Lisosom adalah organel
yang termasuk dalam sistem endomembran, produk atau hasil ER kasar dan Golgi
aparatus. Lisosom merupakan kantung terikat membran yang berisi enzim
hidrolitik yang digunakan untuk mencerna makromolekul. Nama lisosom berasal
dari dua kata Latin yang berarti badan pemecahan. Terdapat enzim lisosom yang
dapat menghidrolisis protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat.
Enzim-enzim tersebut bekerja sangat baik pada keadaan asam kira-kira pada ph 5.
Struktur
Lisosom
- Lisosom umumnya berdiameter 1,5 m, walaupun kadang-kadang ditemukan lisosom berdiameter 0,05 m. Lisosom terdapat hampir pada semua sel eukariotik, terutama sel-sel yang bersifat fagositik seperti leukosit. Lisosom berisi enzim-enzim hidrolitik seperti protease, lipase,nuklease, fosfatase, dan enzim pencerna yang lain.
- Membran lisosom. Membran lisosom sebagai suatu kompartemen di mana enzim pencernaan disimpan secara aman terpisah dari bagian sitoplasma yang lain. Untuk menyediakan pH asam bagi enzim hidrolitik, membran lisosom mempunyai pompa H+ yang menggunakan energi dari hidrolisis ATP. Membran lisosom juga sangat terglikosilasi yang dikenal denganlysosomal-associated membrane proteins (LAMP). Sampai saat ini sudah terdeteksi LAMP-1, LAMP-2, dan CD63/LAMP-3. LAMP berguna sebagai reseptor penerimaan kantong vesikel pada lisosom.
- Enzim Hidrolitik. Enzim hidrolitik dibuat pada retikulum endoplasma, yang mengalami pemaketan di badan Golgi dan kemudian ke endosom lanjut yang nantinya akan menjadi lisosom. Untuk prosesnya ini, enzim ini mempunyai molekul penanda unik, yaitu manosa 6-fosfat (M6P) yang berikatan dengan oligosakarida terikat-N.
Fungsi utama lisosom
adalah berperan dalam pencernaan intrasel. Fungsi lisosom ada 3 yaitu
endositosis, fagositosis, dan autofagi.
- Endositosis. Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah, ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.
- Fagositosis. Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).
- Autofagi. Proses autofagi untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, organel yang tidak berfungsi lagi. Bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Lalu autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.
- Lisosom memiliki beberapa tipe fungsi pencernaan. Lisosom bergabung dengan vakuola makanan, sehingga makanan dapat dicerna enzim yang dimiliki lisosom menjadi molekul-molekul kecil. Molekul kecil hasilnya meninggalkan lisosom dan digunakan lagi oleh sel.
- Lisosom juga menghancurkan bakteri yang membahayakan. Sel darah putih kita memasukkan bakteri ke dalam vakuola untuk mencernakan dinding sel bakteri.
- Lisosom juga berfungsi penting pada perkembangan embrio. Contohnya, enzim lisosom menghancurkan sel-sel selaput yang menghubungkan antara jari-jari pada tahapan perkembangan awal manusia. Lisosom yang abnormal menyebabkan penyakit yang fatal atau menyebabkan kematian.
Peroksisom adalah
ruangan metabolisme (organel) yang terbungkus oleh membran tunggal dari lipid
dwilapis yang mengandung protein pencerap (reseptor). Peroksisom tidak memiliki
genom dan mengandung sekitar 50 enzim, seperti katalase dan ureat oksidase yang
mengkristal di pusatnya. Peroksisom ditemukan pada semua sel eukariota.
Peroksisom mengandung enzim yang mentransfer hydrogen peroksida (H2O2) sebagai
produk samping.
Peroksisom dianggap
sebagai organel primitif yang melakukan semua metabolisme oksigen di dalam sel
eukariota tipe awal. Produksi oksigen oleh bakteri fotosintetik akan
terakumulasi di atmosfer. Hal ini menyebabkan oksigen menjadi toksik bagi
sebagian sel. Peroksisom berperan menurunkan oksigen dalam sel dan melakukan
reaksi oksidatif. Berkembangnya mitokondria mengambil alih sebagian besar
fungsi oksidatif tersebut dan membuat peroksisom kurang terpakai. Yang tersisa
pada era modern sekarang hanya fungsi penting yang tidak dapat dilakukan
mitokondria.
