Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

Свойства клетки. Действие паров четыреххлористого углерода на клетку

Задача 1
Что происходит с клеткой, если под действием паров четыреххлористого углерода (органического растворителя) произошло нарушение целостности мембраны лизосом? Понятие физиологического и патологического лизиса. Привести примеры.
Решение:
Под действием четырёххлористого углерода CCl4 может произойти нарушение целостности мембраны лизосом, что приведёт к попаданию гидролитических ферментов в цитоплазму и будет способствовать аутолизису (цитолизису) клетки, т. е. растворению её внутреннего содержимого (разрушению клеточных органелл).
Физиологический лизис – это когда лизосомы выделяют ферменты из клетки наружу, что приводит к гибели клеток. Например, при метаморфозе (у насекомых, амфибий), при замене хряща костной тканью.
Патологический лизис – это разрушение клеток путём полного или частичного их растворения гидролитическими ферментами при проникновении в клетку болезнетворных микробов, неправильном применении антибиотиков, неполноценном питании, недостатке или избытке кислорода, а также при действии токсичных веществ. Так как все яды проникают в печень, то печень не справляется со своей функцией, в результате цирроза печени.

Задача 2
В секреторной клетке хорошо развита гранулярная эндоплазматическая сеть. Какой природы синтезируется вещество (белковой, углеводной, липидной). Куда оно поступает и его дальнейшая судьба?
Решение:
На мембранах гранулярной эндоплазматической сети расположены рибосомы, на которых происходит синтез белков. Поэтому секреторная клетка вырабатывает белковый секрет, который поступает внутрь мембран. Синтезированный белок поступает внутрь каналов ЭПС, где он приобретают свою вторичную и третичную структуры. По сети мембран белок будет транспортирован в аппарат Гольджи, где упакуется в вакуоли и, затем, будет выведен из клетки во внешнюю среду (в протоки железы, в состав которой входит данная секреторная клетка).

Задача 3
С помощью электронной гистохимии установлено, что в цитоплазме клеток печени (гепатоцитов) в процессе жизнедеятельности могут появляться и исчезать розеткообразные структуры, содержащие гликоген. Как называется такая структура?
Решение:
Розеткообразные структуры гепатоцитов печени, содержащие гликоген, являются трофическими включениями. В зависимости от жизнедеятельности клетки они могут исчезать или появляться снова, так как включения это не постоянные структуры клетки.

Задача 4
В клетку поступило вещество, нарушающее целостность мембран лизосом. Какие изменения произойдут в клетке?
Решение:
Лизосомы – мембранные структуры клетки, содержащие различные ферменты, в том числе гидролитические. При нарушении целостности мембраны лизосомы в клетку поступают гидролитические ферменты, которые разрушают клеточные структуры, что может привести к потере клеткой многих органелл и даже к её гибели (цитолизису). При нарушении мембран небольшого числа лизосом в клетке могут быть разрушены несколько органелл, что может привести к нарушению нормальной физиологической деятельности данной клетки, а при нарушении мембран многих лизосом – к гибели клетки. Цитолизис клетки под действием ядовитых веществ называется патологическим лизисом.

Задача 5
Человек попал в атмосферу, насыщенную парами яда, четыреххлористого углерода, произошло отравление организма. Одним из основных морфологических проявлений этого процесса явилось нарушение целостности мембран лизосом клеток печени. Каков будет результат влияния яда на клетку, если нарушена целостность большинства лизосом?
Решение:
При нарушении целостности мембран лизосом в цитоплазму клетки попадают гидролитические ферменты, что приводит к аутолизису, и клетки печени погибают. Если погибает много клеток, то печень не справляется со своей функцией, в результате цирроза печени.

Задача 6
С помощью микроманипулятора из клетки удалили комплекс Гольджи. Как это отразится на ее дальнейшей жизнедеятельности?
Решение:
Основные функции комплекса Гольджи:
синтез сложных веществ;
концентрация и упаковка веществ в мембраны;
синтез мембран;
образование лизосом.
Поэтому в результате удаления комплекса Гольджи из клетки, перечисленные выше процессы в клетке нарушатся, и она через некоторое время погибнет.

Задача 8
Каким органеллам отводится значительная роль в утрате некоторых частей тела животного при метаморфозе?
Решение:
При метаморфозе у животных некоторые части тела исчезают, например жабры и хвост у головастиков лягушки. В этом принимают активное участие лизосомы, выделяющие специальные гидролитические ферменты, которые приводят к аутолизису клетки, что и приводит к утрате ненужных частей тела в период развития организма.

