3 eri lähteestä peräisin oleva materiaali vaatii purkamista ja kierrätystä. Kaksi näistä lähteistä peräisin olevaa substraattia tulee soluun ulkopuolelta ja kolmas on peräisin sisältä.

1. solun ulkopuolelta endosytoosi, mukaan lukien pinosytoosi (solujuominen), päästää nesteet ja pienhiukkaset sisään solukalvoon muodostuessaan pieniä kuoppia, jotka on päällystetty proteiinilla. Nämä tiivistyvät proteiinipäällysteisiksi vesikkeleiksi. Jokainen vesikkeli kehittyy ’ varhaiseksi endosomiksi ’ja sitten’myöhäiseksi endosomiksi’.
2. myös solun ulkopuolelta fagosytoosi (solusyöminen) tuo mukanaan suhteellisen suuria hiukkasia (yleensä >250 nm kooltaan), mukaan lukien bakteereja ja solujätteitä. Fagosytoosin voivat suorittaa ”tavalliset solut”, mutta sen toteuttavat pääasiassa makrofagit, jotka voivat sisältää jopa 1 000 lysosomia per solu. Fagosytoosista syntyvää rakennetta kutsutaan fagosomiksi.
3. solun sisältä autofagosomit ovat vastuussa eliniän umpeutuneiden organellien, kuten mitokondrioiden ja ribosomien poistamisesta. Arvellaan, että kalvomainen rakenne ympäröi ja sulkee sisäänsä elämän vanhentuneen organellen muodostaen autofagosomin. Tämä rakenne sitten fuusioituu lysosomin kanssa muodostaen ”hybridin organellen”.

Endolysosomaaliset systeemit: ”kiss and run”, täydet fuusioaktiviteetit ja kypsymismallit

on tutkittu, miten endosytoosin soluun ottamat aineet kulkeutuvat solun sisällä ja lopulta hajoavat. Suuri osa työstä on keskittynyt varhaisiin ja myöhäisiin endosomeihin, mutta tietyllä varovaisuudella voidaan pitää fagosomeja, autofagosomeja ja myöhäisendosomeja kaikki ”myöhäisendosomeina” endolysosomijärjestelmän ymmärtämiseksi.

nyt on olemassa huomattava määrä näyttöä:

1. proteolyysin pääkohta ei ole itse lysosomi vaan organelle, joka muistuttaa enemmän myöhäistä endosomia ja sisältää noin 20% saatavilla olevista hydrolaaseista.
2. lysosomit sisältävät noin 80% ruoansulatusentsyymeistä.
3. lysosomit ovat todennäköisesti hydrolaasien organelleja, joita ne pitävät inaktiivisessa muodossa happamissa olosuhteissa noin pH 5,0: ssa.
4. lysosomit eivät toimi itsenäisinä organelleina, vaan kohtaavat myöhäisendosomien kanssa toimiakseen endolysosomaalisena järjestelmänä.

näiden havaintojen perusteella on kehitetty malleja, jotka perustuvat myöhäisten endosomien ja lysosomien vuorovaikutukseen, jossa esiintyy vaihtelevia kosketusasteita. Toinen näistä malleista on nimeltään ”kiss and run” ja toinen, ”fusion”

Kiss and Run
tässä mallissa nimensä mukaisesti myöhäinen endosomi ja lysosomi ottavat yhteyttä niin, että kemikaaleja voidaan vaihtaa, mutta tämän kohtaamisen jälkeen ne erkanevat melko nopeasti. Lysosomin avulla voidaan ”suudella” toista myöhäistä endosomia.

fuusio
uudemmat todisteet ovat johtaneet ”fuusio” – hypoteesiin, jossa myöhäinen endosomi ja lysosomi sulautuvat kokonaan yhteen muodostaen ”hybridin organellelle”. Fuusioaikana tapahtuu endosyyttikuormituksen molekyyliromahdus. Näin syntyvät aminohapot ja muut solulle hyödylliset molekyylit kulkeutuvat ”transporttereiden” kautta ”Hybridi-organellekalvon” kautta sytoplasmaan. Purkamisen ja uudelleenpyörittelyn jälkeen organellen sisältö tiivistyy, lysosomi uudistuu ja siirtyy pois muodostaen Hybridi-organellin toisen myöhäisen endosomien kanssa. Joskus jäljelle jää pieni määrä jäämiä. Tämä käsitellään prosessissa eksosytoosi, jossa jäännös poistetaan plasmakalvon läpi tai se on suljettu pigmentti Rae eliniän ajan.

