Apa fungsi dari Lisosom

Fungsi lisosom

Lisosom adalah struktur pencernaan yang membantu memecah limbah dan bahan lainnya dalam sel. Beberapa sel kekebalan menggunakan lisosom untuk menghancurkan virus dan bakteri yang mereka terima melalui Endositosis.

Lisosom dikenal sebagai pembuangan sampah sel karena suatu alasan – pekerjaan mereka sangat mirip karena mereka membuang sampah yang tidak diinginkan, tetapi pada skala seluler.

Lisosom mengandung enzim dan bahan kimia lain yang berfungsi untuk memecah ikatan kimia dari hal-hal yang mereka ambil, sehingga menghancurkan mereka atau memecahnya untuk diproses lebih lanjut di tempat lain di dalam sel.

Pengertian Lisosom:

Lisosom adalah organel terikat membran yang ditemukan dalam sel hewan dan tumbuhan. Lisosom bervariasi dalam bentuk, ukuran dan jumlah per sel dan tampaknya beroperasi dengan sedikit perbedaan dalam sel ragi, tumbuhan tingkat tinggi dan mamalia.

Lisosom adalah organel sel yang dikelilingi oleh selaput yang terletak di dalam sel hewan. Mereka adalah kompartemen yang memiliki pH asam dan kaya akan enzim pencernaan, yang mampu memecah segala jenis molekul biologis: protein, karbohidrat dan asam nukleat.

Selain itu, mereka dapat menurunkan bahan dari luar sel. Oleh karena itu, lisosom memiliki banyak fungsi dalam metabolisme sel dan, berkat komposisinya yang kaya akan enzim hidrolitik, mereka sering disebut “lambung” sel.

Lisosom dibentuk oleh fusi vesikel yang muncul dari peralatan Golgi. Sel mengenali urutan tertentu yang berfungsi sebagai “tag” dalam enzim hidrolitik dan mengirimkannya ke lisosom pembentuk.

Vakuola ini berbentuk bulat dan ukurannya bervariasi, menjadi struktur sel yang cukup dinamis.

Bentuk dan ukuran Lisosom.

Lisosom adalah vesikel bulat yang mengandung enzim hidrolitik yang dapat memecah banyak jenis biomolekul. Lisosom memiliki komposisi spesifik, baik protein membrannya, dan protein lumenalnya.

PH lumen (~ 4.5-5.0) optimal untuk enzim yang terlibat dalam hidrolisis, analog dengan aktivitas lambung. Selain degradasi polimer, lisosom terlibat dalam berbagai proses sel, termasuk sekresi, perbaikan membran plasma, apoptosis, pensinyalan sel, dan metabolisme energi.

Ukuran organel lisosom sangat bervariasi — yang lebih besar bisa lebih dari 10 kali ukuran yang lebih kecil. Lisosom ditemukan dan dinamai oleh ahli biologi Belgia Christian de Duve, yang akhirnya menerima Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 1974.

Perspektif penemuan dan sejarah

Lisosom ditemukan lebih dari 50 tahun yang lalu oleh peneliti Christian de Duve. Tim De Duve sedang melakukan percobaan yang melibatkan teknik fraksinasi subseluler untuk menyelidiki lokasi enzim tertentu.

Protokol eksperimental ini memungkinkan penemuan organel, karena para peneliti mencatat bahwa pelepasan enzim hidrolitik meningkat ketika mereka menambahkan senyawa yang merusak membran.

Selanjutnya, peningkatan teknik dalam biologi molekuler dan keberadaan peralatan yang lebih baik – seperti mikroskop elektron – menguatkan kehadiran mereka. Bahkan, dapat disimpulkan bahwa lisosom menempati 5% dari volume intraseluler.

Beberapa waktu setelah penemuannya, keberadaan enzim hidrolitik di dalamnya dapat dibuktikan, mengubah lisosom menjadi semacam pusat degradasi. Selain itu, lisosom dikaitkan dengan kehidupan endosit.

Secara historis, lisosom dianggap sebagai titik akhir endositosis, hanya digunakan untuk degradasi molekul. Saat ini, lisosom dikenal sebagai kompartemen seluler dinamis, yang mampu menyatu dengan berbagai organel tambahan.

