دانلود مقاله ساختمان و عملکرد لیزوزوم و میکروبادی

اطلاعات ما راجع به ساختمان و عمل لیزوزومها و میکروبادیها نسبت به بقیه ارگانل های سلولی بسیار جدید و در سنوات اخیر کسب شده است .اگر چه اجسام کوچک گوناگون موجود در سلولهای گیاهی جانوری به اسامی متفاوتی از قبیل میکروبادی و سیتوزوم نامیده می شدند و لی تنوع ساختمان  و عمل آنها تا دهه 1950 شناسایی نشده بود. کشف لیزوزوم و میکروبایدها در خلال دهه 50 را می توان در رابطه با تکامل روشهای میکروسکوپ الکترونی و جزء جزء کردن و تفکیک عناصر سلولی دانست . در عصر حاضر لزوزومها به عنوان یک ارگانل مستقل شناسایی شده در صورتی که پراکسیزومها و گلی اکسیزومها Peroxisome and glayoxysome)) و ارگانل های وزیکولار دیگری مربوط به آنها می شوند . جمیعاً میکروبادی نامیده می‌شوند .

وجود لیزوزوم اولین بار در اوایل دهه پنجاه توسط دیدوChristian de Duve و همکارانش پس از یک سری آزمایشات مفصل به اثبات رسید . این آزمایشات برای مشخص نمودن محلهای درون سلولی دو آنزیم به نامهای گلوکز -6- فسفاتاز و اسید فسفاتاز طراحی شده بود . هموژنات بافت کبد را توسط سانتریفوژ  تمایزی به جزء‌های هسته‌ای ، میتوکندریایی ، میکروزومی و سیتوپلاسمی تفکیک نمودند و هر کدام از این قسمت ها را برای مشخص نمودن محتویات آنزیمی آن مورد آزمایش قرار دارند . در مورد گلوکز -6- فسفاتاز آزمایشات به وضوح مشخص نمود که این آنزیم به ذراتی که با جزء میکروزومی رسوب می نمایند باند شده است ، ولی در مورد اسید فسفاتازها در ابتدا استنباط مشخصی را مقدور نمی ساخت به خاطر اینکه ؛

فعالیت اسید فسفاتاز در صورتی که هموژنات با همگن ساز یا هموژنیزر (homogenizer) به آرامی تهیه شده باشد یک دهم زمانیست که برای تهیه هموژنات از روشهای قوی تری ،نظیر به کارگیری مخلوط کن ، استفاده نماییم.

کل فعالیت آنزیمی جزءهای جدا شده پس از سانتیفیوژ تمایزی دو برابر فعالیت هموژنات اصلی بود و

پس از چند روز نگهداری در فریزر ، فعالیت آنزیمی کل هموژنات و همچنین فعالیت جزء های جدا شده ، علی الخصوص جزء میتوکندریایی افزایش قابل ملاحظه‌ای را نشان می داد . این نتایج در جدول 1-8 خلاصه شده است .

فعالیت اسید فسفاتاز (1)

جزء مورد آزمایش

قبل از ذخیره کردن در فریزر

بعد از ذخیره کردن بمدت 5 روز

کل هموژنات

10

89

جزء هسته‌ای

2

10

جزء میتوکندریایی

7

46

جزء میکروزومی

6

10

جزء محلول

6

9

 مقدار فسفات آزاد شده ، به میکروگرم در مدت 20 دقیقه

 این مشاهدات زمانی توجیه گردیدند که دید و همکارانش نشان دادند که فعالیت اسید فسفاتاز محدود به ذرات قابل رسوبی می باشد که غشاء محدود کننده آنها مانع دستیابی سوبسترا به اسید فسفاتاز می گردد .

 صرفاً زمانی که این غشاهای محدود کننده پاره شوند و اسید فسفاتاز از ذرات آزاد گردد فعالیت آنزیمی مشخص و ظاهر می شود . این امر زمانی میسر می گردد که برای تهیه هموژنات ، بافت را به وسیله مخلوط کن شدیداً خرد نماییم ، در صورتی که استفاده از هموژنیز تنها باعث انهدام 10 درصد از ازت محتوی اسید فسفاتاز شده ، و فعالیت پایین آنزیمی را سبب می گردد .

