Lysosomen

Lysosomen sind kleine, von einer einzigen Membran umschlossene Zellorganellen eukaryotischer Zellen, die auch als "Magen der Zelle" bezeichnet werden. Sie sind innerhalb der Zelle für die "Verdauung" bzw. den Abbau von schädlichen oder alten Substanzen zuständig. Der Stoff wird in das Innere aufgenommen, und durch Enzyme verändert. Damit können zellfeindliche Substanzen unschädlich, und Abbauprodukte wiederverwertbar gemacht werden.

Aufbau

Das endoplasmatische Retikulum stellt die sogenannten lysosomalen Enzyme her, faltet diese und reicht sie in einen Transportvesikel verpackt an den Golgi-Apparat weiter. Der Golgi-Apparat sammelt die entsprechenden Proteine:

• Proteasen: Protein/Eiweiß abbauende Enzyme
• Nukleasen: Nucleinsäuren abbauende Enzyme
• Lipasen: Lipide abbauende Enzyme

Anschließend werden die lysosomalen Enzyme im Golgi Apparat von einer einfachen Zellmembran umhüllt und in das umliegende Cytoplasma entlassen. Dort "schwimmen" die Lysosome frei umher, um bei Kontakt mit ab-, oder umzubauenden Produkten ihrer Funktion nachzugehen.

Besonderes Merkmal ist der pH-Wert im Inneren der Lysosomen. Dieser ist besonders sauer (4,5-5). Die lysosomalen Enzyme benötigen diese saure Umgebung um korrekt und effizient arbeiten zu können. Allerdings gibt es auch Stoffabbauende Enzyme dich nicht derart geringe pH-Werte brauchen um arbeiten zu können. Dass lysosomale Enzyme auf eine saure Umgebung angewiesen sind hat den Grund, dass bei einer Beschädigung eines Lysosoms oder sonstigem Freisetzen der lysosomalen Enzyme in das Cytoplasma eine sofortige Inaktivierung erfolgt (pH-Wert des Cytoplasmas wesentlich höher), und keine anderen Zellorganellen angegriffen werden können.

Funktion

Die sich im Zellplasma frei bewegenden Lysosomen kommen unentwegt mit diversen Stoffen in Berührung, die von anderen Zellorganellen ausgeschieden wurden, unverwertbar sind, oder gar von außen in die Zelle eingedrungen sind und zellschädigend wirken können (z.B. Alkohol).

Abbau von zelleigenen Stoffen

Zelleigene Stoffe entstammen entweder dem Zellstoffwechsel, oder (häufiger) dem Abbau oder Zerfall veralteter Zellorganellen. Lysosome nehmen diese Stoffe in ihr Inneres auf, und zerlegen diese mithilfe der lysosomalen Enzyme durch das Schlüssel-Schloss-Prinzip in teilweise wiederverwertbare Produkte. Abbauprodukte die nicht wiederverwertet werden können werden in eine Ausgangsform zerlegt, die aus der Zelle ausgeschieden werden kann.

Beim sogenannten programmierten Zelltod bauen die Lysosomen nach Aktivierung die gesamte Zelle Stück für Stück zurück. Biespiel hierfür ist die Metamorphose von Insekten oder Amphibien (Rückbau des Kaulquappenschwanzes).

Abbau von zellfremden/zellschädlichen Stoffen

Lysosomen nehmen Zellgifte wie z.B. Alkohol auf, speichern diese und bauen das Gift in unschädliche Spaltprodukte um. Die Toxizität der Stoffe innerhalb der Zelle beschränkt sich dabei auf die Zeit bis ein Lysosom den Stoff in sich aufnimmt und gespalten hat. Da Lysosome ständig neu produziert werden, halten sie (sofern die zellschädlichen Substanzen nicht in großer Menge vorliegen) wie ein Schutzschild Schaden von anderen Zellorganellen fern, auch wenn sie durch die Zellgifte selbst beschädigt werden.