Задача 10
При метаморфозе у животных некоторые части тела исчезают, например: жабры и хвост у головастиков лягушки. Какие органеллы играют в этом процессе существенную роль?
Решение:
В процессе метаморфоза принимают активное участие лизосомы, выделяющие специальные гидролитические ферменты, которые приводят к аутолизису клетки, что и приводит к утрате ненужных частей тела в период развития организма.

Задача 12
В условиях пищевого и кислородного голодания в клетках наблюдается автолиз. Какие органеллы играют ведущую роль в этом процессе?
Решение:
При автолизисе, в условиях пищевого и кислородного голодания в клетке, она погибает. В этом процессе ведущую роль играют лизосомы.

Задача 13
В клетке «А» хорошо развита гранулярная ЭПС, в клетке «В» в цитоплазме много свободных полисом. Какая из клеток вырабатывает белковый секрет?
Решение:
Прикрепленные рибосомы вырабатывают белок для всего организма, а свободные – для самой клетки. В клетке «А» есть хорошо развитая гранулярная ЭПС (на ней прикрепленные рибосомы), поэтому эта клетка вырабатывает белок для нужд всего организма. Это вещество по каналам ЭПС выходит в комплекс Гольджи и упаковывается в мембраны для вывода из клетки, поэтому оно может быть секретом. В клетке «В» в цитоплазме много свободных полисом, поэтому эта клетка вырабатывают белок для своих нужд, и он не может быть секретом.

Задача 15
В мембране клетки активизируются ферменты – переносчики. Какой вид транспорта веществ наблюдается в этот момент?
Решение:
Транспортная функция клетки – одна из важнейших функций связана со способностью мембраны пропускать в клетку или из нее различные вещества, это необходимо для поддержания постоянства ее состава, т.е. гомеостаза (греч. homos – подобный и stasis – состояние). Активный транспорт веществ осуществляется при участии белков-переносчиков, с затратами энергии АТФ и идет против градиента концентрации. Поэтому при активации ферментов-переносчиков в клетке наблюдается активный транспорт веществ, который идет с затратами энергии которая идет на изменение конфигурации белков-переносчиков. Активный транспорт можно рассмотреть на примере работы Na + – K + насоса, который обеспечивает поддержание разности концентраций ионов в клетке.

Источник

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

Подробное решение параграф § 24 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов A.M. Углубленный уровень 2019

Вопрос 1. Какое значение имеют клеточные мембраны в клетке?

Наружная клеточная мембрана ограничивает клетку и клеточные органеллы от окружающей среды и осуществляет транспорт веществ. Мембраны обладают свойством полупроницаемости. При этом молекулы воды могут беспрепятственно проходить через клеточную мембрану, а молекулы других веществ проникают избирательно. Через клеточную мембрану клетка получает воду, питательные вещества, кислород, через нее удаляются продукты клеточного обмена.

Вопрос 2. Клетки каких организмов содержат вакуоли?

Вакуоли характерны для клеток растений, грибов и многих протистов.

Вопрос 3. Как образуются вакуоли в клетке? Можно ли рассматривать данные клеточные структуры в качестве органоидов клетки?

Вакуоли образуются из пузыревидных расширений ЭПС или из пузырьков комплекса Гольджи.

Да, можно рассматривать данные клеточные структуры в качестве органоидов клетки. Хоть вакуоли являются не постоянными, а временными органоидами, они как ЭПС, аппарат Гольджи и лизосомы построены из фосфолипидных мембран и тесно связаны с выполняемыми в клетке функциями. Можно считать, что эти органоиды входят в единую систему, элементы которой могут в случае необходимости перестраиваться и переходить друг в друга, используя универсальные свойства мембран.

Вопрос 4. Какие функции выполняет аппарат Гольджи? Каково его строение?

Аппарат Гольджи — это мембранный органоид, построенный из плоских полых мембранных структур, называемых цистернами. Они собраны в стопки по 4—6 штук. Внешне аппарат Гольджи (АГ) напоминает стопку тарелок, поставленных одна на другую.

Аппарат Гольджи выполняет синтетическую, запасающую, строительную и секреторную функции. Кроме того, в нём происходит формирование лизосом.

