obshaya_tsitologia (1120994), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Следовательно М-6-Ф-рецепторы, являясь трансмембраннымибелками,связываясьслизосомнымигидролазами,отделяютих,отсортировывают, от других белков (например, секреторных, нелизосомных)и концентрируют их в окаймленных пузырьках. Оторвавшись от транс-сетиэти пузырьки быстро теряют шубу, сливаются с эндосомами, перенося своилизосомные ферменты, связанные с мембранными рецепторами, в этувакуоль. Как уже говорилось, внутри эндосом из-за активности протонногопереносчика происходит закисление среды. Начиная с рН 6 лизосомныеферменты диссоциируют от М-6-Ф-рецепторов, активируются и начинаютработать в полости эндолизосомы. Участки же мембран вместе с М-6-Фрецепторами возвращаются путем рециклизации мембранных пузырьковобратно в транс-сеть аппарата Гольджи.Вероятнее всего, что та часть белков, которая накапливается всекреторных вакуолях и выводится из клетки после поступления сигнала(например нервного или гормонального) проходит такую же процедуруотбора, сортировки на рецепторах транс-цистерн аппарата Гольджи.
Этисекреторные белки попадают сначала в мелкие вакуоли тоже одетыеклатрином, которые затем сливаются друг с другом. В секреторных вакуоляхчастопроисходитагрегациянакопленныхбелковввидеплотныхсекреторных гранул. Это приводит к повышению концентрации белка в этихвакуолях примерно в 200 раз, по сравнению с его концентрацией в аппаратеГольджи. Затем эти белки по мере накопления в секреторных вакуоляхвыбрасываются из клетки путем экзоцитоза, поле получения клеткойсоответствующего сигнала.От аппарата Гольджи исходит и третий поток вакуолей, связанный спостоянной,конститутивнойсекрецией.Такфибробластывыделяютбольшое количество гликопротеидов и муцинов, входящих в основноевещество соединительной ткани. Многие клетки постоянно выделяют белки,291способствующие связыванию их с субстратами, постоянно идет потокмембранныхпузырьковкповерхностиклетки,несущиеэлементыгликокаликса и мембранных гликопротеидов.
Этот поток выделяемыхклеткой компонентов не подлежит сортировке в рецепторной транс-системеаппарата Гольджи. Первичные вакуоли этого потока также отщепляются отмембран и относятся по своей структуре к окаймленным вакуолям,содержащим клатрин (рис. 185).Заканчивая рассмотрение строения и работы такой сложной мембраннойорганеллы, как аппарат Гольджи, необходимо подчеркнуть, что несмотря накажущуюся морфологическую однородность его компонентов, вакуоли ицистерны, на самом деле, это не просто скопище пузырьков, а стройная,динамичная сложно организованная, поляризованная система.В АГ происходит не только транспорт везикул от ЕР к плазматическоймембране.
Существует ретроградный перенос везикул. Так от вторичныхлизосом отщепляются вакуоли и возвращаются вместе с рецепторнымибелками в транс-АГ зону. Кроме того существует поток вакуолей от трансзоны к цис-зоне АГ, а так же от цис-зоны к эндоплазматическомуретикулуму. В этих случаях вакуоли одеты белками COP I-комплекса.Считается, что таким путем возвращаются различные ферменты вторичногогликозилирования и рецепторные белки в составе мембран.Эти особенности поведения транспортных везикул дали основу гипотезе осуществовании двух типов транспорта компонентов АГ (рис. 186).По одному из них, наиболее старому, в АГ существуют стабильныемембранные компоненты, к которым от ЭР эстафетно переносятся вещества спомощью транспортных вакуолей.
По альтернативной модели АГ являетсядинамическим производным ЭР: отщепившиеся от ЭР мембранные вакуолисливаются друг с другом в новую цис-цистерну, которая затем продвигаетсячерез всю зону АГ и в конце распадается на транспортные везикулы. По этоймодели ретроградные COP I везикулы возвращают постоянные белки АГ в более292молодые цистерны. Таким образом предполагается, что переходная зона ЭРпредставляет собой “родильный дом” для аппарата Гольджи.Глава 16.
ЛизосомыО лизосомах уже упоминалось в разделах, посвященных эндоцитозу иаппарату Гольджи.Наличие лизосом разного типа в клетках отражает процесс переносагидролитическихферментов,необходимыхдлявнутриклеточногорасщепления экзогенных (энзоцитоз) или эндогенных (аутофагоцитоз)полимеров, процесс секреции, но как бы направленный “внутрь” клетки.Сходство лизосомных вакуолей с секреторными находит свое отражениене только в общности их происхождения, но иногда и в общности конечногоэтапа их активности. В некоторых случаях лизосомы могут подходить кплазматической мембране и выбрасывать свое содержимое в наружнуюсреду. Так, у клеток гриба нейроспоры лизосомы, выбрасывая гидролазы изклетки, обеспечивают внеклеточный протеолиз. Возможно, что частьлизосом макрофагов таким же образом обеспечивает внеклеточный гидролизпри воспалительных и резорбционных процессах.
При оплодотворенииакросомаспермия,вакуоль,аналогичнаялизосомеисодержащаягидролитические ферменты гиалуронидазу и протеазы, сливается сплазматической мембраной спермия, изливается на поверхность яйцеклетки.Освободившиеся из вакуоли ферменты расщепляют полисахаридные ибелковые оболочки ооцита, давая возможность слиться двум половымклеткам.Лизосомы не представляют собой в клетках самостоятельных структур,они образуются за счет активности эндоплазматического ретикулума иаппарата Гольджи и в этом отношении напоминают секреторные вакуоли ичто основная их роль заключается в участии в процессах внутриклеточногорасщеплениякакэкзогенных,такиэндогенныхбиологическихмакромолекул.293Общая характеристика лизосомЛизосомы как мембранные внутриклеточные частицы были открытыбиохимиками (Де Дюв, 1955).
