Struktur dan fungsi Lisosom

Lisosom adalah organel pencerna pada sel hewan dan di temukan disemua sel eukariotik. Lisosom berasal dari kata lyso = pencernaan dan soma = tubuh. Diamater lisosom kira-kira 25-50nm - 1μm. Lisosom memiliki keanekaragaman morfologi. Berbentuk agak bulat dan dikelilingi oleh membran tunggal bilayer yang digunakan untuk mencerna makromolekul. Yang khas dari lisosom adalah terdiri atas sekitar 50 enzim hidrolitik yang berbeda yang dihasilkan di dalam RE kasar. 

 

 Enzim ini disebut dengan lisozom. Enzim-enzim ini dapat menghidrolisis semua bentuk makromolekul antara lain polisakarida, lipid, fosfolipid, asam nukleat, dan protein. Enzim hidrolisis tersebut bekerja optimum pada pH asam (sekitar 4,6). Kondisi asam ini dihasilkan dari pompa proton di membran organel. Lisosom dapat mempertahankan kondisi asam ini dengan cara membran lisosom memompa ion hidrogen dengan menghunakan bantuan ATP dari sitosol ke dalam lumen lisosom. Proses masuknya ion hidrogen ini karena membran lisosom mengandung protein integral yang kandungan glikosilatnya tinggi dan terdapat garis pelindung dari karbohidrat yang mampu melindungi membran dari kerusakan. 

 

Contoh enzim lisosom

Enzim	Substrat
Phosphatase : Acid phosphatase Acid phosphodiesterase	Phosphomonoesterus Phosphodiesters
Nucleases : Acid ribonuclease Acid deoxyribinuclease	RNA DNA
Proteases : Cathepsin Collagenase	Protein Collagen
GAG-hydrolizing enzymes : Iduronate Sulfatase Β-galactosidase Heparan N-sulfatase α-N- Acetylglucosaminidase	Dermatan sulfate Keratan sulfate Heparan sulfate Heparan sulfate
Polysaccharidases dan Oligosaccharidases: α-glucosidase Fucosidase α-manosidase Sialidase	Glycogen Fucosyloligosaccharides Mannosyloligossacharides Sialyloligosaccharides
Sphingolipid hydrolyzing enzymes : Ceramidase Glucocerebosidase β-Hexosaminidase Arylsulfatase	Ceramide Glucosylceramide GM2ganglioside Galactosylsulfatide
Lipid hidrolysing enzimes : Acid lipase Phospholipase	Triacylglycerols Phospholipids

Lisosom berfungsi untuk merusak/menghancurkan materi yang masuk ke dari luar sel, menghancurkan patogen mencerna makanan, daur ulang organel yang rusak, dan berperan dalam perkembangan embrio pada hewan. Beberapa organisme uniseluler mencerna partikel makanan yang kemudian dibongkar secara enzimatis di dalam lisosom, dan nutrisi hasil pencernaan akan dilepaskan ke dalam sitosol. Pada sel fagositik mamalia, seperti makrofag dan neutrofil, berfungsi untuk mencerna mikroorganisme berbahaya. Pencernaan bakteri atau mikroorganisme tersebut diaktifkan pada pH rendah dari lisosom dan kemudian dicerna secara enzimatik.

 

Lisosom juga mempunyai peran dalam pergantian organel, yang mengatur perusakan serta penempatan organel sel itu sendiri, disebut autofagi. Selama proses ini berlangsung, sebuah organel seperti mitokondria akan diselubungi oleh membran ganda yang merupakan derivat dari sisterna RE. membran RE kemudian bergabung degan lisosom untuk membentuk autofagolisosom

 

Ketika proses autofagolisosom selesai, organel yang dicerna dikeluarkan sebagai residual body. Berdasarkan tipe dari sel yang bersangkutan, isi dari residual body dikeluarkan dari dalam sel secara eksositosis atau disimpan di dalam sitoplasma disebut lipofuscin granulLipofuscin granule akan meningkat jumlahnya seiring penambahan umur sel.

Biosintesis Lisosom

Enzim lisosom adalah suatu proses yang diproduksi oleh ribosom dan kemudian masuk ke RE. Dari RE, enzim dimasukan ke dalam membran, kemudian di keluarkan ke sitoplasma menjadi lisosom. Selain itu, ada pula enzim yang dimasukan terlebih dahulu ke Golgi, Oleh golgi, enzim ini dibungkus membran, kemudian dilepaskan di dalam sitoplasma. Jadi, proses pembentukan lisosom ada dua macam pertama dibentuk secara langsung oleh RE, dan kedua oleh Golgi.

Fungsi Lisosom

1.        Mencerna materi yang diambil secara fagositosis. Misalnya pada sel-sel leukosit dan sel-sel makrofag.

2.        Autofagi adalah proses penyingkiran struktur yang tidak digunakan lagi. Misalnya organel- organel yang tidak digunakan.

3.         Autolisis adalah penghancuran diri sel dengan cara membebaskan semuaenzim dalam lisosom. Misalnya berudu yang menghancurkan ekornya.

4.         Eksositosis adalah pembebasan enzim keluar sel. Misalnya pada proses perubahan tulang rawan menjadi tulang keras.

