КЛЕТЪЧЕН ВЕЗИКУЛ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДОВЕ И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В капсули клетка е средство за вътреклетъчно и извънклетъчна комуникация, в които молекули, синтезирани в клетката, като невротрансмитери, хормони, протеини, липиди и нуклеинови киселини, са опаковани. Тези молекули се наричат ​​товарни. Химическата природа на заряда зависи от вида на жлъчния мехур и неговата функция.

Общата морфология на везикула се състои от липиден двуслоен, който образува затворен сак и чийто лумен е воднист. Размерът на везикулите може да варира. Например, в ацинарните клетки на панкреаса той варира от 200 до 1200 nm, докато в невроните той варира от 30 до 50 nm.

Източник: Мариана Руиз Виляреал производна работа: Gregor_0492

При еукариотите в специфични органели протичат различни клетъчни процеси. Необходимо е обаче да се обменят молекули между органели или да се изпращат молекули навън в извънклетъчното пространство. Поради това е необходима система, която позволява транспортирането на товара до правилното му местоназначение. Тази функция се изпълнява от везикулите.

Характеристики на клетъчните везикули

Има различни видове везикуларен транспорт със съответните им характеристики. Съществуват обаче общи общности като покълване, което е насочено от слой или покрито с протеини, като клатрин; и специфичност на свързване, която зависи от трансмембранните протеини или SNARE.

Везикуларният транспорт включва екзоцитоза и ендоцитоза, транспорт между органели и освобождаване на извънклетъчни везикули. Във всички случаи тя включва непрекъснато образуване на леторасти и разцепване и сливане на транспортни везикули.

Екзоцитозата се състои в сливането на везикул с плазмената мембрана за освобождаване на везикуларното съдържание. Има три режима на екзоцитоза: 1) пълен синтез на колапс; 2) целувайте и бягайте; и 3) съединителна екзоцитоза.

Ендоцитозата се състои в възстановяването на плазмената мембрана, което предотвратява клетъчното възпаление. Има различни механизми на ендоцитоза.

При везикуларен транспорт между органели новосинтезираните протеини, намиращи се в лумена на ендоплазмения ретикулум, се транспортират до апарата на Голджи. От тази органела везикулите се отклоняват към ендомембранната система и плазмената мембрана.

Извънклетъчните везикули, открити в прокариоти и еукариоти, са отговорни за пренасянето на молекули от една клетка в друга.

Видове клетъчни везикули

Ендоцитни везикули

Те служат за въвеждане на молекули в клетката или за рециклиране на мембранни компоненти. Тези везикули могат или не могат да бъдат покрити от слой протеини. Протеините, които покриват повърхността на жлъчния мехур, са клатрин и кавеолин.

Ендоцитните везикули, покрити с клатрин, са отговорни за интернализацията на патогени, като грипни вируси между другото, мембранни протеини и извънклетъчни рецептори и лиганди. Везикулите, покрити с кавеолин, медиират навлизането на вируси, гъбички, бактерии и приони.

Екзоцитни везикули

Чрез стимул секреторните клетки (неврони или други клетки) отделят съдържанието си чрез екзоцитоцис.

Сливането на мембрана по време на екзоцитоза става чрез два етапа: 1) свързване на екзоцитния везикул с мембранния акцептор; и 2) сливане на липидните бислоеве. В тези стъпки участват протеините Rab, GTPases и SNARE.

Транспортни везикули между органели

COPII покрити везикули се транспортират от ендоплазмения ретикулум до апарата на Голджи. Транспортът от апарата на Голджи до вакуолата включва два пътя: ALP (алкална фосфатаза) до вакуолата; ендозоми чрез карбоксипептидаза Y и S път (CPY и CPS).

Функция на везикулите

Везикулите на секреторния път имат голямо разнообразие от функции, сред които са секрецията на следните вещества: инсулин от клетки на панкреаса, невропептиди и невротрансмитери, хормони и вещества, участващи в имунния отговор.

