SEJTEK HÓLYAGJA: JELLEMZŐK, TÍPUSOK ÉS FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2025

A celluláris vezikulum az intracelluláris és extracelluláris kommunikáció hordozója, amelybe a sejtben szintetizált molekulák, például neurotranszmitterek, hormonok, fehérjék, lipidek és nukleinsavak vannak csomagolva. Ezeket a molekulákat rakománynak nevezzük. A töltés kémiai jellege az epehólyag típusától és funkciójától függ.

A vezikulum általános morfológiája egy lipid kettős rétegből áll, amely zárt zsákot képez, és amelynek lumenje vizes. A vezikulák mérete változhat. Például a hasnyálmirigy acináris sejtjeiben 200-1200 nm, míg az idegsejtekben 30-50 nm.

Forrás: Mariana Ruiz A Villarreal származékos munkája: Gregor_0492

Az eukariótákban a különféle sejtes folyamatok előfordulnak bizonyos organellákban. Szükség van azonban a molekulák cseréjére az organellák között, vagy a molekulák kiürítésére az extracelluláris térbe. Ezért olyan rendszerre van szükség, amely lehetővé teszi a rakomány megfelelő rendeltetési helyre történő szállítását. Ezt a funkciót a vezikulák látják el.

A sejtes hólyagok jellemzői

Különböző típusú vezikuláris transzport létezik azok jellemzőivel. Vannak olyan általános jellegű kérdések, mint például a csírázás, amelyet egy réteg irányít, vagy fehérjékkel, például klatrinnal bevonva; és a kötési specifitás, amely függ a transzmembrán fehérjéktől vagy a SNARE-től.

A hólyagos transzport magában foglalja az exocitózist és az endocitózist, az organellák közötti szállítást és az extracelluláris vezikulumok felszabadulását. Minden esetben magában foglalja a hajtások folyamatos képződését, valamint a szállító hólyagok lehasadását és összeolvadását.

Az exocitózis egy vezikulum és a plazmamembrán fúziójából áll, amely felszabadítja a vezikuláris tartalmat. Az exocitózisnak három módja van: 1) teljes összeomlás-fúzió; 2) csókolni és futni; és 3) vegyes exocitózis.

Az endocitózis a plazmamembrán visszanyeréséből áll, amely megakadályozza a celluláris gyulladást. Az endocitózis különböző mechanizmusai vannak.

Az organellák közötti vezikuláris transzport során az endoplazmatikus retikulum lumenében található újonnan szintetizált fehérjéket a Golgi készülékbe szállítják. Ebből a szervből a vezikulák az endomembrán rendszer és a plazmamembrán felé indulnak.

A prokariótákban és az eukariótokban található extracelluláris vezikulák felelősek a molekulák egyik sejtből a másikba történő szállításáért.

A sejtes hólyagok típusai

Endocitikus vezikulák

Ezek arra szolgálnak, hogy molekulákat vezetjenek a sejtbe vagy újból felhasználják a membránkomponenseket. Ezeket a vezikulumokat boríthatja vagy nem borítja egy fehérjeréteg. Az epehólyag felületét bevont fehérjék a clathrin és a caveolin.

A clatrinnal bevont endocitikus vezikulák felelősek a kórokozók, például az influenzavírusok, a membránfehérjék, az extracelluláris receptorok és a ligandumok internalizálásáért. Kaveolinnal bevont vezikulumok közvetítik a vírusok, gombák, baktériumok és prionok belépését.

Exocitikus vezikulák

Egy ingeren keresztül a szekréciós sejtek (idegsejtek vagy más sejtek) tartalmát exocitokis útján engedik fel.

Az exocitózis során a membránfúzió két lépésben történik: 1) az exocitikus hólyagkötés kötődik a membrán-akceptorhoz; és 2) a lipid kettős rétegek fúziója. Ezekben a lépésekben többek között a Rab, a GTPáz és a SNARE fehérjék vesznek részt.

Szállítás a vezikulák között az organellák között

A COPII-val bevont vezikulumok az endoplazmatikus retikulumból a Golgi készülékbe kerülnek. A Golgi készülékből a vákuumba történő szállítás kétféle módon jár: ALP (alkalikus foszfatáz) a vákuumba; endoszómák a karboxipeptidáz Y és S útvonalon (CPY és CPS) keresztül.

Vezikuláris funkció

A szekréciós út vezikulumai sokféle funkcióval rendelkeznek, amelyek között szerepelnek a következő anyagok: a hasnyálmirigy sejtekből származó inzulin, neuropeptidek és neurotranszmitterek, hormonok és az immunválaszban résztvevő anyagok.

