- Značilnosti celičnih veziklov
- Vrste celičnih veziklov
- Endocitni vezikli
- Eksocitni vezikli
- Transportne vezikle med organeli
- Delovanje veziklov
- Bolezni
- Vesili v različnih organizmih
- Reference
Celični vezikularni je sredstvo za znotrajcelične in zunajcelične komunikacije, pri čemer molekule sintetizirane v celici, kot nevrotransmiterji, hormoni, proteinov, lipidov in nukleinskih kislin, pakirano. Te molekule se imenujejo tovorne. Kemična narava naboja je odvisna od vrste žolčnika in njegove funkcije.
Splošna morfologija vezikula je sestavljena iz lipidnega dvosloja, ki tvori zaprto vrečko in katere lumen je vodnat. Velikost veziklov se lahko razlikuje. V akinarskih celicah trebušne slinavke se na primer giblje od 200 do 1200 nm, v nevronih pa od 30 do 50 nm.
Vir: Mariana Ruiz Villarreal izpeljano delo: Gregor_0492
Pri evkariotih se v določenih organelah pojavljajo različni celični procesi. Vendar pa je potrebno izmenjati molekule med organeli ali poslati molekule ven v zunajcelični prostor. Zaradi tega je potreben sistem, ki omogoča prevoz tovora do pravega cilja. To funkcijo izpolnjujejo vezikli.
Značilnosti celičnih veziklov
Obstajajo različne vrste vezikularnega prevoza z njihovimi lastnostmi. Vendar obstajajo splošnosti, kot je razmnoževanje, ki ga usmerja plast ali prevlečeno z beljakovinami, na primer katrin; in vezavno specifičnost, ki je odvisna od transmembranskih proteinov ali SNARE.
Veskularni transport vključuje eksocitozo in endocitozo, transport med organeli in sproščanje zunajceličnih veziklov. V vseh primerih gre za nenehno tvorjenje poganjkov ter cepitev in zlivanje transportnih veziklov.
Eksocitoza je sestavljena iz zlitja vezikla s plazemsko membrano, da se sprosti vezikularna vsebina. Obstajajo trije načini eksocitoze: 1) popolna kolapsna fuzija; 2) poljubiti se in teči; in 3) sestavljena eksocitoza.
Endocitoza je sestavljena iz obnovitve plazemske membrane, kar preprečuje celično vnetje. Obstajajo različni mehanizmi endocitoze.
V vezikularnem transportu med organeli se na novo sintetizirani proteini, ki jih najdemo v lumnu endoplazemskega retikuluma, prevažajo v Golgijev aparat. Iz te organele se vezikuli oddaljujejo proti endomembranskemu sistemu in plazemski membrani.
Zunajcelični vezikli, ki jih najdemo v prokariotih in evkariotih, so odgovorni za prenašanje molekul iz ene celice v drugo.
Vrste celičnih veziklov
Endocitni vezikli
Služijo za vnašanje molekul v celico ali za recikliranje membranskih komponent. Te vezikule lahko ali ne prekrivajo plast beljakovin. Proteini, ki prevlečejo površino žolčnika, so klatrin in kavelolin.
Endokritični vezikuli, prevlečeni s katrinom, so odgovorni za internalizacijo patogenov, kot so virusi gripe med drugim, membranski proteini ter zunajcelični receptorji in ligandi. Vezikule obložene kaveolinom posredujejo vnos virusov, gliv, bakterij in prionov.
Eksocitni vezikli
Preko dražljaja izločajo sekretorne celice (nevroni ali druge celice) svojo vsebino preko eksocitocisa.
Zlivanje membrane med eksocitozo poteka skozi dva koraka: 1) vezava eksocitnega vezikula na membranski akceptor; in 2) fuzija lipidnih dvoslojev. V teh korakih sodelujejo tudi proteini Rab, GTPases in SNARE.
Transportne vezikle med organeli
Vezikuli, prevlečeni s COPII, se prenašajo iz endoplazmatskega retikuluma v aparat Golgi. Prevoz iz Golgijevega aparata do vakuole vključuje dve poti: ALP (alkalna fosfataza) do vakuole; endosomi preko karboksipeptidaze Y in S poti (CPY in CPS).