در ابتدا دید و همکارانش موفق به تشخیص این مسئله که آنزیم با یک گروه مشخصی از ذرات سلولی در ارتباط می باشد نشدند ، بلکه بر مبنای افزایش فعالیت آنزیمی جزء میتوکندریایی چنین تصور می کردند که اسید فسفاتاز بایستی در میتوکندریها وجود داشته باشد . بهر حال ادامه مطالعات در اوایل دهه پنجاه که در آن جزء میتوکندریایی را توانستند به چندین زیرجزء دیگر تقسیم نمایند مشخص ساخت که اسید فسفاتاز به گروه خاصی از ویزکولهای سلولی که جدا از میتوکندریها می باشند مربوط بوده است . مقارن با این وقایع چهار نوع دیگر از هیدرولاز های اسیدی به نامهای بتا – گلوکورونیداز ((، کاتپسین  (Catepsin) ، اسید ریبونوکلئاز (acid ribonuclease) و اسید دی اکسی ریبونوکلئاز(acid deoxyribonuclease)  کشف گردیدند که همگی به نحو یکسانی با اسید فسفاتاز در جزء های سانتریفیوژی توزیع شده بودند.

 بنابراین 5  آنزیم هیدرولیتیک که همه دارای pH مطلوب اسیدی بوده و بر روی سوبستراهای کاملاً متفاوت اثر می گذاشتند همگی در یک گروه از ذرات سلولی یافت شدند برمبنای اثرات «‌لیز» کنندگی lytic effects)) تمامی این آنزیمها ، دید و نام لیزوزوم را برروی آنها نهاد . متعاقباً تعداد زیادی از آنزیمهای دیگر در لیزوزومها از قبیل پروتئینها، پلی ساکاریدها ، اسیدهای نوکلئیک و لیپیدها در سلول بودند( جدول 2-8)

نکته جالب اینکه دید و موجودیت لیزوزومها را به طور کامل بر مبنای مطالعات بیوشیمیایی تشخیص داد ولی در سال 1955 یکی از همکاران وی به نام نویکوف (Noviloff) جزء سانتریفیوژی غنی از اسید فسفاتاز را با میکروسکوپ الکترونی گذاره مطالعه نمود و اولین ثبوت مورفولوژیکی که وجود لیزوزومها را جدای از میتوکندریها به اثبات می رسانید را ارائه نمود .

در سالهای اخیر ، متدهای پیچیده سانتریفیوژی برای بدست آوردن جزءهایی با درصد لیزوزم بسیار بالا به کار گرفته شده اند. با سانتریفیوژ تمایزی ، جزء های لیزوزومی همیشه محتوی مقادیری میتوکندری نیز می باشند. اگرچه میانگین ضریب رسوب میتوکندریها بیشتر از لیزوزومها  است ، ولی میتوکندریها بنابه اندازه متفاوتی که دارند ، انواع کوچکترشان الزاماً همراه لیزوزومها رسوب می نمایند . ضریب رسوب پراکسی زومها  است ، ولی میتوکندریها بنا به اندازه متفاوتی که دارند ، انواع کوچکترشان الزاماً همراه لیزوزومها رسوب می نمایند . ضریب رسوب پراکسی زومها تقریباً مشابه لیزوزومها رسوب می نمایند. ضریب رسوب پراکسی زومها تقریباً مشابه لیزوزمها می باشد و در بافت هایی که پراکسی زوم نیز وجود دارد ، جداسازی جزء لیزوزومی به طور خالص تقریباً غیر ممکن است و حتماً مقداری پراکسی زوم نیز با آن مخلوط می شود. با به کارگیری سانتریفیوژ شیب غلظت هموزنی در مراحل آخر جداسازی ، موفقیتهای بیشتری در امر بدست آوردن جزء خالص تر لیزوزومی حاصل شده است ، زیرا دانسیته تعادل لیزومها (1.22 g/cm3) ، میتوکندریها (1.19g/cm3)و پراکسی زومها (1.23-1.25g/cm3) در شیب سوکروز به مقدار جزئی با هم تفاوت دارند . تمامی روشهای شیب غلظت که برای جداسازی لیزومها مورد استفاده قرار می گیرند ، بر مبنای تکنیکی است که توسط اشنیدر (W.C.Schbneider) ابداع گردیده ، که بر حسب مورد با تغییرات مقتضی به کار گرفته می شوند ( شکل 1-8) در این روش اکثر میتوکندری ها در منطقه 1.19g/cm3 متوقف می گردند. در صورتی که لیزوزم ها در منطقه 1.22 g/cm3 تشکیل نوار مستقلی را می دهند .