લાયસોઝોમ

લાયસોઝોમ : અંત:કોષીય (intracellular) કે બહિર્કોષીય (extracellular) પાચન સાથે સંકળાયેલી સુકોષકેન્દ્રી (eukaryotic) કોષમાં આવેલી એક અંગિકા. ડી. ડુવેએ (1949) કોષ-પ્રભાજન (cell fractionation) પદ્ધતિ દ્વારા આ અંગિકાનું સર્વપ્રથમ વાર સંશોધન કર્યું. તેનો અપકેન્દ્રી (centrifugal) ગુણધર્મ કણાભસૂત્ર (mitochondrion) અને સૂક્ષ્મકાય (microsome) બંનેની વચ્ચેનો હોય છે અને વિઘટન કરવાની શક્તિ ધરાવતા ઍસિડ ફૉસ્ફેટેઝ અને અન્ય જલાપઘટનીય (hydrolytic) ઉત્સેચકો ધરાવે છે. તેથી આ અંગિકાને ‘લાયસોઝોમ’ (Gk. lysisdissolutionl, વિલયન; soma-body, કાય) કહે છે.

લાયસોઝોમમાં લગભગ 50 જેટલા હાઇડ્રોલેઝ ઉત્સેચકો હોય છે.

જેઓ મોટાભાગના જૈવિક પદાર્થોનું પાચન કરવા માટે શક્તિમાન હોય છે, તે વનસ્પતિકોષો, પ્રાણીકોષો અને પ્રજીવોમાં જોવા મળે છે. બૅક્ટેરિયામાં લાયસોઝોમનો અભાવ હોય છે, પરંતુ તેના રસસ્તર અને કોષદીવાલ વચ્ચે આવેલ પરિસર–અવકાશ (periplasmic space) લાયસોઝોમ જેવું કાર્ય કરે છે.

તે ગોળાકાર હોય છે અને તેનો વ્યાસ 0.2 માઇક્રોનથી 0.8 માઇક્રોન હોય છે. લાયસોઝોમ લિપોપ્રોટીનના બનેલા એક પટલ વડે આવરિત હોય છે અને પ્રક્રિયકો માટે સીધેસીધા પ્રાપ્ય હોતા નથી. ઉત્સેચકો કોષમાં મુક્ત થાય તો તે કોષનું પાચન કરી શકે છે. તેથી તેને ‘આત્મઘાતી કોથળીઓ’ કહે છે. જીવંત કોષમાં તેનું સ્થાયિત્વ એક અગત્યનો ગુણધર્મ છે. પ્રજીવક ‘એ’, ‘બી’, ‘કે’, ‘ઇ’ (ઉચ્ચ માત્રા), ટેસ્ટોસ્ટેરોન, પ્રોજેસ્ટરોન, β-ઇસ્ટ્રેડિયોલ અને યુબીક્વિનોન જેવા અસ્થાયીકારકો (labilizers) દ્વારા લાયસોઝોમનો પટલ અસ્થાયી બને છે. કોલેસ્ટેરોલ, કૉર્ટિસોન, કૉર્ટિસોલ, પ્રજીવક ‘ઇ’ (નીચી માત્રા), ક્લોરોક્વિન, ઍન્ટિહિસ્ટેમાઇન અને હિપેરીન જેવા સ્થાયીકારકો (stabilizers) પટલને સ્થાયિત્વ આપે છે.

લાયસોઝોમીય ઉત્સેચકો એસિડિક સ્થિતિમાં ક્રિયાશીલ હોવાથી તેમને ઍસિડહાઇડ્રોલેઝીસ કહે છે. આ ઉત્સેચકો પ્રક્રિયકો ઉપર નીચે મુજબ પ્રક્રિયા કરે છે :

1. ન્યૂક્લિએઝીસ : દા.ત., રાઇબોન્યૂક્લિયેઝ અને ડિઑક્સિરાઇબોન્યૂક્લિયેઝ તેઓ પૉલિન્યૂક્લિયોટાઇડનું નાઇટ્રોજનબેઝ, ફૉસ્ફોરિક ઍસિડ અને પેન્ટોઝ શર્કરામાં વિઘટન કરે છે.