Proton memompa melalui membran lisosom
Proton memompa melalui membran lisosom

Enzim di dalam Lisosom.

Lisosom diketahui mengandung lebih dari 60 enzim yang berbeda, dan memiliki lebih dari 50 protein membran. Enzim lisosom disintesis dalam retikulum endoplasma kasar.

Enzim tersebut diimpor dari alat Golgi dalam vesikel kecil, yang berfusi dengan vesikel asam yang lebih besar. Enzim yang ditakdirkan untuk lisosom secara khusus ditandai dengan molekul mannosa 6-fosfat, sehingga mereka disortir dengan baik ke dalam vesikel yang diasamkan.

Semua enzim lisosom adalah asam hidrolase, yang aktif pada pH asam (sekitar 5) yang dipertahankan dalam lisosom tetapi tidak pada pH netral (sekitar 7,2) yang merupakan ciri khas dari sisa sitoplasma.

Persyaratan hidrolase lisosom ini untuk pH asam memberikan perlindungan ganda terhadap pencernaan tak terkendali dari isi sitosol; bahkan jika membran lisosom akan pecah, hidrolase asam yang dilepaskan akan menjadi tidak aktif pada pH netral dari sitosol.

Untuk mempertahankan pH internal asam, lisosom harus secara aktif memusatkan ion H + (proton). Ini dilakukan oleh pompa proton di membran lisosom, yang secara aktif mengangkut proton ke lisosom dari sitosol.

Pemompaan ini membutuhkan pengeluaran energi dalam bentuk hidrolisis ATP, karena ia mempertahankan sekitar seratus kali lipat konsentrasi H + yang lebih tinggi di dalam lisosom.

Sintesis enzim lisosom dikendalikan oleh gen inti sel. Mutasi pada gen untuk enzim lisosom ini bertanggung jawab atas lebih dari 30 kelainan genetik manusia yang berbeda, yang secara kolektif dikenal sebagai penyakit penyimpanan lisosom.

Penyakit-penyakit penyimpanan lisosom ini hasil dari akumulasi substrat tertentu, karena ketidakmampuan untuk memecahnya. Cacat genetik ini terkait dengan beberapa gangguan neurodegeneratif, kanker, penyakit kardiovaskular, dan penyakit terkait penuaan.

Lisosom tidak harus bingung dengan liposom, atau dengan misel.

Penelitian terbaru menunjukkan bahwa lisosom adalah organel yang menyimpan enzim hidrolitik dalam keadaan tidak aktif.

Sistem ini diaktifkan ketika lisosom menyatu dengan organel tertentu lainnya untuk membentuk ‘struktur hibrid’ di mana reaksi pencernaan terjadi di bawah kondisi asam (sekitar pH 5,0). Dari ‘struktur hybrid’ ini, lisosom direformasi untuk digunakan kembali.

Lisosom tidak berperan dalam menentukan sel mana yang dihilangkan. Ini adalah fungsi dari proses kematian sel terprogram (apoptosis) dan fagositosis. Pada manusia, kesalahan dalam kode genetik menyebabkan sekitar 30 gangguan penyimpanan lisosom.

Asal Kata lisosom:

Kata lisosom berasal dari kata Yunani lisis. Fungsi utama lisosom adalah untuk menyingkirkan virus dan bakteri, mencerna partikel makanan dan organel yang rusak lainnya. Lisosom merupakan bagian khusus dari sel yang dikenal sebagai organel.

Fungsi utama lisosom adalah untuk menyingkirkan virus dan bakteri, mencerna partikel makanan dan organel yang rusak lainnya, dan membantu menambal membran dinding sel. Lisosom memiliki enzim khusus yang memungkinkan mereka untuk melakukan melakukan fungsi-fungsi tersebut.

Penemu Lisosom

Kata lisosom berasal dari kata Yunani lisis, yang berarti kehancuran atau pembubaran, dan soma, yang berarti badan.

Lisosom dilaporkan ditemukan pada tahun 1949 oleh seorang cytologist Belgia bernama Christian de Duve, yang juga menemukan peroksisom dan organel sel.