Вопрос 5. Во всех ли клетках имеется аппарат Гольджи и почему? Приведите примеры.

Аппарат Гольджи является компонентом всех эукариотических клеток (практически единственное исключение — эритроциты млекопитающих). Нет АГ и у бактерий.

Отсутствие АГ, как и ядра, в клетках эритроцитов позволяет вмещать больше молекул гемоглобина и использовать для транспортировки кислорода и углекислого газа весь объем клетки.

Вопрос 6. В каких клеточных структурах перевариваются частицы пищи?

В лизосомах, т.к. они содержат набор ферментов для внутриклеточного переваривания пищи.

Вопрос 7. Как вы думаете, что произойдёт с клеткой, в которой по какой — то причине разрушатся мембраны лизосом?

Ферменты лизосом нередко высвобождаются при разрушении мембраны лизосомы. Обычно при этом они инактивируются в нейтральной среде цитоплазмы. Однако при одновременном разрушении всех лизосом клетки может произойти ее саморазрушение — автолиз.

Вопрос 8. Продолжайте заполнение сравнительной таблицы о строении клеток эукариотов (см. задание 1 на с. 152).

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть картинку Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Картинка про Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

Вопрос 9. Проанализируйте содержание статей параграфа, раскрывающих особенности таких клеточных структур, как лизосомы и вакуоли. Что у них общего и чем они отличаются друг от друга?

1. Одномембранные органеллы клетки.

2. Происхождение. Вакуоли развиваются из мембранных пузырьков — провакуолей, — которые являются производными ЭПС и комплекса Гольджи. Лизосомы синтезируются в ЭПС, подвергаются там некоторым превращениям, а затем упаковываются в мембранные пузырьки и отсоединяются от аппарата Гольджи.

3. Заполняются продуктами жизнедеятельности протопласта.

4. Некоторые вакуоли, как и лизосомы, содержат набор пищеварительных ферментов (пищеварительные вакуоли).

1. Лизосомы есть во всех клетках млекопитающих, за исключением эритроцитов. У растений к лизосомам по способу образования, а отчасти и по функциям близки вакуоли. Лизосомы есть также у большинства протистов и у грибов. Таким образом, наличие лизосом характерно для клеток всех эукариот. У прокариот лизосомы отсутствуют, так как у них отсутствует фагоцитоз и нет внутриклеточного пищеварения. Вакуоли содержатся почти во всех растительных клетках.

2. В лизосомах поддерживается кислая среда, а в вакуолях реакция клеточного сока обычно слабокислая или нейтральная, реже щелочная (рН 4 — 6).

3. Лизосомы содержат множество растворимых гидролитических ферментов. Вакуоли заполнены клеточным соком. Это водный раствор различных веществ: неорганические вещества (нитраты, фосфаты, хлориды и др.), углеводы (сахара и полисахариды), белки, органические кислоты и их соли, алкалоиды, гликозиды, пигменты, танины, фитонциды и другие органические соединения, растворимые в воде.

4. Функции. Для лизосом характерна активация пищеварительных вакуолей, переваривание (лизис) веществ, частиц, старых органелл и т. п. Вакуоли нужны для поддержания тургора в клетке (постоянная форма клетки), частичное переваривание, накопление запасных питательных веществ, токсичных продуктов метаболизма.

Вопрос 10. Когда головастик превращается во взрослую лягушку, многие его органы изменяются. А вот хвост головастика постепенно разрушается в результате процесса, который называют аутолизом. Какие клеточные структуры и вещества обеспечивают этот важный физиологический процесс и как он может осуществляться?

Этот процесс обеспечивают лизосомы. При превращении головастика в лягушку, лизосомы, находящиеся в клетках хвоста, переваривают его: хвост исчезает, а образовавшиеся во время этого процесса вещества всасываются и используются другими клетками тела. Т.е. аутолиз в этом случае сопровождает развитие организма.

Вопрос 11. Обсудите с одноклассниками, от чего зависит наличие в клетке каких — либо клеточных структур. Может ли эта зависимость быть перенесена на любой другой уровень организации биологических систем?

Наличие в клетке каких — либо клеточных структур зависит от функций, которые выполняет клетка. Например, у эритроцитов млекопитающих отсутствует клеточное ядро и большинство органелл, что повышает содержание гемоглобина. В прокариотических клетках отсутствуют лизосомы, так как у них отсутствует фагоцитоз и нет внутриклеточного пищеварения. Пластид нет у животных клетках. И др.