Endositosis

Endositosis dapat dibedakan ke dalam 2 kategori : Bulk-phases endocytosis (dikenal juga sebagai pinositosis) dan Receptor-mediated endocytosis.

a.    Bulk-phases endocytosis adalah pengambilan cairan dari bagian ekstraselular untuk dibawa ke bagian dalam sel. Bulk-phases endosistosis juga dapat digunakan untuk memindahkan bagian dari membran plasma ke organel lain yang membutuhkan dan mengembalikan kembali bagian tersebut ke membran plasma.

b.    Receptor-mediated endocytosis adalah pengambilan makromolekul (ligand) yang spesifik dari bagian luar. Makromolekul ini akan terikat pada reseptor yang terletak pada bagian luar membran plasma.

 

Molekul yang diambil menuju sel dengan cara endositosis berjalan melewati endocytic pathway. Ada dua tipe reseptor yang berperan dalam endositosis. Reseptor tersebut terletak pada bagian luar membran plasma. Reseptor pertama adalah “Houskeeping receptors”, yang bertanggung jawab dalam pengambilan materi yang akan digunakan oleh sel. Reseptor yang kedua adalah “Signaling receptors”, yang bertanggung jawab dalam pengikatan ligan di bagian ekstraseluler yang membawa pesan untuk mengubah aktivitas di dalam sel. Molekul yang ditangkap oleh reseptor di membran plasma ditransportasikan ke endosom. Endosom berperan sebagai pusat pendistribusian selama endositosis berlangsung. Cairan yang terdapat di dalam endosom di jaga keasamannya dengan adanya sebuah H⁺-ATPase di membran endosom. Endosom dapat dibagi menjadi dua, yaitu early endosom yang terletak di daerah sekitar dalam sel, dan yang kedua adalah late endosom yang tereletak lebih dekat ke bagian nukleus. Early endosom dan late endosom dapat dibedakan dari berat jenisnya, pH dan komposisi protein.

Mekanisme endositosis :

	Gambar Endositosis

Dari gambar tersebut kita dapat melihat pergerakan materi dari bagian ekstraseluler menuju ke bagian late endosom. Pada plasma membran terdapat dua jenis reseptor yaitu houskeeping receptor dan signaling receptor. Houskeeping reseptor adalah tipe reseptor yang akan kembali lagi ke plasma membran apabila ligannya telah ditransfer ke dalam late endosom. Sedangkan signaling reseptor adalah tipe reseptor yang ditransfer ke dalam late endosom bersama ligannya. Late endosom juga menerima enzim lisosom yang baru saja disintesis dari bagian trans Golgi network. Enzim ini dibawa oleh manosa-6-fospat (M6P). M6P akan kembali lagi ke TGN apabila enzim lisosom telah dimasukkan ke dalam late endosom. Materi yang sudah ada di dalam late endosom akan dicerna oleh enzim lisosom.

Autofagi

 Autofagi adalah suatu cara pendegradasian terhadap organel sel yang sudah tidak dapat berfungsi dengan baik yang dilakukan oleh lisosom tanpa kehilangan bahan kimia penyusunnya yang digunakan lagi oleh sel. Sebagai contoh dalam sel hati, mitokondria rata-rata berumur 10 hari. Mitokondria yang telah berumur 10 hari dan tidak berfungsi dilingkupi oleh sebuah organel yang berasal dari membran retikulum endoplasma membentuk autofagosom. Kemudian autofagosom bergabung dengan lisosom agar mitokondria dapat dihancurkan oleh enzim hidrolitik.

Fagositosis

         Gambar Fagositosis

Fagositosis dilakukan oleh beberapa tipe sel yang telah mengalami spesialisasi untuk mendegradasi partikel besar ( diameter > 0,5 μm) atau mikroorganisme dari lingkungan. Kebanyakan protista seperti amoeba dan siliata memenuhi kebutuhan makanan mereka dengan cara menangkap partikel makanan atau organisme yang lebih kecil. Partikel makanan yang ditangkap dimasukkan ke dalam organel yang disebut vakuola atau fagosom. Vakuola atau fagosom ini berasal dari sebagian kecil (cubitan ke arah dalam) membran plasma. Fagosom akan bergabung dengan lisosom, sehingga pertikel makanan yang ditangkap dicerna di dalam fagolisosom. 

DAFTAR PUSTAKA

Djohar. 1985. Biologi Sel I (Diktat Kuliah). Yogyakarta : FMIPA UNY.

Karp, Gerald. 2004. Cell and Moleculer Biology. USA : Von Hoffmann press.

Murray, RK, Dk Granner, PA Mayes, VM Rodwell. 2003. Harper’s Illustrated Biochemistry. 26th edition. Amerika utara : The McGraw-Hill Company .

Nelson, DL dan MM Cox. 2005. Principles of Biochemistry. 4th edition. W.H. Freeman and Company.

Reksoatmojo, Issoegianti. 1994. Biologi Sel. Yogyakarta : DEPDIKBUD.

Stryer, Lubert. 2000. Biokimia Edisi 4. Jakarta : EGC.

Suryani, Yoni. 2004. Bilogi Sel dan Molekuler. Yogyakarta : FMIPA UNY.