Peroksisom menggunakan oksigen (O2)dan hidrogen peroksida (H2O2)
untuk melakukan reaksi oksidatif.
Enzim-enzim dalam peroksisom ini menggunakan molekul oksigen
untuk melepaskan atom hidrogen dari
substrat organik (R) tertentu dalam suatu reaksi oksidatif yang menghasilkan
hidrogen peroksida (H2O2).
H2O2 dimanfaatkan
oleh enzim katalase untuk mengoksidasi substrat lain ( fenol, asam format, formaldehida,
dan alkohol
). Reaksi oksidasi ini berperan untuk mendetoksifikasi bermacam-macam molekul
racun dalam darah.
Penumpukan H2O2 diubah
oleh katalase menjadi O2 dalam reaksi sebagai berikut:
Salah satu fungsi penting dari reaksi oksidatif yang
dilakukan di peroksisom adalah pemecahan molekul-molekul asam lemak dalam
proses yang disebut beta-oksidasi. Oksidasi asam lemak diikuti pembentukan H2O2 yang
berasal dari oksigen. H2O2 akan diuraikan oleh
katalase dengan cara diubah menjadi molekul H2O atau dioksidasi oleh
senyawa organik lain.
Mekanisme
pembentukan peroksisom
Protein untuk
pembelahan disintesis di ribosom pada sitosol lalu diimpor ke dalam peroksisom.
Impor protein menyebabkan pertumbuhan dan pembentukan peroksisom melalui
pembelahan. Pembelahan mengikuti pembesaran yang dialami oleh peroksisom, lalu
muncul tonjolan/tunas di salah satu bagian yang mengakumulasi lipid. Tonjolan
ini lalu memisahkan diri. Ribosom bebas, yang tidak melekat pada retikulum
endoplasma, memasok protein untuk isi dan membran, sementara dari sitosol
dipasok beberapa gugus penting, seperti heme, bagi pembentukan katalase dan
peroksidase.
Peroksisom
sel hewan dan Tumbuhan
Pada tumbuhan terdapat
dua macam peroksisom sedangkan pada hewan terdapat satu macam peroksisom. Salah
satu fungsi penting biosintetik dari peroksisom hewan adalah untuk
mengkatalisis reaksi pertama dari pembentukan plasmalogen. Plasmalogen
merupakan jenis phospolipid terbanyak pada myelin. Kekurangan plasmalogen ini
menyebabkan myelin pada sel saraf menjadi abnormal, karena itulah kerusakan
peroksisom berujung pada kerusakan saraf.
Peroksisom juga sangat
penting dalam tumbuhan. Terdapat dua jenis peroksisom sudah yang diteliti secara
ekstensif. Tipe pertama terdapat pada daun, yang berfungsi untuk mengkatalisis
produk sampingan dari reaksi pengikatan CO2 pada karbohidrat, yang disebut
fotorespirasi. Reaksi ini disebut fotorespirasi karena menggunakan O2 dan
melepaskan CO2.
Tipe peroksisom
lainnya, terdapat dalam biji yang sedang berkecambah. Peroksisom khusus yang
disebut glioksisom ditemukan dalam jaringan penyimpan lemak biji tumbuhan.
Mengandung enzim yang mengawali pengubahan asam lemak menjadi gula, digunakan
biji yang sedang tumbuh sebagai sumber energy dan sumber karbon sampai tumbuhan
tersebut bisa menghasilkan gula sendiri melalui proses fotosintesis.
Fungsi
Peroksisom
- Beberapa peroksisom menggunakan oksigen untuk memecah asam lemak dan diangkut ke mitokondria sebagai bahan bakar respirasi seluler.
- Dalam hati peroksisom menawarkan racun alkohol dan senyawa beracun lainnya, dengan mentransfer hydrogen dari racun ke oksigen. H2O2 yang dihasilkan juga berbahaya kemudian diubah menjadi air oleh enzim di peroksisom.
- Peroksisom tumbuh dengan menggabungkan lipid dan protein dalam sitosol, berkembang dengan membelah diri menjadi dua sampai ukuran tertentu.
