Lysosom

Wenn du dich in Bio gerade mit dem Aufbau der Zelle beschäftigst, hast du bestimmt schon einmal etwas über Vesikel gehört. Eine besondere Kategorie der Vesikel sind die Lysosomen. simpleclub erklärt dir alles Wichtige über die Funktionen und den Aufbau des „Magens der Zelle“!

Lysosom einfach erklärt

Lysosomen gehören zu den Vesikeln. Sie sind in Eukaryoten, insbesondere in Zellen von Tieren zu finden.

Lysosomen haben wichtige Aufgaben für die Verdauung der Zelle innerhalb des Cytoplasmas (Zellplasmas). Grundsätzlich sind Lysosomen Vesikel und haben daher auch deren kugelförmige, bläschenartige Erscheinungsform. Durch die einfache Biomembran und ein Transportprotein im Inneren der Lysosomen wird ein konstantes saures Milieu mit einem pH-Wert von 4,5 bis 5 aufrechterhalten. Diese saure Umgebung unterstützt die Verdauungsfunktion der Lysosomen.

Im Inneren der Lysosomen befinden sich sogenannte hydrolytische Enzyme. Diese gewährleisten die der Verdauungsfunktion im Lumen (also im Inneren der Lysosomen).

Die Enzyme im Lumen der Lysosomen sind:

• Nukleasen, diese sind für den Abbau der Nukleinsäuren zuständig.
• Proteinasen, diese sind für den Abbau von Proteinen zuständig.
• Lipasen, diese sind für den Abbau von Fetten zuständig.

Diese hydrolytischen Enzyme der Lysosomen ermöglichen die Hydrolyse von Proteinen, Mehrfachzuckern, Nukleinsäuren und Fetten und damit deren Verdauung.

Lysosomen verschmelzen beispielsweise mit anderen Vesikeln. Sie verschmelzen mit Endosomen oder Phagosomen zu sogenannten sekundären Lysosomen. Diese sekundären Lysosomen sind dann fähig,

• Zellfremde Stoffe (= Heterophagie) (zum Beispiel Bestandteile von Nikotin oder Alkohol)
• Zelleigene Stoffe (= Autophagie) (zum Beispiel Teile des Cytoplasmas oder anderer Organellen) abzubauen.

Lysosomen Definition

Lysosom Aufbau

Grundsätzlich sind Lysosomen Vesikel und sind somit so aufgebaut: Eine kugelförmige, bläschenartige Erscheinung, umgeben von einer Biomembran.

Durch ihren vesikelartigen Aufbau können Lysosomen vor allem Partikel in ihr Inneres aufnehmen und transportieren. Lysosomen beinhalten Verdauungsenzyme. Diese werden lysosomale Enzyme genannt. Diese Enzyme sind für die Hydrolyse von Makromolekülen vorhanden. Die bläschenförmigen Lysosomen sind von einer einfachen Biomembran umgeben und bewegen sich frei im Cytoplasma.

Für die Bildung von Lysosomen werden die hydrolytischen Enzyme in der Regel im rauen endoplasmatischen Retikulum von Eukaryoten in tierischen Zellen gebildet. Anschließend werden sie zum Golgi-Apparat transportiert und dann zu Vesikeln abgeschnürt. Vor der Abschnürung verleiht der Golgi-Apparat den Lysosomen einen Marker, also ein Molekül zur Erkennung.

Nach Fertigstellung der Lysosomen im Golgi-Apparat löst sich dieser Marker wieder und wird für das nächste Lysosom wiederverwendet. Zum Schluss werden sie in das Cytoplasma freigegeben. So entstehen die bläschenartigen Lysosomen mit den lysosomalen Enzymen in ihrem Inneren (also ihrem Lumen). Diese Lysosomen, die vom Golgi-Apparat abgeschnürt wurden, nennt man dann primäre Lysosomen.

Lysosomen sind ca. 1 µm groß. Sie zeichnen sich durch ihren niedrigen pH-Wert im Inneren und ihre besondere Ausstattung an Enzymen aus. Das sind insbesondere saure Hydrolasen mit einem pH-Wert von 4,5 bis 5, die sich im Lumen der Bläschen befinden. Die Biomembran und ein Protein der Lysosomen hält dieses saure Milieu aufrecht. Die Umgebung der Lysosomen, also das Cytoplasma, hat hingegen einen pH-Wert von ca. 7,2. Das vergleichsweise saure Milieu im Inneren der Lysosomen erleichtert die Verdauung der Partikel.

