- Kjennetegn på cellevesikler
- Typer cellevesikler
- Endocytiske vesikler
- Eksocytiske vesikler
- Transport vesikler mellom organeller
- Vesikkelfunksjon
- Sykdommer
- Vesikler i forskjellige organismer
- referanser
Den cellulære vesikkel er et middel for intracellulær og ekstracellulær kommunikasjon, der molekyler som er syntetisert i cellen, så som nevrotransmittere, hormoner, proteiner, lipider og nukleinsyrer, pakkes. Disse molekylene kalles last. Ladningens kjemiske natur avhenger av galleblæren og dens funksjon.
Den generelle morfologien til en vesikkel består av et lipid-dobbeltlag, som danner en lukket sekk, og hvis lumen er vannaktig. Størrelsen på vesiklene kan variere. For eksempel i bukspyttkjertelens cellene varierer det fra 200 til 1200 nm, mens det i nevroner varierer fra 30 til 50 nm.
Kilde: Mariana Ruiz Villarreal deriverte arbeid: Gregor_0492
I eukaryoter forekommer forskjellige cellulære prosesser i spesifikke organeller. Imidlertid er det nødvendig å utveksle molekyler mellom organeller, eller å sende molekyler ut i det ekstracellulære rommet. På grunn av dette trengs et system som gjør det mulig å frakte lasten til sin rette destinasjon. Denne funksjonen blir oppfylt av vesiklene.
Kjennetegn på cellevesikler
Det er forskjellige typer vesikulær transport med sine respektive egenskaper. Imidlertid er det generaliteter som spiring, som ledes av et lag eller belagt med proteiner, slik som clathrin; og bindingsspesifisitet, som er avhengig av transmembranproteiner, eller SNARE.
Vesikulær transport inkluderer eksocytose og endocytose, transport mellom organeller og frigjøring av ekstracellulære vesikler. I alle tilfeller innebærer det kontinuerlig dannelse av skudd, og spaltning og fusjon av transportvesikler.
Eksocytose består av fusjon av en vesikkel med plasmamembranen for å frigjøre vesikulært innhold. Det er tre modus for eksocytose: 1) fullstendig kollapsfusjon; 2) kysse og løpe; og 3) sammensatt eksocytose.
Endocytose består i utvinning av plasmamembranen, som forhindrer cellulær betennelse. Det er forskjellige mekanismer for endocytose.
Ved vesikulær transport mellom organeller blir de nylig syntetiserte proteiner funnet i lumen i den endoplasmatiske retikulum transportert til Golgi-apparatet. Fra denne organellen går vesiklene mot endomembrane systemet og plasmamembranen.
Ekstracellulære vesikler, funnet i prokaryoter og eukaryoter, er ansvarlige for å frakte molekyler fra en celle til en annen.
Typer cellevesikler
Endocytiske vesikler
De tjener til å introdusere molekyler i cellen eller til å resirkulere membrankomponenter. Disse vesiklene kan være dekket av et lag med proteiner. Proteinene som belegger overflaten av galleblæren er clathrin og caveolin.
Clathrin-belagte endocytiske vesikler er ansvarlige for internaliseringen av patogener, for eksempel influensavirus, andre membranproteiner, og ekstracellulære reseptorer og ligander. Caveolinbelagte vesikler formidler oppføring av virus, sopp, bakterier og prioner.
Eksocytiske vesikler
Gjennom en stimulus frigjør sekretoriske celler (nevroner eller andre celler) innholdet gjennom eksocytocis.
Membranfusjon under eksocytose skjer gjennom to trinn: 1) binding av den eksocytiske vesikkel til membranakseptoren; og 2) fusjon av lipid-dobbeltlaget. Rab, GTPaser og SNARE-proteiner, blant andre, deltar i disse trinnene.
Transport vesikler mellom organeller
COPII-belagte vesikler blir fraktet fra endoplasmatisk retikulum til Golgi-apparatet. Transport fra Golgi-apparatet til vakuolen omfatter to veier: ALP (alkalisk fosfatase) til vakuolen; endosomer via karboksypeptidase Y og S-banen (CPY og CPS).
