ENDOSITOSIS LISOSOM PENCERNAAN DIGESTION Substrat Bahan enzim Organ

(ENDOSITOSIS, LISOSOM)

PENCERNAAN (DIGESTION) Substrat / Bahan enzim Organ / organel Produk

Dua tahap utama eksositosis dan endosistosis yaitu: (1) perlekatan membran (bilayer adherence) (2) fusi membran (bilayer joining). Pada tahap awal perlekatan, yang berperan adalah dua : a. Cytoplasmic-side monolayer (pada eksositosis) b. Non cytoplasmic monolayer (pada endositosis)

endositosis ekstraseluler membran sel joining sitosol adherence eksositosis ekstraseluler membran sel joining adherence sitosol

JALUR ENDOSITOSIS Materi ekstraseluler Membran plasma Materi / molekul yang akan dicerna recycling sorting Endosom awal Endosom akhir Enzim pencerna Enzim degradasi Lisosom / Vakuola pencerna

Jalur endositosis Substrat yang ditangkap oleh reseptor teraktivasi akan dicerna dalam lisosom Late endosome Bagian apikal dan basolateral sel berkomunikasi melalui endosome yang berbeda

Peranan reseptor dan protein lainnya dalam endositosis

Kapsul Viral nucleid acid EKSTRASELULER SITOSOL Viral envelope fusigenic protein Kelompok protein fusogenik pada ENDOSOM permukaan envelope-virus diduga dapat mengkatalisis fusi membran endosom-virus

Masuknya virus HIV dan replikasinya dalam sel Proses endositosis virus dalam sel

LISOSOM Definisi: Setiap partikel sel dapat diidentifikasi sbg lisosom jika: -Diliputi oleh suatu membran pembatas -Bentuk dan ukuran heterogen -Mengandung 2 atau lebih enzim hidrolase asam -Bersifat enzyme latency Membran mengandung protein yang sangat terglikolisasi (unusually highly glycosylated) untuk melindungi dari protease di lumen lisosom p. H lumen sekitar 5, dipelihara oleh pompa H+ATPase Khusus jaringan hewan FUNGSI 1. Pemecahan debris intra dan ekstrasel (endositosis & eksositosis) 2. Destruksi mikroorganisme yang terfagositosis 3. Pemecahan bahan untuk nutrien sel (autolisosis)

STRUKTUR LISOSOM

A functioning lysosome

Lysosomes are commonly found in animal cells. In white blood cells that eat bacteria, lysosome contents are carefully released into the vacuole around the bacteria and serve to kill and digest those bacteria. (Campbell)

Nomenklatur dan bentuk-bentuk fungsional lisosom 1. Lisosom awal, dibentuk paling awal oleh sel sebelum ikut serta dalam proses pencernaan. Disebut juga sebagai lisosom primer, lisosom murni, lisosom asli, lisosom perawan 2. Lisosom sekunder, berperan dalam aktivitas pencernaan. Mempunyai 2 fungsi: a. Mencerna bahan dari luar sel, disebut heterolisosom atau vakuola pencerna. Merupakan fusi lisosom primer dan fagosom b. Mencerna bahan intra sel (sitosegresom), disebut autolisosom atau vakuola autofagik. Merupakan fusi lisosom primer dengan sitosegresom

Karakteristik Lisosom dalam beberapa tipe sel Sel Hewan Terdapat dalam semua sel mamalia kecuali sel darah merah Sel Tumbuhan Enzim hidrolase tidak terpisahkan dengan baik seperti hewan. Enzim terdapat pada dinding sel. Vakuola analog dengan lisosom, namun struktur dan fungsinya tidak indentik Sel Protista Pada protozoa aktivitas fosfatase asam terlihat dalam vakuola. Lisosom berfungsi pada pencernaan interseluler dan sekresi enzim ke lingkungan luar sel.

bakteri Membran plasma ekstraseluler fagosom fagositosis (1) Endosom awal Endosom akhir lisosom endositosis (2) mitokondria RE otofagosom otofagositosis (3) Tiga jalur transpor menuju pencernaan lisosomal, yaitu melalui endositosis (endosom), fagositosis (fagosom) dan otofagositosis (otofagosom)

Phagocytosis by Enhanced Attachment (Opsonization)

Mekanisme pencegahan perlekatan reseptor sel pada kapsul bakteri

Kemampuan bakteri melarikan diri dari fagosom Bakteri merubah transport vesikular fagosit dan menahan fusi fagosom dengan lisosom

Digestive Compartments

Autolysis: A. Cellular swelling B. Normal cells C. Swelling and rupture (notice holes on membrane) When a white blood cell engulfs a bacterium, it is the lysosomes that digest the bacteria. Lysosomes are sometimes called "suicide sacks" because they are responsible for AUTOLYSIS, a process in which a cell self-destructs. Autolysis, incidentally, is Greek for "self kill. " How does this happen? When a lysosome ruptures in a cell, it causes all of the cell's internal proteins to be digested. This action is not accidental; rather, it is regulated by signals that scientists do not fully understand. Autolysis allows an organism to eliminate wornout cells.