Lisosom yang berbentuk bola, dan mengandung banyak enzim yang diklasifikasikan sebagai asam hidrolase. Fungsi lisosom adalah topik yang kompleks, tapi secara keseluruhan mereka melayani sebagai garis pertahanan pertama dalam sel.

Fungsi Lisosom

Lisosom berperan pada fasilitas pembongkaran dan daur ulang. Lisosom membantu menurunkan bahan yang diambil dari luar sel dan komponen yang sudah usang dari dalam sel.

Lisosom mengandung berbagai enzim, memungkinkan sel untuk memecah berbagai biomolekul yang ditelannya, termasuk peptida, asam nukleat, karbohidrat, dan lipid (lipase lisosom). Enzim yang bertanggung jawab untuk hidrolisis oleh ini membutuhkan lingkungan asam untuk aktivitas optimal.

Selain mampu memecah polimer, lisosom mampu menyatu dengan organel lain & mencerna struktur besar atau puing seluler; melalui kerja sama dengan fagosom, mereka dapat melakukan autofagi, membersihkan struktur yang rusak. Demikian pula, lisosom mampu memecah partikel virus atau bakteri dalam fagositosis makrofag.

Untuk memahami fungsi lisosom, cara termudah adalah untuk melihat lebih rinci pada enzim yang mereka hasilkan. Ada banyak enzim, tapi yang paling penting memecah hampir semua jenis zat bila disatukan.

Enzim lipase mencerna lemak, amilase memecah pati, maltodekstrin dan amilosa, protease dan enzim nuklease memecah protein dan asam nukleat masing-masing, dan asam fosfat rusak oleh monoester.

Dengan enzim ini, lisosom dapat menyerang dan mencerna hampir apa pun yang masuk ke dalam, atau sudah dalam, dinding sel.

Ada beberapa cara lisosom mencapai hal ini, dan metode yang paling dominan adalah fagositosis, yang memerlukan sebenarnya menelan puing-puing atau bakteri.

Lisosom juga dapat memiliki puing-puing tua, bakteri asing, atau organel mati lainnya yang diberikan kepada mereka melalui proses yang dikenal sebagai autofagi. Proses khusus ini didapat dari sinyal kematian sel-sel seluruh juga.

Lisosom juga dapat mendaur ulang protein reseptor dari dinding sel melalui proses yang dikenal sebagai endositosis.

organel sel
Lisosom yang merupakan bagian penting dari fungsi seluler yang sehat.

Fungsi lisosom memerlukan tingkat pH 4,5. Hal ini cukup asam dan dapat menyebabkan kerusakan pada sitosol, atau dikenal sebagai cairan intraseluler, yang sangat basa. Lisosom yang memiliki membran yang mengelilinginya yang mencegah kerusakan sitosol.

Membran lisosom ini juga membantu menjaga keseimbangan diferensial dengan pH sitosol melalui pompa proton yang memompa molekul hidrogen keluar. Sitosol sedikit basa, pH sekitar 7,2, dan perbedaan pH ini tidak akan mengganggu fungsi enzim lisosom itu.

Setidaknya ada 41 penyakit selain yang dihasilkan dari cacat pada fungsi lisosom. Yang paling banyak dikenal adalah penyakit Tay-Sachs. Penyakit ini dikenal secara kolektif sebagai penyakit penyimpanan lisosomal (LSDs), dan mereka adalah kejadian yang sangat langka.

Fungsi lisosom Pada sel Hewan

Lisosom memiliki fungsi di dalam memproses pencernaan makanan serta benda asing yang masuk ke dalam sel yang terdapat pada tubuh seekor hewan seperti seekor ular yang memangsa seekor hewan mempunyai ukuran yang jauh lebih besar apabila dibandingkan dengan tubuh ular itu sendiri dengan bantuan lisosom ular dapat mencerna makanannya.

Fungsi Lisosom Pada sel Tumbuhan

Lisosom mempunyai peran di dalam proses pengausan atau pengrusakan organel sel contohnya seperti proses rusaknya kloroplas yang terjadi di tumbuhan yang sudah tua.

