A lisosoma ( / l aɪ s ə ˌ s oʊ m / ) es una membrana-bound orgánulo encuentra en muchos animales células . [1] Son vesículas esféricas que contienen enzimas hidrolíticas que pueden descomponer muchos tipos de biomoléculas . Un lisosoma tiene una composición específica, tanto de sus proteínas de membrana como de sus proteínas lumenales . El pH de la luz (~ 4.5-5.0) [2] es óptimo para las enzimas involucradas en la hidrólisis, análoga a la actividad de laestómago . Además de la degradación de los polímeros, el lisosoma participa en varios procesos celulares, incluida la secreción, la reparación de la membrana plasmática , la apoptosis , la señalización celular y el metabolismo energético . [3]
Los lisosomas actúan como el sistema de eliminación de desechos de la célula al digerir los materiales usados en el citoplasma , tanto del interior como del exterior de la célula. El material del exterior de la célula se absorbe mediante endocitosis , mientras que el material del interior de la célula se digiere mediante autofagia . [5] Los tamaños de los orgánulos varían mucho; los más grandes pueden ser más de 10 veces el tamaño de los más pequeños. [6] Fueron descubiertos y nombrados por el biólogo belga Christian de Duve , quien finalmente recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1974.
Se sabe que los lisosomas contienen más de 60 enzimas diferentes y tienen más de 50 proteínas de membrana. [7] [8] Las enzimas de los lisosomas se sintetizan en el retículo endoplásmico rugoso y se exportan al aparato de Golgi al ser reclutadas por un complejo compuesto de proteínas CLN6 y CLN8 . [9] [10] Las enzimas se transportan desde el aparato de Golgi a los lisosomas en pequeñas vesículas, que se fusionan con vesículas ácidas más grandes. Las enzimas destinadas a un lisosoma se marcan específicamente con la molécula manosa 6-fosfato , de modo que se clasifican correctamente en vesículas acidificadas. [11] [12]
En 2009, Marco Sardiello y sus colaboradores descubrieron que la síntesis de la mayoría de las enzimas lisosomales y proteínas de membrana está controlada por el factor de transcripción EB ( TFEB ), que promueve la transcripción de genes nucleares . [13] [14] Las mutaciones en los genes de estas enzimas son responsables de más de 50 trastornos genéticos humanos diferentes , que se conocen colectivamente como enfermedades de almacenamiento lisosómico . Estas enfermedades son el resultado de una acumulación de sustratos específicos , debido a la incapacidad de degradarlos. Estos defectos genéticos están relacionados con varios trastornos neurodegenerativos , cánceres, enfermedades cardiovasculares.y enfermedades relacionadas con el envejecimiento . [15] [16] [17]
Christian de Duve , presidente del Laboratorio de Química Fisiológica de la Universidad Católica de Lovaina en Bélgica, había estado estudiando el mecanismo de acción de una hormona pancreática insulina en las células del hígado. En 1949, él y su equipo se habían centrado en la enzima llamada glucosa 6-fosfatasa , que es la primera enzima crucial en el metabolismo del azúcar y el objetivo de la insulina. Ya sospechaban que esta enzima desempeñaba un papel clave en la regulación de los niveles de azúcar en sangre . Sin embargo, incluso después de una serie de experimentos, no lograron purificar ni aislar la enzima de los extractos celulares. Por lo tanto, probaron un procedimiento más arduo de fraccionamiento celular., por el cual los componentes celulares se separan en función de sus tamaños mediante centrifugación .