2. ફૉસ્ફેટેઝીસ : દા.ત., ઍસિડ ફૉસ્ફેટેઝ. તે ફૉસ્ફેટ ઍસ્ટરનું મૉનોફૉસ્ફેટ્સમાં જલાપઘટન (hydrolysis) કરે છે.

3. લિપેઝીસ : તે લિપિડનું ફૅટીઍસિડ અને ગ્લિસરૉલમાં વિઘટન કરે છે.

4. પ્રોટીએઝીસ : દા.ત., કેથેપ્સિન, કૉલેજીનેઝ, પેપ્ટિડેઝ. તેઓ પ્રોટીનનું એમીનો ઍસિડોમાં જલાપઘટન કરે છે.

5. ગ્લાયકોસિડેઝીસ : દા.ત., β-ગેલૅક્ટોસાઇડેઝ, β-ગ્લુક્યુરોનિડેઝ, α-મેનોસાઇડેઝ, α-ગ્લુકોસાઇડેઝ. તેઓ પૉલિસૅકે-રાઇડનું મૉનોસૅકેરાઇડોમાં વિઘટન કરે છે.

6. સલ્ફેટેઝીસ : તેઓ સલ્ફેટ ઍસ્ટરમાંથી સલ્ફેટ જૂથ અલગ કરે છે.

લાયસોઝોમ તંત્રનાં ગતિક પાસાંઓ(dynamicaspects)ના નિદર્શનનો આરેખ.

લાયસોઝોમ વિવિધ કોષપ્રકારોમાં કે એક જ કોષમાં બહુરૂપકતા (polymorphism) દર્શાવે છે. લાયસોઝોમના મૂળભૂત બે પ્રકારો છે : (1) પ્રાથમિક લાયસોઝોમ અને (2) દ્વિતીયક લાયસોઝોમ. દ્વિતીયક લાયસોઝોમના ત્રણ પ્રકારો છે : (1) ભક્ષકાય (phagosome), (2) અવશેષકાય (residual body) અને (3) સ્વભક્ષી રસધાનીઓ કે પુટિકાઓ (autophagic vacuoles or vesicles).

પ્રાથમિક લાયસોઝોમ કાં તો સીધેસીધું અંત:કોષ-રસજાલમાંથી અથવા પરોક્ષ રીતે ગૉલ્ગીસંકુલમાંથી બને છે. તેમાં સંચિત ઉત્સેચકોનું નિર્માણ રાઇબોસોમ દ્વારા થાય છે. દ્વિતીયક લાયસોઝોમ ભક્ષીકૃત પદાર્થ ધરાવતી રસધાની (ભક્ષકાય) અને પ્રાથમિક લાયસોઝોમના એકત્રીકરણથી બને છે. જલાપઘટનીય ઉત્સેચકો દ્વારા ભક્ષીકૃત પદાર્થોનું પાચન થાય છે. અપાચિત પદાર્થ ધરાવતા અંતિમ કણને અવશેષકાય કહે છે. આ રચના અમીબા અને કેટલાંક અન્ય પ્રજીવોમાં મલોત્સર્જન (defaecation) દ્વારા નીકળી જાય છે. અવશેષકાય કોષોમાં લાંબા સમય માટે પણ રહે છે. વૃદ્ધ પ્રાણીઓના ચેતાકોષોમાં જોવા મળતાં રંજકદ્રવ્યો આ પ્રકારની પ્રક્રિયાનું પરિણામ છે. સ્વભક્ષી રસધાની પાચનની પ્રક્રિયા દરમિયાન કોષના કેટલાક ભાગો ધરાવતું લાયસોઝોમ છે. આ સ્વભક્ષી રસધાનીમાં કણાભસૂત્રો, અંત:કોષરસજાલ જેવી કોષની વિવિધ અંગિકાઓ જોવા મળે છે. યકૃતકોષોમાં ખોરાકની અછત દરમિયાન અને સ્વાદુપિંડના ગ્લુકેગોન નામના અંત:સ્રાવ દ્વારા આ પ્રકારની સ્થિતિનું નિર્માણ થાય છે.