Kypsytysjärjestelmämallit
lysosomien muodostamiseen kypsyvien rakenteiden periaatteeseen perustuvat mallit eivät ole tällä hetkellä suosittuja, mutta kaksi niistä mainitaan joissakin oppikirjoissa ja ne esitetään tässä.
sekä kypsytys-että vesikulaarikuljetusmalleissa myöhäiset endosomit kehittyvät lysosomiksi.
kypsytysmallissa varhainen endosomi muodostuu plasmakalvon muodostamista vesikkeleistä, jotka yhdistyvät toisiinsa. Monet muut vesikkelit toimittavat ja poistavat kemikaaleja myöhäiseen endosomiin asti, ja sitten saavutetaan lysosomivaihe.
vesikkelin kuljetusmallissa varhaisia ja myöhäisiä endosomeja pidetään stabiileina erillisinä organelleina, joiden vesikkelit kuljettavat kemikaaleja varhaisista endosomeista myöhäisiin endosomeihin. Myöhäiset endosomit kypsyvät sitten lysosomeiksi

lysosomien toimintahäiriöt
ihmisellä on noin 30 melko harvinaista häiriötä, jotka johtuvat endolysosomaalisen toiminnan puutteista. Kaikki johtuvat geneettisen koodin virheistä ja kaikki ovat lysosomaalisia varastointihäiriöitä. Näissä häiriöissä lysosomeihin kertyy tuotteita, koska niiden hajoamista nopeuttavat entsyymit puuttuvat tai ovat viallisia.
jokaisella häiriöllä on oma lääketieteellinen nimensä, esimerkiksi Inclusion-cell disease (I-cell disease), Tay-Sachs, Pompe and Gaucher ’ s disease. Jokainen häiriö on erilainen lopputulos potilaalle; jotkut ovat vakavampia kuin toiset. I-solutaudissa fibroblastisolujen lysosomeissa on puutteita lähes kaikissa hydrolyyttisissä entsyymeissä ja potilaiden soluihin kertyy suuria sulkeumia. Vielä ei ole selvää, kiertävätkö lysosomit, jotka sisältävät suuria määriä sulamatonta ainetta, osallistumaan sekaorganellien muodostumiseen.

molekyylibiologian näkökulmasta häiriöitä on kaksi ryhmää; ne, jotka liittyvät (1) kohdemerkintävirheisiin ja (2) entsyymin puutosvirheisiin.
I-solutaudissa tuotetaan oikeita entsyymejä, mutta koska molekyyliosoitemerkintä on ”väärä”, ne reititetään pois lysosomista ja todennäköisesti solun ulkopuolelle. Tay-Sachsin tauti, hermosolujen lysosomaalinen varastointihäiriö, aiheuttaa lähes aina varhaisen kuoleman, mutta nyt kuolleisuus on laskussa testauksen ja geneettisen neuvonnan ansiosta. Gaucherin taudissa lysosomeihin kertyy suuria määriä lipidejä. Onneksi solubiologian ja biotekniikan tutkimus on tuottanut entsyymikorvaushoidon. Se näyttää toimivan, mutta se on kallista ja se on annettava laskimoon infuusiona. Mielenkiintoisempaa tietoa Gaucherin häiriöstä saa 1) Gaucherin yhdistyksestä, www.gaucher.org.uk ja 2) National Gaucher Association, www.gaucherdisease.org.

Yhteenveto

• lysosomeja on kahdenlaisia; sekretorisia lysosomeja ja konventionaalisia.
• tavanomaiset lysosomit osallistuvat endosytokiksen, fagosytoosin ja autofagosomien kautta niille esitettyjen erilaisten substraattien purkamiseen ja uudelleensyklaatioon. Ne ovat vastuussa monien aminohappojen palauttamisesta järjestelmään.
• hajottamista nopeuttaa entsyymien läsnäolo. Monet näistä ovat happohydrolaaseja.
• lysosomien tapaa hoitaa tehtävänsä on tutkittu paljon. Tähänastiset tulokset viittaavat siihen, että päivät, jolloin lysosomeja pidetään ”itsenäisinä” käsittelylaitoksina, ovat luetut, mutta ehkä meidän olisi katsottava, että lysosomeja on todennäköisesti erityyppisiä ja että mikään malli ei tarjoa yleistä soveltamista.
• meidän on tarkasteltava tavanomaisia lysosomeja osana integroitua endolysosomijärjestelmää, jossa lysosomien fuusioituminen myöhäisen endosomien kanssa näyttää olevan keskiössä. Lysosomit kokevat muodonmuutoksen.