Fungsi Lisosom Tubuh Manusia

Lisosom memiliki fungsi khusus pada manusia, berikut ini penjelasannya :

  • Mencerna makanan dari hasil fotosintesis dan pinositosis.
  • Sebagai autolysis yakni lisosom yang mempunyai fungsi untuk menghancurkan sebuah organel sel yang sudah rusak di dalam keadaan fisiologis tertentu yang dimiliki oleh jaringan tubuh yang biasa disebut juga dengan autofagi.
  • Menetralkan zat yang mempunyai sifat karsinogen yaitu zat yang menjadi salah satu penyebab penyakit kanker.
    Menghancurkan zat yang terdapat di luar sel yang salah satunya memiliki fungsi untuk menhancurkan dinding sel telur sperma yang mengeluarkan enzip pada saat proses fertilisasi tengah terjadi.

Autofagi

Adalah salah satu fungsi yang terdapat pada lisosom yang merupakan suatu mekanisme penurunan yang dilakukan pada lisosom terhadap sebuah organel sel yang sudah tidak memiliki fungsi lagi mau pun telah rusak tanpa terjadinya kehilangan bahan kimia yang merupakan bahan penyusun dari sel tersebut.

Eksositosis

Merupakan mekanisme yang dimanfaatkan untuk mentransportasikan molekul molekul yang mempunyai ukuran besar di dalam melewati membran plasma dari dalam sel menuju ke luar sel dengan menggunakan cara menggabungkan vesikula yang isinya merupakan molekul molekul membran plasma.

Salah satu contoh dari fungsi eksositosis ini adalah ciri ciri sebagai makhluk hidup yang mengalami proses pergantian tulang rawan yang terjadi pada perkembangan tulang keras.

Autolisis

Autolisi merupakan suatu fungsi yang terdapat pada lisosom yang adalah sebuah proses mekanisme penghancuran diri yang dilakukan oleh sel dengan menggunakan cara membebaskan isi lisosom ke dalam sel.

Contoh dari fungsi autolysis ini dapat dilihat terjadi di kasus daur hidup seekor katak yaitu pada saat katak berudu menyerap kembali ekornya ke dalam tubuhnya pada saat katak menginjak usia dewasa.

Proses pencernaan Lisosom

Lisosom mencerna bahan yang diambil ke dalam sel dan mendaur ulang bahan intraseluler. Langkah pertama menunjukkan bahan memasuki vakuola makanan melalui membran plasma, suatu proses yang dikenal sebagai endositosis.

Pada langkah kedua, lisosom dengan enzim hidrolitik aktif muncul sebagai vakuola makanan menjauh dari membran plasma.

Langkah ketiga terdiri dari penggabungan lisosom dengan vakuola makanan dan enzim hidrolitik yang memasuki vakuola makanan. Pada langkah terakhir, langkah empat, enzim hidrolitik mencerna partikel makanan.

Lisosom bertindak sebagai sistem pembuangan limbah sel dengan mencerna bahan-bahan usang atau tidak terpakai dalam sitoplasma, baik dari dalam maupun dari luar sel.

Bahan dari luar sel diambil lisosom melalui endositosis, sedangkan bahan dari bagian dalam sel dicerna melalui autofagi.

Endositosis dan Pembentukan Lisosom

Salah satu fungsi utama lisosom adalah pencernaan bahan yang diambil dari luar sel oleh endositosis, yang dibahas secara rinci dalam artikel lain.

Namun, peran lisosom dalam pencernaan bahan yang diambil oleh endositosis berhubungan tidak hanya dengan fungsi lisosom tetapi juga untuk pembentukannya.

Secara khusus, lisosom dibentuk oleh fusi vesikel pengangkut yang ditumbuhkan dari jaringan trans Golgi dengan endosom, yang mengandung molekul yang diambil oleh endositosis pada membran plasma.

Pembentukan lisosom dengan demikian merupakan persimpangan antara jalur sekretori, di mana protein lisosom diproses, dan jalur endositik, di mana molekul ekstraseluler diambil pada permukaan sel.

Bahan dari luar sel diambil dalam vesikel endositik berlapis clathrin, yang tumbuh dari membran plasma dan kemudian menyatu dengan endosom awal.

