Trả lời nhanh
Lysosome là bào quan có một lớp màng, bên trong chứa hơn 40 loại enzyme thủy phân hoạt động tốt ở pH axit (khoảng 4,5–5). Màng đơn giữ enzyme không rò ra tế bào chất, còn enzyme phân giải protein, lipid, carbohydrate, axit nucleic. Nhờ vậy lysosome tiêu hóa thức ăn nội bào, dọn bào quan hỏng và tế bào già. Tế bào nào càng cần tiêu hóa thì càng có nhiều lysosome.
Cấu tạo của lysosome
Lysosome (tiêu thể) là bào quan dạng túi, hình cầu hoặc gần cầu, đường kính khoảng 0,2–0,5 µm. Chỉ có ở tế bào nhân thực, điển hình nhất ở tế bào động vật. Cấu tạo gồm hai phần chính:
- Màng đơn (một lớp màng phospholipid): trên màng có các protein vận chuyển, trong đó có bơm H+ dùng ATP để bơm ion H+ vào lòng túi. Mặt trong màng được phủ nhiều chuỗi carbohydrate (glycoprotein) rất dày.
- Chất chứa bên trong: hàng chục loại enzyme thủy phân (hydrolase) như protease, lipase, nuclease, glycosidase, phosphatase axit.
Vì sao cấu tạo phù hợp với chức năng?
| Đặc điểm cấu tạo | Ý nghĩa đối với chức năng |
|---|---|
| Có màng bao bọc | Cách ly enzyme thủy phân với tế bào chất. Nếu enzyme tràn ra, chúng phân giải protein, axit nucleic của chính tế bào. |
| Lớp glycoprotein dày ở mặt trong màng | Bảo vệ màng khỏi bị chính enzyme của lysosome phân hủy. |
| Bơm H+ trên màng, pH lòng túi khoảng 4,5–5 | Tạo môi trường tối ưu cho enzyme. Nếu enzyme rò ra tế bào chất (pH khoảng 7,2) thì hoạt tính giảm mạnh, đây là “lớp an toàn” thứ hai. |
| Nhiều loại enzyme thủy phân khác nhau | Phân giải được hầu hết các đại phân tử: protein, polysaccharide, lipid, DNA, RNA thành đơn phân. |
| Enzyme được tổng hợp ở lưới nội chất hạt, hoàn thiện ở bộ máy Golgi rồi đóng gói thành túi | Tạo ra lysosome sơ cấp sẵn sàng hòa nhập với các túi chứa chất cần tiêu hóa. |
| Màng có thể dung hợp với bóng thực bào, bóng tự thực | Tạo thành lysosome thứ cấp, nơi diễn ra tiêu hóa. Sản phẩm (đơn phân) khuếch tán hoặc được vận chuyển ra tế bào chất để tái sử dụng. |
Chức năng của lysosome
- Tiêu hóa nội bào: thức ăn, vi khuẩn bị thực bào tạo bóng thực bào, bóng này hợp nhất với lysosome và bị phân giải.
- Tự thực (autophagy): phân hủy bào quan già, hỏng (ví dụ ti thể suy giảm) để tái chế nguyên liệu.
- Phân hủy tế bào già, tế bào tổn thương: góp phần chết theo chương trình. Ví dụ đuôi nòng nọc tiêu biến khi biến thái thành ếch.
- Tham gia tái chế và dự trữ năng lượng: khi đói, tế bào tăng tự thực để lấy đơn phân tạo năng lượng.
Lysosome ở các loại tế bào khác nhau
| Loại tế bào | Lysosome | Giải thích |
|---|---|---|
| Bạch cầu trung tính, đại thực bào | Rất nhiều | Thường xuyên thực bào vi khuẩn, mảnh tế bào chết nên cần lượng lớn enzyme để tiêu hóa. |
| Tế bào gan | Nhiều | Phân giải, tái chế bào quan và các chất; tham gia chuyển hóa nên tự thực diễn ra mạnh. |
| Tế bào thần kinh, tế bào cơ tim (tế bào ít phân chia) | Tự thực hoạt động liên tục | Không thay thế được bằng phân bào nên phải dọn bào quan hỏng thường xuyên. |
| Tế bào hồng cầu trưởng thành ở người | Không có | Mất nhân và hầu hết bào quan; chức năng chính là vận chuyển khí. |
| Tế bào thực vật | Không điển hình | Không bào trung tâm chứa enzyme thủy phân, đảm nhiệm vai trò tương tự lysosome. Tế bào thực vật cũng có thành xenlulozơ nên hầu như không thực bào. |
Khi lysosome hoạt động sai
- Thiếu một loại enzyme: chất cần phân giải bị tích tụ. Ví dụ bệnh Tay-Sachs (thiếu enzyme hexosaminidase A, tích tụ lipid ở tế bào thần kinh), bệnh Pompe (thiếu enzyme phân giải glycogen, glycogen tích tụ trong lysosome).
- Vỡ màng lysosome: enzyme thoát ra phá hủy tế bào. Bụi silic bị đại thực bào ở phổi nuốt vào có thể làm vỡ lysosome, gây tổn thương phổi (bệnh bụi phổi silic).
Lỗi sai thường gặp và mẹo nhớ
- Lysosome không có hai lớp màng. Hai lớp màng là của ti thể, lục lạp, nhân.
- Enzyme lysosome không tổng hợp trong lysosome mà ở lưới nội chất hạt, rồi qua Golgi.
- Không nhầm lysosome với peroxisome: peroxisome chứa enzyme oxy hóa, phân giải H2O2 bằng catalase.
- Mẹo nhớ: “Lysosome = túi 1 màng + enzyme thủy phân + môi trường axit → nhà máy tái chế của tế bào”.
Bài luyện tập
- Vì sao tế bào không bị tiêu hủy dù chứa lysosome đầy enzyme thủy phân?
Đáp án: Enzyme nằm trong túi có màng bao, màng lại có lớp glycoprotein bảo vệ; ngoài ra pH tế bào chất gần trung tính nên enzyme rò ra cũng ít hoạt động. - Một loại tế bào có nhiều lysosome hơn: bạch cầu hay tế bào cơ trơn? Giải thích.
Đáp án: Bạch cầu, vì chúng thực bào vi khuẩn và mảnh tế bào chết với số lượng lớn nên cần nhiều enzyme tiêu hóa. - Nếu bơm H+ trên màng lysosome bị ức chế thì điều gì xảy ra?
Đáp án: pH trong lysosome tăng lên (bớt axit), enzyme thủy phân giảm hoạt tính nên tiêu hóa nội bào bị đình trệ, chất cần phân giải tích tụ.
Câu hỏi thường gặp
Lysosome có cấu tạo như thế nào?
Lysosome là túi nhỏ có một lớp màng, bên trong chứa nhiều enzyme thủy phân và có môi trường axit (pH khoảng 4,5–5) nhờ bơm H+ trên màng.
Chức năng chính của lysosome là gì?
Tiêu hóa các chất đưa vào tế bào qua thực bào, phân hủy bào quan hỏng (tự thực), dọn tế bào già và tái chế đơn phân cho tế bào.
Tế bào thực vật có lysosome không?
Lysosome không điển hình ở tế bào thực vật. Chức năng phân giải tương tự chủ yếu do không bào trung tâm chứa enzyme thủy phân đảm nhiệm.
Vì sao lysosome không làm hại tế bào chứa nó?
Enzyme bị cách ly bởi màng đơn có lớp glycoprotein bảo vệ, và chỉ hoạt động mạnh ở pH axit trong lysosome, nên nếu rò ra tế bào chất thì hoạt tính giảm.