Διαφορά μεταξύ Λυσοσώματος και Υπεροξισώματος

Κύρια διαφορά – Λυσόσωμα έναντι υπεροξισώματος

Το λυσόσωμα και το υπεροξίσωμα είναι δύο διαφορετικοί τύποι διαμερισμάτων μονής μεμβράνης που βρίσκονται μέσα στο κύτταρο. Τα λυσοσώματα βρίσκονται μόνο στα ζώα ενώ τα υπεροξισώματα βρίσκονται σε όλους τους ευκαρυώτες. Τα λυσοσώματα είναι μεγάλα σε μέγεθος, αλλά τα υπεροξισώματα είναι σχετικά μικρά. Τόσο τα λυσοσώματα όσο και τα υπεροξισώματα είναι ενζυμικά διαμερίσματα. Η κύρια διαφορά μεταξύ λυσοσώματος και υπεροξισώματος είναι ότι το λυσόσωμα περιέχει μια σειρά από αποικοδομητικά ένζυμα, τα οποία διασπούν σχεδόν όλα τα βιολογικά πολυμερή μέσα στο κύτταρο, ενώ το υπεροξίσωμα περιέχει ένζυμα, τα οποία πραγματοποιούν αντιδράσεις οξείδωσης και διασπούν το μεταβολικό υπεροξείδιο του υδρογόνου .

Αυτό το άρθρο εξηγεί, 

1. Τι είναι το Λυσόσωμα
      – Χαρακτηριστικά, Δομή, Λειτουργία
2. Τι είναι το Peroxisome
      – Χαρακτηριστικά, Δομή, Λειτουργία
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Λυσοσώματος και Υπεροξισώματος

Τι είναι το Λυσόσωμα

Ένα λυσόσωμα είναι ένα οργανίδιο που περικλείεται από μεμβράνη μέσα στο κύτταρο, το οποίο περιέχει ένζυμα για την αποικοδόμηση βιολογικών πολυμερών όπως πρωτεΐνες, πολυσακχαρίτες, λιπίδια και νουκλεϊκά οξέα. Είναι ένα κυστίδιο σφαιρικού σχήματος, το οποίο λειτουργεί ως το αποικοδομητικό σύστημα του κυττάρου τόσο των βιολογικών πολυμερών όσο και των απαρχαιωμένων συστατικών μέσα στο κυτταρόπλασμα. Τα λυσοσώματα είναι συγκριτικά μεγάλα σε μέγεθος. το μέγεθος ποικίλλει από 0,1-1,2 μm ανάλογα με τα υλικά που λαμβάνονται για την πέψη. Αποτελούνται από μεμβρανικές πρωτεΐνες και ένζυμα λυσοσωμικού αυλού. Ο λυσοσωμικός αυλός περιέχει περίπου 50 διαφορετικά πεπτικά ένζυμα, τα οποία παράγονται στο τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο και εξάγονται στη συσκευή Golgi. Μικρά κυστίδια, που περιέχουν τα ένζυμα που απελευθερώνονται από το Golgi, συντήκονται αργότερα για να σχηματίσουν ένα μεγάλο κυστίδιο. Τα ένζυμα που προορίζονται στα λυσοσώματα επισημαίνονται με 6-φωσφορική μαννόζη στο ενδοπλασματικό δίκτυο.

Τα υδρολυτικά ένζυμα στο λυσόσωμα είναι όξινες υδρολάσες, που απαιτούν όξινο pH, που κυμαίνεται από 4,5 έως 5,0 για τη βέλτιστη δραστηριότητά τους. Πρωτόνια (ιόντα Η) αντλούνται στον αυλό του λυσοσώματος προκειμένου να διατηρηθεί το όξινο pH ως έχει. Το pH στο κυτταρόπλασμα είναι συνήθως 7,2. Το απαιτούμενο όξινο pH από τα υδρολυτικά ένζυμα διασφαλίζει ότι δεν συμβαίνουν υδρολυτικές αντιδράσεις στο κυτταρόπλασμα. Γενετικά ελαττώματα στα γονίδια, που κωδικοποιούν τα λυσοσωμικά πεπτικά ένζυμα, οδηγούν στη συσσώρευση μιας συγκεκριμένης ανεπιθύμητης ουσίας στο κυτταρόπλασμα, προκαλώντας ασθένειες λυσοσωμικής αποθήκευσης όπως η νόσος του Gaucher, καρδιαγγειακές παθήσεις, νευροεκφυλιστικές διαταραχές και αρκετοί καρκίνοι. Ένα λυσόσωμα σε ένα κύτταρο φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Λυσόσωμα

