조절할 수 있기 때문에 제거해야하는 화합물을 "선택"할 수 있습니다.

리소좀의 환경은 산성입니다

리소좀의 내부는 산성이며 (4.8에 가까움) 포함 된 효소는이 pH 조건에서 잘 작동합니다. 따라서 그들은 산성 가수 분해 효소로 알려져 있습니다.

이 세포 구획의 특징적인 산 pH는 막에 양성자 펌프와 염화물 채널이 있기 때문에 유지됩니다. 함께, 그들은 염산 (HCl)을 리소좀으로 운반합니다. 펌프는 세포 기관의 막에 고정되어 있습니다.

이 산성 pH의 기능은 리소좀에 존재하는 다양한 가수 분해 효소를 활성화하고 세포질의 중성 pH에서 가능한 한 효소 활성을 피하는 것입니다.

이런 식으로, 우리는 이미 통제되지 않은 가수 분해에 대한 보호 역할을하는 두 가지 장벽을 가지고 있습니다. 효소를 분리 된 구획에 보관하고 이러한 효소가이 구획의 산성 pH에서 잘 작동한다는 것입니다.

리소좀 막이 파열 되더라도 효소의 방출은 세포질의 중성 pH로 인해 많은 영향을 미치지 않습니다.

풍모

리소좀의 내부 구성은 가수 분해 효소에 의해 지배되며, 이것이 세포 내 이입, 세포 기관 및 세포질 단백질의 재활용에 의해 세포로 들어가는 세포 외 단백질의 소화가 일어나는 세포 대사의 중요한 영역 인 이유입니다.

아래에서는 리소좀의 가장 두드러진 기능인자가 포식에 의한 분자 분해와 식균 작용에 의한 분해에 대해 자세히 살펴 보겠습니다.

자가 포식

자가 포식이란 무엇입니까?

세포 단백질을 포획하는 한 가지 메커니즘은 "자가 먹는"자가 포식이라고합니다. 이 이벤트는 세포 항상성을 유지하고 더 이상 필요하지 않은 세포 구조를 분해하고 세포 기관의 재활용에 기여합니다.

이 현상을 통해 autophagosomes라고 불리는 소포가 형성됩니다. 이들은 리소좀과 융합되는 소포체에서 나오는 세포질 또는 다른 세포 구획의 작은 영역입니다.

두 세포 기관은 지질 성질의 원형질막으로 구분되어 있기 때문에 융합하는 능력이 있습니다. 두 개의 비누 방울을 함께 맞추는 것과 유사합니다. 더 큰 비누 방울을 만들고 있습니다.

융합 후, 리소좀의 효소 함량은 형성된 다른 소포 내부에 있던 성분을 분해하는 역할을합니다. 이러한 분자의 포획은 선택성이 부족하여 수명이 긴 세포질에있는 단백질의 분해를 유발하는 과정 인 것 같습니다.

자가 포식 및 금식 기간

세포에서 autophagy 이벤트는 사용 가능한 영양소의 양에 의해 조절되는 것으로 보입니다.

신체가 영양소 결핍을 경험하거나 장기간의 금식을 경험하면 분해 경로가 활성화됩니다. 이러한 방식으로 세포는 필수가 아닌 단백질을 분해하고 특정 세포 기관의 재사용을 달성합니다.

금식 기간 동안 리소좀이 중요한 역할을한다는 사실을 알게되면서이 세포 기관에 대한 연구자들의 관심이 높아졌습니다.

자가 포식과 유기체의 발달

영양소 함량이 낮은 기간에 적극적으로 참여하는 것 외에도 리소좀은 특정 유기체 계통의 개발 중에 중요한 역할을합니다.

경우에 따라 발달에는 신체의 전체적인 재 형성이 포함되며, 이는 특정 장기 또는 구조가 과정 중에 제거되어야 함을 의미합니다. 예를 들어, 곤충의 변태에서 리소좀의 가수 분해 함량은 조직의 리모델링에 기여합니다.

세포 내 이입 및 식균 작용

Endocytosis와 phagocytosis는 세포 외부 요소의 흡수와 그에 따른 분해에 역할을합니다.

식균 작용 동안 대 식세포와 같은 특정 세포는 박테리아 또는 세포 파편과 같은 큰 입자를 섭취하거나 분해하는 역할을합니다.

이 분자들은 이전의 경우와 같이 리소좀과 융합되는 식세포 성 액포에 의해 섭취됩니다. 융합은 포식 체 내에서 소화 효소를 방출하고 입자는 분해됩니다.

리소좀의 유형

일부 저자는이 구획을 유형 I과 유형 II의 두 가지 주요 유형으로 구분합니다. I 형 또는 1 차 리소좀은 가수 분해 효소의 저장에 관여하는 반면 2 차 리소좀은 촉매 과정과 관련이 있습니다.

리소좀의 형성

리소좀의 형성은 외부로부터의 분자가 endocytic vesicle을 통해 흡수되는 것으로 시작됩니다. 후자는 초기 엔도 솜이라고 불리는 다른 구조와 융합됩니다.

나중에 초기 엔도 좀은 성숙 과정을 거쳐 후기 엔도 좀을 생성합니다.

형성 과정에서 세 번째 구성 요소 인 수송 소포가 나타납니다. 이들은 Golgi 장치의 트랜스 네트워크에서 나온 산 가수 분해 효소를 포함합니다. 두 구조 (수송 소포와 후기 엔도 좀)는 리소좀 효소 세트를 획득 한 후 융합되어 리소좀이됩니다.

이 과정에서 막 수용체의 재활용은 엔도 좀 재활용을 통해 발생합니다.

산 가수 분해 효소는 리소좀을 생성하는 세포 기관의 융합 과정에서 만노스 -6 인산 수용체에서 분리됩니다. 이 수용체는 골지 트랜스 네트워크에 다시 들어갑니다.

엔도 좀과 리소좀의 차이점

엔도 솜과 리소좀이라는 용어 사이의 혼동은 일반적입니다. 전자는 리소좀과 같은 막으로 둘러싸인 세포 구획입니다. 그러나 두 세포 기관 사이의 중요한 차이점은 리소좀에 만노스 -6- 인산 수용체가 없다는 것입니다.

이 두 생물학적 실체 외에도 다른 유형의 소포가 있습니다. 그중 하나는 액포이며 그 함량은 주로 물입니다.

수송 소포는 이름에서 알 수 있듯이 물질이 세포의 다른 위치로 이동하는 데 참여합니다. 분비 소포는 그 부분에서 노폐물이나 화학 물질 (예 : 뉴런의 시냅스에 관여하는 물질)을 제거합니다.

관련 질병

인간의 경우 리소좀 효소를 암호화하는 유전자의 돌연변이는 30 가지 이상의 선천성 질환과 관련이 있습니다. 이러한 병리학은 "리소좀 축적 질환"이라는 용어에 포함됩니다.

놀랍게도 이러한 상태의 대부분은 단일 리소좀 효소의 손상으로 인해 발생합니다.

영향을받은 개인의 경우 리소좀 내부에 기능이없는 효소가 있으면 노폐물이 축적됩니다.

가장 흔한 리소좀 침착 변화는 고셔병으로 알려져 있으며 당지질을 담당하는 효소를 코딩하는 유전자의 돌연변이와 관련이 있습니다. 흥미로운 사실은이 질병은 유대인 인구 사이에서 상당히 높은 빈도를 보이며 2,500 명 중 1 명에게 영향을 미칩니다.

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