Delovanje veziklov
Vezikli sekretorne poti imajo najrazličnejše funkcije, med katerimi so izločanje naslednjih snovi: inzulin iz celic trebušne slinavke, nevropeptidi in nevrotransmiterji, hormoni in snovi, ki sodelujejo v imunskem odzivu.
Ena najbolj znanih funkcij je sproščanje sekretornih beljakovin iz trebušne slinavke. Na primer, kimotripsinogen, zimogen, se sprosti s spajanjem veziklov na membrano, kar je posledica hormonske stimulacije.
Zunajcelični vezikli (VE) so dve vrsti: eksozomi in ektosomi. Obe se razlikujeta po sestavi, ki določa njihovo funkcijo. Eksosomi imajo tetraspanin, integrin, proteoglikan in ICAMI. Ektosomi imajo receptorje, glikoproteine, metaloproteine in nukleinske kisline.
Funkcije EV-jev vključujejo vzdrževanje celične homeostaze, regulacijo celične funkcije in medcelično komunikacijo. Slednja funkcija zahteva transport beljakovin, RNA (mRNA, miRNA, antisenska RNA) in DNK zaporedja.
Zlivanje EV-jev na ciljno celično membrano lahko vpliva na regulacijo ekspresije gena s transkripcijskimi faktorji, signalnimi proteini in številnimi encimi. EV-ji, ki jih sproščajo matične celice, igrajo pomembno vlogo pri popravljanju organov in zaščiti pred boleznimi.
Bolezni
Normalno fiziološko delovanje celic je med več dejavniki odvisno od prenosa veziklov in njihove fuzije. Na primer, za diabetes tipa 2 so značilne okvare izločanja inzulina in translokacije, ki jih posredujejo transporterji glukoze.
EV imajo pomembno vlogo pri številnih boleznih. Pri raku EV pojavijo odpornost na kemoterapevtska zdravila, ki jih posreduje miRNA,
EV-ji kritično vplivajo na nevrodegeneracijo. Pri Alzheimerjevi bolezni in multipli sklerozi je degenerativni učinek odvisen od več molekul, kot so miRNA, gangliozidi in proteini.
V srčnih celicah eksozomi in ektosomi omogočajo komunikacijo med celicami, vplivajo pa tudi na razvoj ateroklerotičnega plaka v posodah, tako da sprožijo vnetje, proliferacijo, trombozo in vazoaktivni odziv.
Pri alergijskih in vnetnih procesih miRNA EV-jev uravnava te procese s paracrinimi učinki.
Vesili v različnih organizmih
Posebna pozornost je bila namenjena EV-jem protozojev. To je zato, ker imajo EV-ji pomembno vlogo med interakcijo med paraziti in gostitelji.
Nekateri zajedavci, katerih VE so preučevali, so Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp. In Toxoplasma spp.
Opazili so tudi EV pozitivne in negativne bakterije, vključno s Corynebacterium in Moraxellaceae. V sluznici dihalnih poti se vezikule zunanje membrane (OMV) vežejo na lipidne domene v alveolarnih epitelijskih celicah. Od tam OMV modulirajo vnetni odziv.
Reference
- Aaron, T. Place, Maria S. Sverdlov, Oleg Chaga in Richard D. Minshall. 2009. Antioksidanti in signalizacija Redox, 11: 1301.
- Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL, in Friant, S. 2015. Trgovina z membranami v modelu kvasovk Saccharomyces cerevisiae. Int. J. Mol. Sci., 16: 1509–1525.
- Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. in Ochiya, T. 2014. Medcelična komunikacija z zunajtelesnimi vezikli in njihovimi mikroRNA v astmi. Clinical Therapeutics, 36: 873–881.
- Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Celična in molekularna biologija. Uredništvo Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogota, Caracas, Madrid, Mehika, Sāo Paulo.
- Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O., in Minshall, RD 2009. Oblikovanje veziklov in endokitoza: delovanje, stroji, mehanizmi in modeliranje.
- Schmid, SL in Damke, H. 1995. Obloženi vezikli: raznolikost oblike in funkcije. Časopis FASEB, 9: 1445–1453.
- Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Eksocitoza in endocitoza: načini, funkcije in mehanizmi spajanja. Annu Rev. Physiol., 76: 301-331.
- Yáñez, Mo, Siljander, PRM idr. 2015. Biološke lastnosti zunajceličnih veziklov in njihove fiziološke funkcije. Revija za zunajcelične vezikle, 4: 1–60.