Λειτουργία Λυσοσώματος

Τα υδρολυτικά ένζυμα στα λυσοσώματα διασπούν υλικά όπως βιομόρια, εξαντλημένα οργανίδια και άλλα ανεπιθύμητα υλικά στο κυτταρόπλασμα, καταπίνοντάς τα στο λυσόσωμα. Τα λυσοσώματα σχηματίζονται κατά την ενδοκυττάρωση , καταπίνοντας υλικά από το εξωτερικό του κελιού. Η κύρια κατηγορία υδρολυτικών ενζύμων είναι οι καθεψίνες. Το λυσόσωμα θεωρείται ότι λειτουργεί ως σύστημα διάθεσης αποβλήτων των κυττάρων. Εκτός από την ανεπιθύμητη αποικοδόμηση του πολυμερούς, τα λυσοσώματα επιδεικνύουν κάποιες άλλες λειτουργίες. Συντήκονται με άλλα οργανίδια για να αφομοιώσουν κυτταρικά υπολείμματα ή μεγάλες δομές στη διαδικασία που ονομάζεται αυτοφαγία . Επιπλέον, τα λυσοσώματα μαζί με τα φαγοσώματα είναι ικανά να καθαρίσουν τις κατεστραμμένες δομές συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων και των ιών με μια διαδικασία που ονομάζεται φαγοκυττάρωση . Εκτός από την αποικοδόμηση, τα λυσοσώματα εμπλέκονται στην έκκριση, τη σηματοδότηση των κυττάρων, την επισκευή της πλασματικής μεμβράνης και τον ενεργειακό μεταβολισμό.

Τι είναι το υπεροξείσωμα

Το υπεροξείδιο είναι ένα οργανίδιο που περικλείεται στη μεμβράνη που βρίσκεται σε όλους τους ευκαρυώτες και περιέχει ένζυμα για τη διάσπαση των μεταβολικών υπεροξειδίων του υδρογόνου. Αν και τα υπεροξισώματα είναι μορφολογικά παρόμοια με τα λυσοσώματα, είναι συγκριτικά μικρά. Η διάμετρος ενός υπεροξισώματος είναι 0,1 –1,0 μm. Οι πρωτεΐνες που απαιτούνται από τα υπεροξισώματα συντίθενται από ελεύθερα ριβοσώματα και λαμβάνονται από το κυτταρόπλασμα. Αυτές οι πρωτεΐνες επισημαίνονται με σήμα υπεροξισωμικής στόχευσης (PTS) στο κυτταρόπλασμα. Το Ο άκρο της πρωτεΐνης στόχου επισημαίνεται με PTS1 και το Ν άκρο με PTS2 και μεταφέρονται σε υπεροξισώματα από τις πρωτεΐνες φορτίου, Pex5 και Pex7, αντίστοιχα. Τουλάχιστον 50 διακριτές υπεροξίνες μεταφέρονται στο υπεροξίσωμα. Ένα υπεροξίσωμα στο κύτταρο φαίνεται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:Υπεροξίσωμα

Λειτουργία υπεροξισώματος

Τα ένζυμα στα υπεροξισώματα εμπλέκονται στην κατάλυση διαφόρων βιοχημικών οδών στο κύτταρο. Η κύρια λειτουργία των υπεροξισωμάτων είναι να πραγματοποιούν αντιδράσεις οξείδωσης, οι οποίες παράγουν υπεροξείδιο του υδρογόνου. Δεδομένου ότι τα υπεροξείδια του υδρογόνου είναι τοξικά για το κύτταρο, τα ίδια τα υπεροξισώματα περιέχουν ένζυμα που ονομάζονται καταλάζες, τα οποία αποσυνθέτουν το υπεροξείδιο του υδρογόνου σε νερό ή το χρησιμοποιούν για να οξειδώσουν μια άλλη οργανική ένωση. Υποστρώματα όπως τα λιπαρά οξέα, τα αμινοξέα και το ουρικό οξύ διασπώνται από τα οξειδωτικά ένζυμα στα υπεροξισώματα. Η μεταβολική ενέργεια παράγεται από την οξείδωση των λιπαρών οξέων.

Τα υπεροξισώματα εμπλέκονται επίσης στη βιοσύνθεση λιπιδίων με τη σύνθεση χοληστερόλης και δολιχόλης μέσα στο υπεροξισώμα. Τα υπεροξισώματα στο ήπαρ συνθέτουν χολικά οξέα. Τα πλασμαγόνα, τα οποία είναι μια κατηγορία φωσφολιπιδίων, εμπλέκονται στο σχηματισμό συστατικών της μεμβράνης στο κύτταρο. Συντίθενται επίσης από τα ένζυμα των υπεροξισωμάτων. Τα υπεροξισώματα στους σπόρους των φυτών μετατρέπουν τα λιπαρά οξέα σε υδατάνθρακες. Στα φύλλα, τα υπεροξισώματα εμπλέκονται στη φωτοαναπνοή , το οποίο μεταβολίζει τα παράπλευρα προϊόντα της φωτοσύνθεσης.