Это приспособление к жизни клетки. Зачем иметь в своем составе, что «мешает» или вовсе не нужно?

Мне кажется, что эта зависимость не может быть перенесена на любой другой уровень организации биологических систем.

Вопрос 12. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9 «Приготовление, рассматривание и описание микропрепаратов клеток растений».

В растительных клетках пигменты, окрашивающие в яркие цвета цветки и плоды покрытосеменных растений, содержатся не только в пластидах, но и в растворе, заполняющем крупные клеточные вакуоли.

Цель: развить умение работы с лабораторным оборудованием, освоить технику приготовления временных микропрепаратов, изучить строение клеток, сделать описание.

Оборудование: микроскоп, предметные и покровные стёкла, пипетки, пинцеты, биологический материал (кусочки яблока, томата, мякоть арбуза).

1. Приготовьте препараты клеток плодов яблони, томата, арбуза. Для этого в каплю воды на предметном стекле перенесите частицу мякоти плода, разделите мякоть на клетки и накройте покровным стеклом.

2.Рассмотрите препарат под микроскопом. Найдите в клетках вакуоли, отметьте их окраску.

3. Зарисуйте строение клеток.

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть картинку Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Картинка про Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

клетки яблока под микроскопом (вакуоли прозрачные).

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть картинку Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Картинка про Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

клетки томата (вакуоли светло — красные, также видно наличие красных пластид).

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть картинку Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Картинка про Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

клетки арбуза (сок в вакуолях окрашен в красный цвет).

4. Сделайте вывод. В растительных клетках пигменты, окрашивающие в яркие цвета цветки и плоды покрытосеменных растений, содержатся не только в пластидах, но и в растворе, заполняющем крупные клеточные вакуоли.

Вакуоль является местом локализации водорастворимых пигментов, придающих окраску корнеплодам (свекла), плодам (вишня, жимолость, слива, брусника, смородина, арбуз, яблоко), лепесткам цветков (василек, примула, гортензия, мальва и др.).

Пигменты клеточного сока (антоцианы, флавоноиды) являются веществами фенольной природы, хорошо растворимы в воде и окрашивают органы растений в красный, розовый, синий, голубой, желтый и бурый цвета.

Источник

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

Лизосомы обнаруживаются почти во всех эукариотических клетках. Они представляют собой простые мембранные мешочки (стенка мешочка состоит из одинарной мембраны), наполненные пищеварительными ферментами — протеазами, нуклеазами и липазами, расщепляющими соответственно белки, нуклеиновые кислоты и липиды. Эти ферменты, катализирующие реакции гидролиза (идущие с присоединением воды), лучше всего работают в кислой среде; содержимое лизосом имеет, следовательно, кислую реакцию. Перечисленные выше ферменты должны быть отделены от всех остальных клеточных компонентов и структур, иначе они разрушат эти компоненты и структуры.

В животных клетках лизосомы имеют обычно округлую форму а диаметр их составляет 0,2—0,5 мкм.

В растительных клетках роль лизосом могут играть крупные центральные вакуоли. Впрочем, в цитоплазме растительных клеток иногда видны тельца, напоминающие по своему виду лизосомы животных клеток.

Заключенные в лизосомах ферменты синтезируются на гранулярном ЭР и транспортируются к аппарату Гольджи. Позже от него отпочковываются пузырьки Гольджи, содержащие ферменты, подвергшиеся необходимым модификациям. Эти пузырьки и превращаются в лизосомы. Лизосомы выполняют ряд функций, которые описаны ниже и перечислены на рисунке.

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть картинку Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Картинка про Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

Переваривание материалов, поглощенных посредством эндоцитоза

Процесс эндоцитоза описан в нашей статье. Лизосомы могут сливаться с пузырьками или вакуолями, образующимися в результате эндоцитоза, высвобождать в них свои ферменты и переваривать находящиеся внутри пузырьков или вакуолей материалы. Иногда этот процесс представляет собой способ поглощения пищи, как, например, у некоторых простейших. В других случаях он выполняет защитную функцию, когда, например, специализированные лейкоциты (фагоциты) захватывают и переваривают попавшие в организм бактерии. Продукты переваривания поглощаются и усваиваются цитоплазмой клетки, но часть материала так и остается непереваренной. Вакуоль вместе с этим остаточным материалом направляется к плазматической мембране, и здесь ее содержимое выводится наружу путем экзоцитоза.

