CELLEVESIKEL: KARAKTERISTIKA, TYPER OG FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den cellulære vesikel er et middel til intracellulær og ekstracellulær kommunikation, hvori molekyler, der er syntetiseret i cellen, såsom neurotransmittere, hormoner, proteiner, lipider og nukleinsyrer, pakkes. Disse molekyler kaldes last. Den kemiske beskaffenhed afhænger af typen af ​​galdeblæren og dens funktion.

Den generelle morfologi af en vesikel består af et dobbeltlag med lipider, der danner en lukket sæk, og hvis lumen er vandig. Størrelsen på vesiklerne kan variere. F.eks. Varierer det i pancreascellerne i bugspytkirtlen fra 200 til 1200 nm, mens det i neuroner varierer fra 30 til 50 nm.

Kilde: Mariana Ruiz Villarreal afledt arbejde: Gregor_0492

I eukaryoter forekommer forskellige cellulære processer i specifikke organeller. Det er imidlertid nødvendigt at udveksle molekyler mellem organeller eller at sende molekyler ud i det ekstracellulære rum. På grund af dette er der behov for et system, der gør det muligt at transportere lasten til sin korrekte destination. Denne funktion udføres af vesiklerne.

Egenskaber ved cellevesikler

Der er forskellige typer vesikulær transport med deres respektive egenskaber. Der er imidlertid generaliteter, såsom spiring, der er styret af et lag eller belagt med proteiner, såsom clathrin; og bindingsspecificitet, som er afhængig af transmembrane proteiner, eller SNARE.

Vesikulær transport inkluderer eksocytose og endocytose, transport mellem organeller og frigivelse af ekstracellulære vesikler. I alle tilfælde involverer det kontinuerlig dannelse af skud og spaltning og fusion af transportvesikler.

Exocytose består af fusionen af ​​en vesikel med plasmamembranen for at frigive det vesikulære indhold. Der er tre tilstande af eksocytose: 1) fuldstændig sammenbrudssmeltning; 2) kys og løb; og 3) forbindelse exocytose.

Endocytose består i genopretning af plasmamembranen, der forhindrer cellulær betændelse. Der er forskellige mekanismer til endocytose.

Ved vesikulær transport mellem organeller transporteres de nyligt syntetiserede proteiner, der findes i lumen i det endoplasmatiske retikulum til Golgi-apparatet. Fra denne organelle afgår vesiklerne mod endomembransystemet og plasmamembranen.

Ekstracellulære vesikler, der findes i prokaryoter og eukaryoter, er ansvarlige for at bære molekyler fra en celle til en anden.

Typer af cellevesikler

Endocytiske vesikler

De tjener til at introducere molekyler i cellen eller til at recirkulere membrankomponenter. Disse vesikler er muligvis ikke dækket af et lag proteiner. Proteinerne, der belægger overfladen af ​​galdeblæren, er clathrin og caveolin.

Clathrin-coatede endocytiske vesikler er ansvarlige for internaliseringen af ​​patogener, såsom influenzavirus blandt andre, membranproteiner og ekstracellulære receptorer og ligander. Caveolinbelagte vesikler formidler indtrængen af ​​vira, svampe, bakterier og prioner.

Eksocytiske vesikler

Via en stimulus frigiver sekretoriske celler (neuroner eller andre celler) deres indhold gennem exocytocis.

Membranfusion under exocytose forekommer gennem to trin: 1) binding af den exocytiske vesikel til membranacceptoren; og 2) fusion af lipid-dobbeltlagene. Rab, GTPaser og SNARE-proteiner deltager blandt andet i disse trin.

Transport vesikler mellem organeller

COPII-coatede vesikler transporteres fra den endoplasmatiske retikulum til Golgi-apparatet. Transport fra Golgi-apparatet til vakuolen involverer to veje: ALP (alkalisk phosphatase) til vakuolen; endosomer via carboxypeptidase Y og S-banen (CPY og CPS).

Vesikel-funktion

Vesiklerne i udskillelsesvejen har en bred vifte af funktioner, blandt hvilke er sekretionen af ​​følgende stoffer: insulin fra bugspytkirtelceller, neuropeptider og neurotransmittere, hormoner og stoffer involveret i immunresponsen.