Διαφορά μεταξύ λυσοσώματος και υπεροξισώματος

Κύρια λειτουργία

Λυσόσωμα: Τα λυσοσώματα διασπούν βιολογικά πολυμερή όπως πρωτεΐνες και πολυσακχαρίτες.

Περοξείωμα: Τα υπεροξισώματα οξειδώνουν οργανικές ενώσεις, διασπώντας τα μεταβολικά υπεροξείδια του υδρογόνου.

Σύνθεση

Λυσόσωμα: Τα λυσοσώματα αποτελούνται από αποικοδομητικά ένζυμα.

Περοξείωμα: Τα υπεροξισώματα αποτελούνται από οξειδωτικά ένζυμα.

Συνάρτηση

Λυσόσωμα: Τα λυσοσώματα είναι υπεύθυνα για την πέψη στο κύτταρο.

Περοξείωμα: Τα υπεροξισώματα είναι υπεύθυνα για την προστασία του κυττάρου από το μεταβολικό υπεροξείδιο του υδρογόνου.

Παρουσία

Λυσόσωμα: Τα λυσοσώματα βρίσκονται μόνο σε ζώα.

Περοξείωμα: Τα υπεροξισώματα βρίσκονται σε όλους τους ευκαρυώτες.

Προέλευση

Λυσόσωμα: Τα λυσοσώματα προέρχονται είτε από τη συσκευή Golgi είτε από το ενδοπλασματικό δίκτυο.

Περοξείωμα: Τα υπεροξισώματα προέρχονται από το ενδοπλασματικό δίκτυο και είναι ικανά να αναπαραχθούν μόνα τους.

Μέγεθος

Λυσόσωμα: Τα λυσοσώματα είναι συγκριτικά μεγάλα σε μέγεθος.

Περοξείωμα: Τα υπεροξισώματα είναι μικρά.

Ακολουθία σήματος των πρωτεϊνών-στόχων

Λυσόσωμα: Οι πρωτεΐνες που προορίζονται στα λυσοσώματα επισημαίνονται με 6-φωσφορική μαννόζη.

Περοξείωμα: Οι πρωτεΐνες που προορίζονται στα υπεροξισώματα επισημαίνονται με σήμα υπεροξυσωματικής στόχευσης (PTS).

Άλλες λειτουργίες

Λυσόσωμα: Τα λυσοσώματα εμπλέκονται στην ενδοκυττάρωση, την αυτοφαγία και την φαγοκυττάρωση.

Περοξείωμα: Τα υπεροξισώματα εμπλέκονται στη βιοσύνθεση των λιπιδίων και στη φωτοαναπνοή.

Παραγωγή ενέργειας

Λυσόσωμα: Οι αποικοδομητικές αντιδράσεις στα λυσοσώματα δεν παράγουν ενέργεια.

Περοξείωμα: Οι οξειδωτικές αντιδράσεις στα υπεροξισώματα παράγουν ενέργεια ATP.

Συμπέρασμα

Το λυσόσωμα και το υπεροξίσωμα είναι δύο οργανίδια, που περιέχουν ένζυμα που καταλύουν διάφορες βιοχημικές διεργασίες στο κύτταρο. Η κύρια διαφορά μεταξύ λυσοσώματος και υπεροξισώματος είναι τα ένζυμα που περιέχουν και οι λειτουργίες τους. Τα λυσοσώματα περιέχουν ένζυμα, τα οποία αποικοδομούν βιοπολυμερή όπως πρωτεΐνες, λιπίδια, πολυσακχαρίτες και νουκλεϊκά οξέα. Τα υπεροξισώματα περιέχουν ένζυμα για την οξείδωση οργανικών ενώσεων, την παραγωγή μεταβολικής ενέργειας. Τόσο τα λυσοσώματα όσο και τα υπεροξισώματα είναι δομικά παρόμοια, αλλά ποικίλλουν σε μέγεθος. Τα λυσοσώματα είναι συνήθως μεγάλα σε σύγκριση με τα υπεροξισώματα και το μέγεθός τους ποικίλλει ανάλογα με τα υλικά που προσλαμβάνονται στο οργανίδιο. Και τα δύο οργανίδια περικλείονται από μία μόνο μεμβράνη.

Αναφορά:
1. Cooper, Geoffrey M. «Λυσοσώματα». The Cell:A Molecular Approach. 2η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 22 Μαρ. 2017.
2. Άλμπερτς, Μπρους. «Περοξισώματα». Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου. 4η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 22 Μαρ. 2017.
3. Cooper, Geoffrey M. "Peroxisomes." The Cell:A Molecular Approach. 2η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 22 Μαρ. 2017.