Своеобразную роль играют лизосомы в клетках щитовидной железы, которые путем пиноцитоза поглощают тиреоглобулин. Образовавшиеся пиноцитозные пузырьки сливаются с лизосомами, и тиреоглобулин под действием лизосомных ферментов превращается в активный гормон тироксин. После этого лизосомы путем слияния с плазматической мембраной изливают свое содержимое наружу — выделяют этот гормон в кровь.

Автофагия

Автофагией называется процесс, посредством которого клетка поглощает и переваривает внутри лизосом свои собственные не нужные ей структуры. Сначала эти структуры окружаются одинарной мембраной, отделяющейся обычно от агранулярного эндоплазматического ретикулума, а затем такой мембранный мешочек с заключенной в нем структурой сливается с лизосо-мой, образуя так называемую автофагическую вакуоль, в которой структура переваривается. Данная последовательность событий входит как составная часть в естественный круговорот цитоплазматических органелл, при котором старые органеллы заменяются новыми.

Выделение ферментов из клетки (экзоцитоз)

Иногда ферменты, содержащиеся в лизосомах, высвобождаются из клетки наружу. Это происходит, например, в процессе развития организма при замене хряшей костной тканью. Аналогичное явление можно наблюдать, когда основное вещество кости разрушается при перестройке костной ткани в ответ на повреждения, при новой нагрузке и т. п. В спермиях содержатся специализированные лизосомы, называемые акросомами.

Из них наружу непосредственно перед оплодотворением выделяются ферменты, с помощью которых спермий прокладывает себе путь к яйцеклетке сквозь окружающие ее клеточные слои, переваривая отделяющий его от яйцеклетки материал.

Автолиз

Автолиз — это саморазрушение клетки, наступающее в результате высвобождения содержимого ее лизосом внутри самой клетки. Именно в связи с этим лизосомы были в свое время метко названы «орудиями самоубийства» (suicide bags). При некоторых процессах дифференцировки автолиз представляет собой нормальное явление; он может распространяться на всю ткань, как это, например, имеет место при резорбции хвоста головастика во время метаморфоза. Другой пример — превращения, которые претерпевает матка. Во время беременности матка сильно увеличивается, чтобы вместить растущий плод. После родов она постепенно приобретает свои обычные размеры в результате самопереваривания большого числа клеток. Наблюдается автолиз также и в мышцах долго остающихся без работы. После гибели клетки тоже наступает автолиз; именно поэтому пищевые продукты портятся, если они не были заморожены. Иногда автолиз является следствием некоторых лизосомных болезней.

Источник

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть картинку Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Картинка про Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

Кадр из фильма «Капля»

В понедельник, 3 октября, был объявлен лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине. Им оказался японский биохимик, специализирующийся в области клеточной биологии, — Ёсинори Осуми (Yoshinori Ohsumi). Ученого наградили за изучение процесса аутофагии. «Лента.ру» рассказывает об исследованиях, которые получили признание комитета.

Научная работа Осуми позволила ученым взглянуть иначе на процесс образования пузырьков, содержащих растворяющие ферменты, внутри клеток. Оказалось, что аутофагия (своего рода «самопожирание» клетки) играет важную роль в развитии различных болезней, например, рака или хронических воспалений. Узнав больше о механизмах этого процесса, исследователи смогли понять, почему возникают опухоли, как происходят нарушения в развитии зародышей, а также как организм постепенно изнашивается с возрастом.

Например, было показано, что процессы аутофагии нарушаются в пораженных участках мозга при болезни Альцгеймера. Болезнь Хантингтона и болезнь Паркинсона также возникают из-за того, что в нейронах накапливаются белки, в норме разрушаемые при аутофагии. Как же происходит «самопожирание» клетки?

Это процесс, при котором компоненты клетки попадают внутрь ее лизосом (у млекопитающих) или вакуолей (клетки дрожжей) и подвергаются в них разрушению. К таким компонентам относятся различные белки, нуклеиновые кислоты и другие соединения. Существует несколько разновидностей этого процесса. При микроаутофагии макромолекулы и обломки клеточных мембран просто захватываются лизосомой. Таким путем клетка может переваривать белки при нехватке энергии, например, при стрессах и голодании. Однако процессы микроаутофагии могут происходить и при нормальных условиях и в целом неизбирательны. Иногда клетка переваривает и целые органоиды.