લાયસોઝોમનાં કાર્યો આ પ્રમાણે છે : (1) બહિર્કોષીય પાચન દ્વારા વિવિધ પ્રકારના મહાઅણુઓનું પાચન થાય છે; દા.ત., પ્રોટીનોનું એમીનો-ઍસિડોમાં, કાર્બોદિતોનું મૉનોસૅકેરાઇડોમાં, લિપિડનું ફૅટી ઍસિડો અને ગ્લિસરૉલમાં અને ન્યૂક્લીઇક ઍસિડનું ન્યૂક્લિયોટાઇડમાં પાચન થાય છે. મૃતોપજીવી ફૂગ અને ઘણાંખરાં પ્રાણીઓમાં બહિર્કોષીય પાચન થાય છે. લાયસોઝોમીય હાઇડ્રોલેઝીસ અસ્થિક્ષરણ (bone-erosion) સાથે સંકળાયેલા હોય છે. બહુકોષકેન્દ્રી અસ્થિશોષકો(osteoclasts)માં આ ઉત્સેચકો પુષ્કળ પ્રમાણમાં હોય છે અને કૅલ્શિયમયુક્ત અસ્થિ આધારકનું વિઘટન કરે છે. બહિર્કોષીય પાચનમાં ઍક્સોસાયટોસિસ દ્વારા પ્રાથમિક લાયસોઝોમ મુક્ત થાય છે. ફલનની પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતા શુક્રકોષનું શુક્રાગ (acrosome) વિશિષ્ટ પ્રકારનું લાયસોઝોમ છે. જેમાં રહેલા હાઇલ્યુરોનિડેઝ નામના ઉત્સેચક દ્વારા અંડકોષના અંડપડમાં રહેલા હાઇલ્યુરોનિક ઍસિડનું વિઘટન થાય છે, જેથી ફલન શક્ય બને છે.

(2) અંત:કોષીય પાચનકોષમાં આવેલા પદાર્થો કે ભાગોના પાચનની ક્રિયાને અંત:કોષીય પાચન કહે છે. સ્વભક્ષીકરણ(autophagy)ની પ્રક્રિયા દ્વારા કોષરસીય દ્રવ્યના ટુકડાઓ કે અણુઓનું વધારે સરળ અણુઓમાં વિઘટન કરી તેમનો સંશ્લેષણમાં ઉપયોગ થાય છે. કોષીય ઘટકોની આ પુનશ્ચક્રણની ક્રિયાને કુલવિક્રય (turnover) કહે છે. જીર્ણ કે ખામીવાળી અંગિકાઓનું સ્વભક્ષી પુટિકાઓ(autophagic-vesicles)માં રહેલા ઍસિડ હાઇડ્રૉલેઝીસ દ્વારા ક્રમશ: વિઘટન થાય છે. આવશ્યક પોષક દ્રવ્યોની અછત દરમિયાન કોષમાં સ્વભક્ષી પુટિકાઓની સંખ્યા ઘણી વધે છે અને કોષની અંગિકાઓનું ભક્ષણ કરી શક્તિ પૂરી પાડે છે. રોગજન્ય (pathological) અનુક્રિયા (response) સ્વરૂપે સ્વભક્ષીકરણ પ્રેરાય છે. ઍક્ટોમાયસિન D અને પ્યુરોમાયસિન જેવા વિવિધ ચયાપચયિક અવરોધકો(metabolic-inhibitors)ની હાજરીમાં સ્વભક્ષીકરણ ઉત્તેજાય છે. જેથી ઈજાગ્રસ્ત વિસ્તારને રક્ષણ મળે છે અને અવનતિ(degeneration)ની પ્રક્રિયાનું વિસ્તરણ (spreading) અટકે છે. વિકાસ દરમિયાન પેશીઓના દેહધાર્મિક પ્રતિરૂપણ (physiological-remodelling) સમયે સ્વભક્ષીકરણની પ્રક્રિયા થાય છે. દા.ત., ટેડપોલની પૂંછડીનું વિઘટન અથવા વૉલ્ફિયન કે મુલેરિયન નલિકાઓનો ક્રમિક ક્ષય.