Transport hidrolase lisosomal dari badan Golgi ke lisosom

0. 05 – 0. 5 m Hidrolase asam dalam lisosom merupakan enzim hidrolitik yang aktif pada suasana asam. Lumen lisosom dijaga pada p. H asam oleh suatu pompa H+ATPase pada membran yang memompa H+ke dalam lisosom ACID HYDROLASES Nucleases Proteases Glycosidases Lipases Phosphatases Sulfatases phospholipases p. H ~ 7. 2 p. H ~ 5 H+ CYTOSOL ATP ADP + Pi

Reseptor LDL, terdiri atas LDL binding site yang menghadap ke ekstraseluler dan LDL coated-pit binding site di permukaan sitosolik berasosiasi dengan protein yang menyelubungi coated pit. (A) Reseptor normal; (B) Sel mutant dengan reseptor LDL abnormal yang dapat mengikat LDL tetapi tidak dapat mencerna (ditemukan pada 1 di antara 500 individu)

STRUKTUR PROTEIN CLATHRIN

Lisosom yang berperan dalam aktivitas pencernaan intraseluler lisosom sekunder Mencerna bahan di luar sel (endositosis/fagosium) - Vakuola pencerna (heterolisosom) 2 fungsi Mencerna bahan di dalam sel (sitosegresom) - Vakuola autofagik (autolisosom) Pada sel tumbuhan Dictyosom - vakuola - Kompartmen degradatif - Berperan dalam penentuan ukuran sel - Organel penyimpan (nutrient, metabolit, antosianin, dll) - Tidak mampu memakan partikel besar - Pengontrol tekanan turgor - Kompartmen degradatif - Sekresi hidrolase sangat penting - Pada tumbuhan insectivor

Peran Lisosom dalam dinamika jaringan a. Metamorfosis - Regresi ekor berudu (tipe autofagi) - Peningkatan aktivitas lisosom b. Perkecambahan biji - Enzim hidrolase aktif - Disintesis di aleuron

LISOSOM DAN PENYAKIT a. Penyakit lisosom bawaan sejak lahir - Keabnormalan genetika penyakit deposisi - Terjadi penimbunan makromolekul - Penyakit Pompe glikogen kekacauan cadangan - Penyakit encok (“gout”) merusak kristal monosodium (kesalahan metabolisme) b. Penyakit yang diinduksi lingkungan - Silikosis dan asbetosis - efek partikel silikon dioksida dan asbes

Penyakit Pompe Glukosidase asam dalam lisosom untuk menguraikan glikogen dan oligosakarida menjadi glukosa tidak ada Terjadi penimbunan berlebih pada sel hati dan otot Lisosom pecah dan enzim-enzim lisosom dibebaskan ke dalam sel Katepsin yang dilepaskan ke dalam sel otot mencerna serabut otot dan pasien menderita hancurnya otot

In people with Pompe disease, there is a defect in a gene that is responsible for making an enzyme called acid alphaglucosidase (pronounced AL-fa glue-CO-sih-days and abbreviated as GAA). Enzymes are proteins that do specific jobs to help keep the cells in the body working normally.

Penyakit Encok akut Pembentukan kristal monosodium urat di persendian Sel-sel fagosit eritrosit memakan kristal dan memasukkan ke dalam fagosom sel Fagosom berfusi dengan lisosom primer. Enzim hidrolisis membebaskan kristal dari protein plasma sehingga mendedahkan suatu permukaan yang padat gugus hidroksil Gugus hidroksil bebas membentuk ikatan hidrogen dengan bagian polar amfifatik pada membran lisosom Struktur membran lisosom melemah dan pecah. Enzim hidrolisis dilepaskan ke sitosol dan merusak leukosit sehingga membebaskan bahan-bahan toksik dan enzim hidrolisis ke lingkungan sel. Terjadi pembekakan dan rusaknya jaringan yang khas bagi artritis

Tay-Sachs Desease

Other Diseases that related to lysosome malfunctions are Krabbe sidease, Hunter d i s e a s e , a n d N i e m a n n- P i c k d i s e a s e

Works Cited Campbell, Reece. Biology: Sixth Edition Cells Alive. www. cellsalive. com Pompe Community. www. pompe. com University of Texas Medical Branch: Cell Biology Graduate Program. http: //cellbio. utmb. edu/cellbio/lysosome. htm Pictures from: http: //cellbio. utmb. edu/cellbio/lysosome. htm http: //micro. magnet. fsu. edu/cells/animals/lysosomes. html http: //sun. menloschool. org/~cweaver/cells/e/lysosomes/ www. britanicaonline. com www. cellsalive. com www. nigms. nih. gov/news/science_ed/lysme 1. html