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Biologie · Die menschliche Zelle
Das Endomembransystem im Überblick, dazu Lysosomen mit sauren Hydrolasen, der Weg über frühe und späte Endosomen, Autophagie und die Aufgaben der Peroxisomen.
Lysosomen verdauen mit sauren Enzymen alles, was die Zelle loswerden will. Peroxisomen entgiften Wasserstoffperoxid und bauen sehr lange Fettsäuren ab.
Zum Endomembransystem gehören alle Membranräume, die über Vesikel Material austauschen: ER, Golgi-Apparat, Endosomen, Lysosomen, dazu die Kernhülle und die Plasmamembran (bei Pflanzen die Zellsaftvakuole). Peroxisomen gehören nicht dazu, Mitochondrien auch nicht.
Der Hauptweg läuft vom ER zum Golgi und von dort zu den Lysosomen. → Ausführlich in: endoplasmatisches Retikulum und Golgi-Apparat
Lysosomen haben eine einfache Membran und enthalten saure Hydrolasen. Das sind Enzyme, die Bindungen unter Wasseraufnahme spalten, etwa Proteasen, Nukleasen und Lipasen. Sie arbeiten am besten im sauren Milieu und bauen Makromoleküle, aufgenommene Partikel und alte Organellen ab.
Besonders viele Lysosomen haben Leukozyten, die Erreger per Phagozytose aufnehmen.
| Stufe | Was ist das? |
|---|---|
| frisch vom Golgi, wartet auf Substrat |
| sekundäres Lysosom | hier wird abgebaut |
| tertiäres Lysosom | unverdauliche Reste, z. B. Lipofuscin |
Die Enzyme entstehen am rauen ER, den sauren pH von 4,5–5,0 halten Protonenpumpen (V-Typ-ATPasen) in der Membran. Die Membran selbst widersteht den Enzymen. Fehlt ein Enzym, häufen sich seine Substrate an: Das ist eine lysosomale Speicherkrankheit, zum Beispiel Morbus Gaucher.
Im neutralen Zytosol (pH etwa 7,2) sind die sauren Hydrolasen weitgehend inaktiv.
Der zweite Weg ist die Autophagie („Selbstfressen“): Eine Doppelmembran umschließt beschädigte Organellen oder Proteinkomplexe (Autophagosom) und verschmilzt mit einem Lysosom. So recycelt die Zelle ihr eigenes Material.
Fremdes und alte Organellen landen im Lysosom, einzelne zelleigene Proteine mit Ubiquitin-Etikett im Proteasom. → Ausführlich in: Proteasomen
Peroxisomen (Microbodies) haben ebenfalls eine einfache Membran. Sie vermehren sich durch Teilung oder schnüren sich vom ER ab, und ihre Enzyme holen sie sich aus dem Zytosol.
2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂Katalase im Peroxisom
| Merkmal | Lysosom | Peroxisom |
|---|---|---|
| Enzyme | saure Hydrolasen | Katalase, Oxidasen |
| Herkunft | Golgi | Teilung oder ER |
| Aufgabe | Abbau | Entgiftung, lange Fettsäuren |
Ablaufdiagramm
Deine AufgabeVerfolge ein Endozytose-Vesikel bis zum Abbau im sekundären Lysosom. Warum ist das Peroxisom kein Teil des Endomembransystems?