При изучении легкой подфракции макросом изгомогенатов печени крысы было найдено, что эта подфракция (в отличие отосновной фракции макросом - митохондриальной фракции) обладаетгруппой кислых гидролитических ферментов (гидролаз), расщепляющихбелки,нуклеиновыевпечатление,чтоцитоплазматическихкислоты,этиполисахаридыферментычастицах,исодержатсялизосомах.липиды.вОказалось,Создалосьособогочтородаферментыизолированных лизосом проявляют свою активность только в том случае,если предварительно вызывается повреждение самих лизосом, либовоздействием осмотического шока или детергентов, либо замораживанием иоттаиванием препаратов. На основании этого было сделано заключение, чтолизосомы окружены липопротеидной мембраной, которая препятствуетдоступу находящихся снаружи субстратов к ферментам, находящимсявнутри лизосом.Характерной чертой лизосом является то, что они содержат около 40гидролитическихфосфорилазы,ферментов:фосфатазы,протеиназы,сульфитазы,нуклеазы,оптимумгликозидазы,действиякоторыхосуществляется при рН 5.
В лизосомах кислое значение среды создается изза наличия в их мембранах H+ помпы, зависимой от АТФ. Кроме того, вмембране лизосом встроены белки-переносчики для транспорта из лизосом вгиалоплазму продуктов гидролиза: мономеры расщепленных молекул аминокислоты, сахара, нуклеотиды, липиды. При ознакомлении с работойлизосом, всегда возникает вопрос, почему же эти мембранные образованияне переваривают сами себя? Вероятнее всего, что мембранные элементылизосом защищены от действия кислых гидролаз олигосахариднымиучастками, которые или не узнаются лизосомными ферментами, либо просто294мешают гидролазам взаимодействовать с ними.
Так или иначе мембранныекомпоненты лизосом очень устойчивы к гидролазам, содержащимся внутрилизосомных пузырьков.Наличиенекоторыхгидролазможновыявитьгистохимическимиметодами. Так одной из характерных гидролаз, выявляемых как в световомтак и в электронном микроскопе, является кислая фосфатаза, по наличиюкоторой можно четко определить, является тот или иной мембранныйпузырек лизосомой.Под электронным микроскопом видно, что фракция лизосом состоит изочень пестрого класса пузырьков размером 0,2-0,4 мкм (для клеток печени),ограниченных одиночной мембраной (толщина ее около 7 нм), с оченьразнородным содержанием внутри (рис.
187, 188). Во фракции лизосомвстречаются пузырькис гомогенным, бесструктурнымсодержимым,встречаются пузырьки, заполненные плотным веществом, содержащим всвою очередь вакуоли, скопления мембран и плотных однородных частиц;часто можно видеть внутри лизосом не только участки мембран, но ифрагменты митохондрий и ЭР. Иными словами, эта фракция по морфологииоказалась крайне неоднородной, несмотря на постоянство присутствиягидролаз.Сходные по морфологии частицы были описаны еще ранее в разныхтканяхмногихживотных.Однакоцитологинемогливыяснитьфункциональные значения этих полиморфных частиц. И только сочетаниебиохимических, цитохимических и электронно-микроскопических методовисследований позволило достаточно подробно разобраться в строении,происхождении и функционировании клеточных лизосом.Морфологическая гетерогенность лизосомБыло обнаружено, что среди различных по морфологии лизосомныхчастиц можно выделить по крайней мере четыре типа: первичные лизосомы,вторичные лизосомы, аутофагосомы и остаточные тельца (рис.
189).295Пестрота же морфологии лизосом вызвана тем, что эти частицы участвуют впроцессахвнутриклеточногопищеварительныевакуоликакпереваривания,экзогенногообразуютсложные(внеклеточного),такиэндогенного происхождения.Первичные лизосомы представляют собой мелкие мембранные пузырькиразмеромоколо100нм,заполненныебесструктурнымвеществом,содержащим набор гидролаз и в том числе кислую фосфатазу, - маркерныйдля лизосом фермент.Эти мелкие вакуоли, первичные лизосомы,практически очень трудно отличить от мелких вакуолей на периферии зоныаппарата Гольджи. Часть из них несет клатриновую оболочку. Более того,вакуоли этой периферической части АГ также содержат кислую фосфатазу.Прослеживая процесс синтеза и локализацию этого фермента в клетках,было найдено, что местом его синтеза, как и следовало ожидать, являетсягранулярный ретикулум, затем этот фермент появляется в проксимальныхучастках диктиосом, а потом - в мелких вакуолях по периферии диктиосомыи, наконец, выявляется в первичных лизосомах.
Весь путь образованияпервичных лизосом очень сходен с образованием зимогеновых гранул вклетках поджелудочной железы, за исключением последнего этапа выбрасывания из клетки.С помощью ряда точных экспериментов установили, что в дальнейшемпервичные лизосомы сливаются с фагоцитарными или пиноцитознымивакуолями,эндосомами,внутриклеточнуюобразуяпищеварительнуювторичнуювакуоль.Прилизосомуэтомилисодержимоепервичной лизосомы сливается с полостью эндоцитозной вакуоли, игидролазы первичной лизосомы получают доступ к субстратам, которые онии начинают расщеплять.При слиянии первичной лизосомы с эндоцитозной вакуолью происходитдиссоциация комплексов М-6-Ф-рецептор-гидролаза, из-за кислой средывнутри вторичной лизосомы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