Die Enzyme, die sich innerhalb der Lysosomen befinden sind:

• Nukleasen: Diese sind für den Abbau der Nukleinsäuren zuständig.
• Proteinasen: Diese sind für den Abbau von Proteinen zuständig.
• Lipasen: Diese sind für den Abbau von Fetten zuständig.

Diese Enzyme helfen bei der Hydrolyse von

• Proteinen
• Mehrfachzuckern (Polysacchariden)
• Nukleinsäuren
• Fetten (Lipiden).

Sekundäre Lysosomen

Wenn im Zytoplasma Lysosomen (bei diesem Prozess primäre Lysosomen) mit anderen Vesikeln verschmelzen, entstehen sogenannte sekundäre Lysosomen.

Bei der Endozytose verschmelzen Lysosomen mit Endosomen. Daraus wird dann ein Endolysosom. Diese werden außerhalb der Zelle gebildet und dienen dazu, Stoffe in die Zelle hinein zu bringen. Dafür verbindet sich das Endolysosom mit der Außenmembran der Zelle.

Lysosomen verschmelzen beispielsweise mit:

• Endozytotischen Vesikeln: Daraus werden Heterolysosomen. Diese haben weitere Verdauungsfunktionen in Körperzellen.
• Phagosomen: Daraus werden zum Beispiel Phagolysosomen. Sie dienen der Verdauung von zellfremdem Material in Makrophagen.
• Autophagosomen: Daraus werden Autophagolysosomen. Dies sind Zellorganellen, die defekte zelleigene Organellen abbauen.

Lysosom Funktion

Lysosomen gehören zu den Vesikeln und somit zu den Zellorganellen.

Ihre Hauptaufgabe ist der Abbau von Partikeln innerhalb der Zelle. Das können zum Beispiel Bakterien oder verbrauchte Zellbestandteile sein. Sie werden daher als „Magen der Zelle" bezeichnet. Dadurch, dass sie Verdauungsenzyme (= lysosomale Enzyme) enthalten, können sie innerhalb der Zelle Verdauungsprozesse erledigen. So können sowohl zellfremdes als auch zelleigenes Material sein.

Für den Prozess der Verdauung schließt das Lysosom die Partikel, die verdaut werden sollen, in sein Lumen ein. Das können beispielsweise Nukleinsäuren, Proteine und Fette sein.

Heterophagie

Bei der sogenannten Heterophagie bauen Lysosomen zellfremde Stoffe oder auch Zellgifte ab. Das umfasst beispielsweise auch Bestandteile von Nikotin oder auch Alkohol.

Autophagie

Bei der Autophagie bauen Lysosomen zelleigene Stoffe ab. Dies sind beispielsweise Bestandteile des Cytoplasmas oder Teile von anderen Organellen.

Funktionieren Lysosomen nicht richtig in einem Organismus, kann dies Krankheiten aufgrund von genetischen Defekten zur Folge haben.

Lysosom Zusammenfassung

Lysosomen sind der „Magen der Zelle“. Sie haben wichtige Aufgaben für die Verdauung innerhalb des Cytoplasmas der Zelle. Grundsätzlich gehören sie zu den Vesikeln und haben daher auch deren kugelförmige, bläschenartige Erscheinungsform.

Durch die einfache Biomembran und ein Transportprotein im Inneren (Lumen) der Lysosomen, wird ein konstantes saures Milieu mit einem pH-Wert von 4,5 bis 5 aufrechterhalten. Diese saure Umgebung gewährleistet die Verdauungsfunktion der Lysosomen.

Lysosomen erhalten bei der Bildung im rauen endoplasmatischen Retikulum und anschließenden Fertigstellung im Golgi-Apparat sogenannte hydrolytische Enzyme. Diese sind eine Besonderheit der Lysosomen und gewährleisten die der Verdauungsfunktion im Lumen.

Die Enzyme im Lumen der Lysosomen sind:

• Nukleasen: Diese sind für den Abbau der Nukleinsäuren zuständig.
• Proteinasen: Diese sind für den Abbau von Proteinen zuständig.
• Lipasen: Diese sind für den Abbau von Fetten zuständig.

Diese hydrolytischen Enzyme der Lysosomen ermöglichen die Hydrolyse von Proteinen, Mehrfachzuckern, Nukleinsäuren und Fetten.

Nach der Verschmelzung zu sekundären Lysosomen können sie sowohl

• Zellfremde Stoffe (= Heterophagie)(zum Beispiel Bestandteile von Nikotin oder Alkohol) als auch
• Zelleigene Stoffe (= Autophagie) (zum Beispiel Teile des Cytoplasmas oder anderer Organellen) abbauen.