Една от най-известните функции е отделянето на секреторни протеини от панкреаса. Например, химотрипсиногенът, зимоген, се отделя чрез сливане на везикули към мембраната, в резултат на хормонална стимулация.

Извънклетъчните везикули (VE) са от два вида: екзозоми и ектозоми. И двете се диференцират по своя състав, което определя тяхната функция. Екзозомите притежават тетраспанин, интегрин, протеогликан и ICAMI. Ектозомите притежават рецептори, гликопротеини, металопротеини и нуклеинови киселини.

Функциите на EVs включват поддържане на клетъчната хомеостаза, регулиране на клетъчната функция и междуклетъчната комуникация. Последната функция изисква транспорт на протеини, РНК (mRNA, miRNA, антисенс РНК) и ДНК последователности.

Сливането на EVs с мембраната на целевата клетка може да повлияе на регулацията на генната експресия чрез транскрипционни фактори, сигнални протеини и много ензими. ЕВС, освободени от стволови клетки, играят важна роля за възстановяването на органи и защитата срещу болести.

заболявания

Нормалното физиологично функциониране на клетките зависи, между няколко фактора, от транспорта на везикулите и тяхното сливане. Например диабет тип 2 се характеризира с дефекти в секрецията на инсулин и транслокация, медиирана от глюкозни транспортери.

ЕП играят важна роля при много заболявания. При рак, EVs повишават резистентността на химиотерапевтични лекарства, медиирани от miRNA, EVs имат критичен ефект върху невродегенерацията. При болестите на Алцхаймер и множествената склероза дегенеративният ефект зависи от множество молекули, като miRNA, ганглиозиди и протеини.

В сърдечните клетки екзозомите и ектозомите позволяват комуникация между клетките, а също така влияят върху развитието на атеросклеротична плака в съдовете, като предизвикват възпаление, пролиферация, тромбоза и вазоактивен отговор.

При алергични и възпалителни процеси, miRNA на EVs регулират тези процеси чрез паракринни ефекти.

Везикули в различни организми

Специално внимание е обърнато на EVs на протозоите. Това е така, защото ЕВ играят важна роля между взаимодействието на паразит и гостоприемник.

Някои от паразитите, чиито VE са изследвани, са Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp. И Toxoplasma spp.

Наблюдават се и EV-грам в грам положителни и отрицателни бактерии, включително Corynebacterium и Moraxellaceae. В лигавицата на дихателните пътища везикулите на външната мембрана (OMVs) се свързват с липидни домейни в алвеоларните епителни клетки. Оттам OMV модулират възпалителния отговор.

Препратки

1. Аарон, Т. Плейс, Мария С. Свердлов, Олег Чага и Ричард Д. Миншал. 2009. Антиоксиданти и сигнализация Redox, 11: 1301.
2. Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL, и Friant, S. 2015. Мембранен трафик в модела на дрождите Saccharomyces cerevisiae. Int. J. Mol. Sci., 16: 1509-1525.
3. Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. and Ochiya, T. 2014. Междуклетъчна комуникация от извънклетъчни везикули и техните микроРНК в астма. Клинични терапевтици, 36: 873–881.
4. Лодиш, Х., Берк, А., Зипурски, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Клетъчна и молекулярна биология. Редакция Медика Панамерикана, Буенос Айрес, Богота, Каракас, Мадрид, Мексико, Сао Пауло.
5. Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O. и Minshall, RD 2009. Формиране на везикули и ендоцитоза: функция, машини, механизми и моделиране.
6. Schmid, SL и Damke, H. 1995. Покрити везикули: разнообразие от форма и функция. Списание FASEB, 9: 1445–1453.
7. Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Екзоцитоза и ендоцитоза: начини, функции и механизми за свързване. Annu. Преподобна Физиол., 76: 301-331.
8. Yáñez, Mo, Siljander, PRM et al. 2015. Биологични свойства на извънклетъчните везикули и техните физиологични функции. Списание за извънклетъчни везикули, 4: 1–60.