Vesikkelfunksjon
Vesikler i utskillelsesveien har en rekke funksjoner, blant dem er sekresjon av følgende stoffer: insulin fra bukspyttkjertelceller, nevropeptider og nevrotransmittere, hormoner og stoffer involvert i immunresponsen.
En av de mest kjente funksjonene er frigjøring av sekretoriske proteiner fra bukspyttkjertelen. For eksempel frigjøres chymotrypsinogen, et zymogen, ved fusjon av vesikler til membranen, som et resultat av hormonstimulering.
Ekstracellulære vesikler (VE) er av to typer: eksosomer og ektosomer. Begge er differensiert av deres komposisjon, som bestemmer deres funksjon. Eksosomer har tetraspanin, integrin, proteoglycan og ICAMI. Ektosomer har reseptorer, glykoproteiner, metalloproteiner og nukleinsyrer.
Funksjonene til EVs inkluderer vedlikehold av cellehomeostase, regulering av cellefunksjon og intercellulær kommunikasjon. Den siste funksjonen krever transport av proteiner, RNA (mRNA, miRNA, antisense RNA) og DNA-sekvenser.
Fusjon av EVs til målcellemembranen kan påvirke reguleringen av genuttrykk ved hjelp av transkripsjonsfaktorer, signalproteiner og mange enzymer. EV-ene som frigjøres av stamceller spiller en viktig rolle i organreparasjon og beskyttelse mot sykdom.
Sykdommer
Den normale fysiologiske funksjonen til celler avhenger blant flere faktorer av transport av vesikler og deres fusjon. For eksempel er type 2-diabetes preget av defekter i insulinsekresjon og translokasjon formidlet av glukosetransportører.
EV-er spiller en viktig rolle i mange sykdommer. I kreft øker EVs resistens for kjemoterapeutiske medisiner, formidlet av miRNA,
EV-er har en kritisk effekt på nevrodegenerasjon. Ved Alzheimers sykdommer og multippel sklerose avhenger den degenerative effekten av flere molekyler, for eksempel miRNA, gangliosider og proteiner.
I hjerteceller tillater eksosomer og ektosomer kommunikasjon mellom celler, og påvirker også utviklingen av ateroklerotisk plakk i kar ved å indusere betennelse, spredning, trombose og vasoaktiv respons.
I allergi- og betennelsesprosesser regulerer miRNAs av EVs disse prosessene gjennom paracrine-effekter.
Vesikler i forskjellige organismer
Spesiell oppmerksomhet er blitt lagt til EV-ene for protozoer. Dette er fordi EVs spiller en viktig rolle mellom parasitt og vertsinteraksjon.
Noen av parasittene som VE har blitt studert er Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp., Og Toxoplasma spp.
EV har også blitt observert hos gram positive og negative bakterier, inkludert Corynebacterium og Moraxellaceae. I slimhinnen i luftveiene binder ytre membranvesikler (OMV) seg til lipiddomene i alveolære epitelceller. Derfra modulerer OMV-er den inflammatoriske responsen.
referanser
- Aaron, T. Place, Maria S. Sverdlov, Oleg Chaga, og Richard D. Minshall. 2009. Antioksidanter og Redox Signaling, 11: 1301.
- Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL, og Friant, S. 2015. Membrane Trafficking in the Yeast Saccharomyces cerevisiae Model. Int. J. Mol. Sci., 16: 1509-1525.
- Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. og Ochiya, T. 2014. Intercellular Communication by Extracellular Vesicles and They MicroRNAs in Astma. Clinical Therapeutics, 36: 873–881.
- Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Cellular and molecular biology. Redaksjonell Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexico, Sao Paulo.
- Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O., og Minshall, RD 2009. Vesicle Formation and Endocytosis: Funksjon, maskiner, mekanismer og modellering.
- Schmid, SL og Damke, H. 1995. Belagte vesikler: mangfold av form og funksjon. FASEB Journal, 9: 1445–1453.
- Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Eksocytose og endocytose: Modi, funksjoner og koblingsmekanismer. Annu. Pastor Physiol., 76: 301-331.
- Yáñez, Mo, Siljander, PRM et al. 2015. Biologiske egenskaper til ekstracellulære vesikler og deres fysiologiske funksjoner. Journal of Extracellular Vesicles, 4: 1–60.