(3) લાયસોઝોમીય હાઇડ્રોલેઝીસ થાયરૉઇડ અને પિચ્યુટરી ગ્રંથિના સ્રાવી કોષોની સ્રાવી પ્રક્રિયાનું નિયમન કરે છે, જેથી થાયરૉક્સિન, પ્રોલૅક્ટિન અને સોમેટોસ્ટેટિન જેવા અંત:સ્રાવોનો ચોક્કસ જથ્થામાં સ્રાવ થાય છે.

4. ઔષધશાસ્ત્રમાં લાયસોઝોમનો અભ્યાસ ખાસ મહત્ત્વ ધરાવે છે; દા. ત., સંધિશોધ, સિલિકોસિસ અને ઍસ્બેસ્ટોસિસ (આ બંને રોગો શ્વાસમાં સિલિકા અને ઍસ્બેસ્ટોસના કણો આવવાથી થાય છે.) અને શોથ(gout)માં લાયસોઝોમ સંકળાયેલાં છે. શોથ દરમિયાન સાંધાઓમાં સોડિયમ યુરેટના સ્ફટિકો એકત્રિત થાય છે. બૅક્ટેરિયા અને વાઇરસ સામે તટસ્થકણો (neutrophylls) અને એકકેન્દ્રી કણો (monocytes) જેવા શ્વેતકણોના લાયસોઝોમ સંરક્ષણ માટે જરૂરી છે. લગભગ 20 જેટલા જન્મજાત (congenital) સંચાયી (storage) રોગોમાં ગ્લાયકોજેન અને ગ્લાયકોલિપિડ જેવા પદાર્થોનો સંગ્રહ થાય છે. આ રોગો લાયસોઝોમીય ઉત્સેચકોના અભાવને કારણે થાય છે.

5. તેઓ વનસ્પતિઓનાં બીજાંકુરણ દરમિયાન પ્રોટીન અને સ્ટાર્ચના જલાપઘટન અને વહન સાથે સંકળાયેલાં છે. આવૃતબીજધારીમાં ફલનની પ્રક્રિયા દરમિયાન પરાગનલિકાના અગ્ર ભાગે રહેલાં લાયસોઝોમ દ્વારા સ્રવતા સેલ્યુલોઝને કારણે પરાગવાહિનીના કોષોની (કોષ)દીવાલ દ્રવતાં પરાગનલિકા બીજાશયમાં આવેલાં અંડક તરફ આગળ ધપે છે.

લાયસોઝોમીય કુક્રિયાત્મકતા(malfunctioning)ને લીધે પેશીઓને નુકસાન થાય છે અને જુદી જુદી પદ્ધતિઓથી રોગો થઈ શકે છે. લાયસોઝોમની કુક્રિયાત્મકતાથી સ્વભક્ષીકરણની પ્રક્રિયા અનિયંત્રિતપણે વધી જાય છે, જેથી લયન(lytic)-પ્રક્રિયાઓ પુષ્કળ પ્રમાણમાં થાય છે. અંત:કોષીય અને બહિર્કોષીય હાઇડ્રૉલેઝીસનો સ્રાવ થાય છે, રંગસૂત્રો તૂટે છે અને રંગસૂત્રીય અનિયમિતતાઓ વધતાં કૅન્સર થાય છે. લાયસોઝોમમાં અપાચ્ય (indigestible) પદાર્થોનું એકત્રીકરણ થાય છે.

બળદેવભાઈ પટેલ