Az egyik legismertebb funkció a szekréciós fehérjék felszabadítása a hasnyálmirigyből. Például a kimotripszinogén, egy zimogén, a vezikuláknak a membránhoz történő fúziója útján szabadul fel hormonális stimuláció eredményeként.

Az extracelluláris vezikulák (VE) kétféle típusúak: exoszómák és ectosomák. Mindkettőt összetételük megkülönbözteti, ami meghatározza funkcióját. Az exoszómák tartalmaznak tetraspanint, integrint, proteoglikánt és ICAMI-t. Az ektoszómák receptorokat, glikoproteineket, metalloproteineket és nukleinsavakat tartalmaznak.

Az EV-k funkciói magukban foglalják a sejt homeosztázisának fenntartását, a sejt működésének szabályozását és az intercelluláris kommunikációt. Ez utóbbi funkció a fehérjék, az RNS (mRNS, miRNS, antiszensz RNS) és a DNS szekvenciák szállítását igényli.

Az EV-k fuzionálása a célsejt membránba befolyásolhatja a gén expressziójának szabályozását transzkripciós faktorok, jelző fehérjék és sok enzim által. Az őssejtek által kibocsátott EV-ek fontos szerepet játszanak a szervek helyreállításában és a betegségek elleni védelemben.

betegségek

A sejtek normál fiziológiai működése több tényező mellett a vezikulumok szállításától és azok fúziójától is függ. Például a 2. típusú cukorbetegséget az inzulin szekréció és a transzlokáció hibái jellemzik, amelyeket a glükóz transzporterek közvetítenek.

Az EV-k fontos szerepet játszanak sok betegségben. Rák esetén az EV növeli a kemoterápiás gyógyszerek rezisztenciáját, amelyet a miRNS közvetít, Az EV-k kritikus hatással vannak a neurodegenerációra. Alzheimer-kór és sclerosis multiplex esetén a degeneratív hatás többféle molekulától függ, mint például a miRNS, gangliozidok és fehérjék.

A szívsejtekben az exoszómák és az ectosomák lehetővé teszik a sejtek közötti kommunikációt, és befolyásolják az erekben az atheroclerotikus plakk kialakulását is, indukálva gyulladást, proliferációt, trombózist és vazoaktív választ.

Az allergia és gyulladásos folyamatokban az EV-k miRNS-i paracrin hatások révén szabályozzák ezeket a folyamatokat.

Vezikulák különböző szervezetekben

Különös figyelmet szenteltek a protozoák EV-jének. Ennek oka az, hogy az EV-k fontos szerepet játszanak a parazita és a gazda kölcsönhatása között.

Néhány parazita, amelyek VE-jét vizsgálták, a következők: Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp. És Toxoplasma spp.

Az EV-eket megfigyelték a gram-pozitív és negatív baktériumokban is, ideértve a Corynebacteriumot és a Moraxellaceae-t. A légzőrendszer nyálkahártyáján a külső membrán vezikulák (OMV-k) az alveoláris hámsejtek lipid doménjeihez kötődnek. Innentől kezdve az OMV-k modulálják a gyulladásos választ.

Irodalom

1. Aaron, T. Place, Maria S. Sverdlov, Oleg Chaga és Richard D. Minshall. 2009. Antioxidánsok és Redox Signaling, 11: 1301.
2. Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL és Friant, S. 2015. Membránkereskedelem az élesztő Saccharomyces cerevisiae modelljében. Int. J. Mol. Sci., 16, 1509-1525.
3. Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. és Ochiya, T. 2014. Intercelluláris kommunikáció extracelluláris vezikulumokkal és azok mikroRNS-éivel az asztmában. Clinical Therapeutics, 36: 873–881.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Celluláris és molekuláris biológia. Szerkesztői Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexikó, Sāo Paulo.
5. Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O. és Minshall, RD 2009. Vezikulumok képződése és endocitózis: Funkció, gépek, mechanizmusok és modellezés.
6. Schmid, SL és Damke, H. 1995. Bevont vezikulumok: a forma és a funkció sokfélesége. A FASEB Journal, 9: 1445–1453.
7. Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Exocitózis és endocitózis: módok, funkciók és kapcsolási mechanizmusok. Annu. Physiol. Rev., 76: 301-331.
8. Yáñez, Mo, Siljander, PRM et al. 2015. Az extracelluláris vezikulák biológiai tulajdonságai és fiziológiai funkcióik. Az Extracellular Vezikulus Journal, 4: 1–60.