لیزوزومها، اندوزومها و تخریب
لیزوزومها اندامکهایی اسیدی و پر از هیدرولاز هستند که به عنوان محفظه اصلی تخریب سلول عمل میکنند و مواد تحویل داده شده از طریق سیستم اندوزومی و اتوفاژی را تجزیه میکنند. اندوزومهایی که به آنها غذا میدهند، محمولههای داخلی شده را مرتب و بالغ میکنند، در حالی که خود لیزوزوم اکنون نه تنها به عنوان یک مرکز بازیافت، بلکه به عنوان یک مرکز سیگنالدهی که مواد مغذی را حس میکند و پاکسازی را هماهنگ میکند، شناخته میشود.
Definition
لیزوزومها اندامکهای محدود به غشا با یک لومن اسیدی غنی از آنزیمهای هیدرولیتیک هستند که ماکرومولکولهای تحویل داده شده از طریق مسیر اندوزومی و اتوفاژی را تجزیه میکنند، محصولات تجزیه آنها را بازیافت میکنند و به عنوان یک مرکز حسگری و سیگنالدهی مواد مغذی سلولی عمل میکنند.
Scope
این مدخل به مسیر مرتبسازی و بلوغ اندوزومی، زیستزایی لیزوزومی و محیط اسید-هیدرولاز، مسیرهایی که محموله از طریق آنها به لیزوزوم میرسد (اندوسیتوز، فاگوسیتوز و اتوفاژی)، و نقش لیزوزوم در حسگری مواد مغذی و سیگنالدهی هموستاتیک میپردازد. این یک موضوع مرجع سلولشناسی و بافتشناسی است، نه راهنمای بالینی.
Core questions
- چگونه محموله داخلی شده در سطح سلول از طریق اندوزومها به لیزوزوم بالغ میشود؟
- چگونه محیط اسیدی و هیدرولیتیک لیزوزومی تولید و مهار میشود؟
- چگونه اتوفاژی مواد درون سلولی را برای تخریب تحویل میدهد؟
- چگونه لیزوزوم مواد مغذی را حس میکند و برای هماهنگی متابولیسم سلولی سیگنال میدهد؟
Key concepts
- اندوزومهای اولیه و انتهایی
- بلوغ و مرتبسازی اندوزوم
- هیدرولازهای اسیدی لیزوزومی و V-ATPase
- اتوفاژی و اتوفاگوزومها
- فاگوسیتوز و هتروفاژی
- هدفگیری مانوز-۶-فسفات هیدرولازها
- حسگری و سیگنالدهی مواد مغذی لیزوزومی
Key theories
- اتوفاژی
- سلولها اجزای سیتوپلاسمی و اندامکهای آسیبدیده را در اتوفاگوزومهای دوغشایی که با لیزوزومها برای تخریب ادغام میشوند، محبوس میکنند و امکان خودترمیمی و بقا را در شرایط استرس و محرومیت از مواد مغذی فراهم میکنند.
- لیزوزوم به عنوان یک مرکز سیگنالدهی
- فراتر از تخریب، سطح لیزوزومی در دسترس بودن اسید آمینه را حس میکند و سیگنالهای مواد مغذی را یکپارچه میکند—به عنوان مثال فعالسازی mTORC1 در لیزوزوم—که این اندامک را به برنامههای رشد و پاکسازی مرتبط میکند.
Mechanisms
موادی که از طریق اندوسیتوز وارد میشوند، وارد اندوزومهای اولیه میشوند که محموله را برای بازیافت به سطح یا برای تخریب مرتب میکنند؛ محمولهای که برای تخریب در نظر گرفته شده است، با بلوغ اندوزوم، اسیدی شدن و در نهایت تحویل محتویات خود به لیزوزوم، حفظ میشود. هیدرولازهای لیزوزومی در مسیر ترشحی سنتز میشوند، برای تحویل برچسبگذاری میشوند و در یک لومن اسیدی که توسط یک پمپ پروتون واکوئولی حفظ میشود، متمرکز میشوند، جایی که پروتئینها، لیپیدها، اسیدهای نوکلئیک و کربوهیدراتها را تجزیه میکنند. اجزای درون سلولی از طریق اتوفاژی به لیزوزوم میرسند، که در آن اتوفاگوزومهای دوغشایی سیتوپلاسم و اندامکها را میبلعند و با لیزوزوم ادغام میشوند. غشای لیزوزومی همچنین وضعیت مواد مغذی را حس میکند و به عنوان بستری برای سیگنالدهی عمل میکند که پاکسازی سلولی را با رشد و متابولیسم هماهنگ میکند.
Clinical relevance
کمبودهای آنزیمهای لیزوزومی منفرد باعث اختلالات ذخیرهسازی لیزوزومی میشوند، و اتوفاژی نامنظم و سیگنالدهی لیزوزومی در نورودژنراسیون، بیماریهای متابولیک و پیری نقش دارند. این مدخل مکانیسمهای تخریبی و سیگنالدهی طبیعی درگیر را توصیف میکند و مبنایی برای تصمیمگیریهای تشخیصی یا درمانی فردی نیست.
History
لیزوزوم توسط کریستین دو دوو در دهه ۱۹۵۰ از طریق تفکیک سلولی کشف شد، که ذرهای پر از هیدرولازهای اسیدی نهفته را آشکار کرد؛ او بعدها آن را نامگذاری کرد و در سال ۱۹۷۴ جایزه نوبل را به اشتراک گذاشت. تجزیه مولکولی اتوفاژی توسط یوشینوری اوهسومی، که در سال ۲۰۱۶ جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی را دریافت کرد، و کارهای بعدی که لیزوزوم را به عنوان یک مرکز سیگنالدهی معرفی کردند، درک نقش این اندامک را تغییر داد.
Key figures
- Christian de Duve
- Daniel Klionsky
- Yoshinori Ohsumi
- Andrea Ballabio
- David Sabatini
Related topics
Seminal works
- klionsky2000
- mizushima2008
- saftig2009
Frequently asked questions
- تفاوت بین اندوزوم و لیزوزوم چیست؟
- اندوزومها محفظههای مرتبسازی و بلوغ هستند که مواد داخلی شده را دریافت میکنند و سرنوشت آنها را تعیین میکنند، در حالی که لیزوزوم محفظه نهایی و بسیار اسیدی است که در آن آنزیمهای هیدرولیتیک واقعاً محموله تحویل داده شده را تجزیه میکنند.
- چگونه اتوفاژی از لیزوزوم استفاده میکند؟
- در اتوفاژی، یک اتوفاگوزوم دوغشایی مواد سیتوپلاسمی یا اندامکهای آسیبدیده را میبلعد و با لیزوزوم ادغام میشود، که هیدرولازهای آن محتویات را برای بازیافت تجزیه میکنند.