En af de bedst kendte funktioner er frigivelse af sekretoriske proteiner fra bugspytkirtlen. F.eks. Frigøres chymotrypsinogen, et zymogen, ved fusion af vesikler til membranen som et resultat af hormonstimulering.

Ekstracellulære vesikler (VE) er af to typer: eksosomer og ectosomer. Begge er differentieret efter deres sammensætning, som bestemmer deres funktion. Eksosomer besidder tetraspanin, integrin, proteoglycan og ICAMI. Ectosomer besidder receptorer, glycoproteiner, metalloproteiner og nukleinsyrer.

Funktionerne i EV'er inkluderer vedligeholdelse af cellehomeostase, regulering af cellefunktion og intercellulær kommunikation. Den sidstnævnte funktion kræver transport af proteiner, RNA (mRNA, miRNA, antisense RNA) og DNA-sekvenser.

Fusion af EV'er til målcellemembranen kan påvirke reguleringen af ​​genekspression ved hjælp af transkriptionsfaktorer, signalproteiner og mange enzymer. EV'er frigivet af stamceller spiller en vigtig rolle i organreparation og beskyttelse mod sygdom.

sygdomme

Den normale fysiologiske funktion af celler afhænger blandt flere faktorer af transporten af ​​vesikler og deres fusion. For eksempel er type 2-diabetes karakteriseret ved defekter i insulinsekretion og translokation medieret af glukosetransportører.

EVs spiller en vigtig rolle i mange sygdomme. I kræft øger EVs resistensen af ​​kemoterapeutiske lægemidler, formidlet af miRNA, EV'er har en kritisk effekt på neurodegeneration. I Alzheimers sygdomme og multippel sklerose afhænger den degenerative virkning af multiple molekyler, såsom miRNA, gangliosider og proteiner.

I hjerteceller tillader eksosomer og ectosomer kommunikation mellem celler, og desuden påvirker de udviklingen af ​​ateroklerotisk plak i kar ved at inducere inflammation, proliferation, trombose og vasoaktiv respons.

Ved allergi- og betændelsesprocesser regulerer miRNA'erne af EV'er disse processer gennem paracrine-effekter.

Vesikler i forskellige organismer

Der er lagt særlig vægt på EV-protokoller. Dette skyldes, at EV'er spiller en vigtig rolle mellem parasit og værtsinteraktion.

Nogle af de parasitter, hvis VE er undersøgt, er Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp., Og Toxoplasma spp.

EV'er er også observeret i gram positive og negative bakterier, herunder Corynebacterium og Moraxellaceae. I slimhinden i luftvejene binder de ydre membranvesikler (OMV'er) til lipiddomæner i alveolære epitelceller. Derfra modulerer OMV'er den inflammatoriske respons.

Referencer

1. Aaron, T. Place, Maria S. Sverdlov, Oleg Chaga og Richard D. Minshall. 2009. Antioxidanter og Redox-signalering, 11: 1301.
2. Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL og Friant, S. 2015. Membranhandel med gæren Saccharomyces cerevisiae Model. Int. J. Mol. Sci., 16: 1509-1525.
3. Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. og Ochiya, T. 2014. Intercellular kommunikation af ekstracellular vesicles og deres mikroRNA'er i astma. Clinical Therapeutics, 36: 873–881.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Cellular and molecular biology. Redaktionel Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexico, Sao Paulo.
5. Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O., og Minshall, RD 2009. Vesikelformation og endocytose: Funktion, maskiner, mekanismer og modellering.
6. Schmid, SL og Damke, H. 1995. Coated vesicles: mangfoldighed af form og funktion. FASEB-tidsskriftet, 9: 1445–1453.
7. Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Exocytosis og endocytose: tilstande, funktioner og koblingsmekanismer. Annu. Past. Physiol., 76: 301-331.
8. Yáñez, Mo, Siljander, PRM et al. 2015. Biologiske egenskaber af ekstracellulære vesikler og deres fysiologiske funktioner. Journal of Extracellular Vesicles, 4: 1–60.