Komponen membran kemudian didaur ulang ke membran plasma dan endosom awal berangsur-angsur matang menjadi endosom akhir, yang merupakan prekursor lisosom.

Salah satu perubahan penting selama pematangan endosom adalah penurunan pH internal menjadi sekitar 5,5, yang memainkan peran kunci dalam pengiriman hidrolase asam lisosom dari jaringan trans Golgi.

Seperti dibahas sebelumnya, asam hidrolase ditargetkan untuk lisosom oleh residu manosa-6-fosfat, yang diakui oleh reseptor manosa-6-fosfat dalam jaringan trans Golgi dan dikemas ke dalam vesikel berlapis clathrin.

Setelah pengangkatan lapisan clathrin, vesikel pengangkut ini berfusi dengan endosom akhir, dan pH internal asam menyebabkan hidrolase lisosom terlepas dari reseptor mannose-6-fosfat.

Hidrolase dengan demikian dilepaskan ke dalam lumen endosom, sedangkan reseptor tetap di membran dan akhirnya didaur ulang ke Golgi.

Endosom akhir kemudian matang menjadi lisosom karena mereka memperoleh pelengkap penuh asam hidrolase lisosom, yang mencerna molekul yang awalnya diambil oleh endositosis.

Fagositosis dan Autofagi Lisosom

Selain mendegradasi molekul yang diambil oleh endositosis, lisosom mencerna bahan yang berasal dari dua rute lain: fagositosis dan autofagi.

Dalam fagositosis, sel-sel khusus, seperti makrofag, mengambil dan mendegradasi partikel besar, termasuk bakteri, puing-puing sel, dan sel-sel tua yang perlu dihilangkan dari tubuh.

Partikel besar seperti itu diambil dalam vakuol fagositik (fagosom), yang kemudian menyatu dengan lisosom, menghasilkan pencernaan isinya.

Lisosom yang terbentuk dengan cara ini (fagolisosom) bisa sangat besar dan heterogen, karena ukuran dan bentuknya ditentukan oleh isi bahan yang sedang dicerna.

Lisosom juga bertanggung jawab untuk autophagy, pergantian bertahap dari komponen sel sendiri. Langkah pertama autophagy tampaknya adalah penutup organel (mis. Mitokondria) dalam membran yang berasal dari RE.

Vesikel yang dihasilkan (autofagosom) kemudian bergabung dengan lisosom, dan isinya dicerna. Autofag bertanggung jawab atas pergantian bertahap organel sitoplasma.

Gangguan Lisosom

Lisosom mengandung sekitar 50 enzim degradatif berbeda yang dapat menghidrolisis protein, DNA, RNA, polisakarida, dan lipid. Mutasi pada gen yang menyandikan enzim ini bertanggung jawab atas lebih dari 30 penyakit genetik manusia yang berbeda, yang disebut penyakit penyimpanan lisosom karena bahan yang tidak terakumulasi berakumulasi dalam lisosom individu yang terkena.

Sebagian besar penyakit ini disebabkan oleh defisiensi enzim lisosom tunggal. Sebagai contoh, penyakit Gaucher (yang paling umum dari gangguan ini) hasil dari mutasi pada gen yang mengkode enzim lisosom yang diperlukan untuk pemecahan glikolipid.

Pengecualian yang menarik adalah penyakit sel-I, yang disebabkan oleh defisiensi enzim yang mengkatalisasi langkah pertama dalam penandaan enzim lisosom dengan mannose-6-fosfat dalam peralatan Golgi. Hasilnya adalah kegagalan umum enzim lisosom untuk dimasukkan ke dalam lisosom.

Jenis Lisosom

Berikut ini adalah penjelasan tentang jenis lisosom :

  • Lisosom Primer adalah jenis lisosom yang masih belum digunakan di dalam proses pencernaan atau pun proses hidrolis.
  • Lisosom sekunder adalah jenis lisosom yang sudah digunakan di dalam proses pencernaan atau hidrolis yang sudah menyatu di dalam membran fagosom.

Stagflasi: Pengertian, ciri, penyebab, dampak
Deflasi: Pengertian, penyebab, dampak, contoh
Hiperinflasi: Pengertian, penyebab, dampak, contoh
Pengertian radian