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть картинку Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Картинка про Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

При макроаутофагии участок цитоплазмы (часто содержащий какие-либо органоиды) окружается мембранным компартментом (отсеком), в результате чего этот участок отделяется от остальной цитоплазмы двумя мембранами. Такие двухмембранные органеллы, окружающие удаляемые органеллы и цитоплазму, называются аутофагосомами. Аутофагосомы соединяются с лизосомами, образуя аутофаголизосомы, в которых органеллы и остальное содержимое аутофагосом перевариваются.

Ученые полагают, что макроаутофагия также неизбирательна, однако они часто подчеркивают, что с помощью нее клетка может избавляться от дефектных и старых органоидов, вроде митохондрий, рибосом или пластидов. Третий тип аутофагии — шаперон-опосредованная. Она характеризуется тем, что происходит направленный транспорт частично денатурировавших (потерявших высокоорганизованную структуру) белков из цитоплазмы сквозь мембрану лизосомы в ее полость, где они перевариваются. Этот тип аутофагии, описанный только для млекопитающих, приводится в действие стрессом.

Аутофагия может быть способом самоубийства клетки. В этом случае перевариваются все органеллы клетки, оставляя лишь останки, поглощаемые иммунными клетками — макрофагами.

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть картинку Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Картинка про Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

Фото: Kyodo / Reuters

Аутофагия впервые наблюдалась в 60-е годы. Ученые выявили лизосомы, а также аутофагосомы. Исследователи видели, как последние сливаются с лизосомами, в результате чего разрушается пойманное в ловушку содержимое клетки. Однако на этом открытии исследования застопорились. В течение 40 лет лишь немногим больше стало известно об аутофагии. Ученые не считали этот процесс важным, и поэтому от их внимания ускользало множество аспектов основных процессов жизнедеятельности клетки.

Однако в 90-е годы все изменилось. Прорыв в исследованиях совершил Ёсинори Осуми. Ему было известно, что у дрожжевых клеток имеется большая одиночная лизосома, называемая вакуолью. Ученый нашел хитроумный способ визуализировать накопление аутофагосом в вакуоли, подавив процесс деградации содержимого в вакуоли. Ученый проверил несколько тысяч мутантных дрожжевых клеток для того, чтобы найти те, что были не способны иницировать процесс аутофагии. Таким образом, удалось понять, что процессом аутофагии управляет множество генов. Примерно 15 генов были обнаружены в исследовании, проведенном в 1993 году.

Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Смотреть картинку Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Картинка про Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом. Фото Что произойдет в клетке если разрушатся мембраны лизосом

Изображения процесса аутофагии

Зная гены, которые управляют процессом аутофагии, Осуми решил выяснить, как продукты генов взаимодействуют вместе. Он показал, что стрессовый сигнал инициирует каскад реакций, в которых различные белковые комплексы контролируют каждую стадию формирования аутофагосом. Осуми и его коллеги первыми идентифицировали гены аутофагии в клетках млекопитающих. Японские ученые, таким образом, превратили аутофагию в одну из ведущих тем научных исследований. Оказалось, что этот процесс играет важную роль в развитии эмбриона и дифференциации клеток, формировании рака и развитии возрастных заболеваний, защите организма от вирусных и бактериальных инфекций, а также при клеточном стрессе.

Особенно важна аутофагия в процессе эмбриогенеза при так называемой самопрограммируемой клеточной гибели. Сейчас этот вариант аутофагии чаще называют каспаза-независимым апоптозом. Если эти процессы нарушаются, а разрушенные клетки не удаляются, то эмбрион чаще всего становится нежизнеспособным.

Клетка также может восполнить недостаток питательных веществ и энергии и вернуться к нормальной жизнедеятельности. Напротив, в случае интенсификации процессов аутофагии клетки разрушаются, а их место во многих случаях занимает соединительная ткань. Подобные нарушения являются одной из причин развития сердечной недостаточности. Однако если процессы аутофагии, наоборот, находятся в подавленном состоянии, это может привести к накоплению дефектных клеток и, как следствие, образованию раковых опухолей. Если части мертвых клеток удаляются неэффективно, то возможна активизация воспалительных процессов.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *