CELLVESIKEL: EGENSKAPER, TYPER OCH FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den cellulära vesikeln är en bärare för intracellulär och extracellulär kommunikation, i vilken molekyler syntetiserade i cellen, såsom neurotransmittorer, hormoner, proteiner, lipider och nukleinsyror, är förpackade. Dessa molekyler kallas last. Den kemiska karaktären hos laddningen beror på typen av gallblåsan och dess funktion.

Den allmänna morfologin hos en vesikel består av en lipid-tvåskikt, som bildar en stängd säck, och vars lumen är vattnig. Storleken på vesiklarna kan variera. Till exempel ligger i bukspottkörtelns acinarceller mellan 200 och 1200 nm, medan det i nervceller varierar från 30 till 50 nm.

Källa: Mariana Ruiz Villarreal derivatverk: Gregor_0492

I eukaryoter förekommer olika cellulära processer i specifika organeller. Det är emellertid nödvändigt att utbyta molekyler mellan organeller eller att skicka molekyler ut i det extracellulära utrymmet. På grund av detta behövs ett system som gör det möjligt att transportera lasten till sin rätta destination. Denna funktion uppfylls av vesiklarna.

Egenskaper hos cellvesiklar

Det finns olika typer av vesikulär transport med sina respektive egenskaper. Det finns emellertid generaliteter såsom groddning, som styrs av ett skikt eller belagt med proteiner, såsom clathrin; och bindningsspecificitet, som är beroende av transmembranproteiner, eller SNARE.

Vesikulär transport inkluderar exocytos och endocytos, transport mellan organeller och frisättning av extracellulära vesiklar. I alla fall involverar det kontinuerlig bildning av skott och klyvning och sammansmältning av transportvesiklar.

Exocytos består av fusionen av en vesikel med plasmamembranet för att frisätta det vesikulära innehållet. Det finns tre sätt att exocytos: 1) fullständig kollapsfusion; 2) kyssa och springa; och 3) förening exocytos.

Endocytos består av återhämtning av plasmamembranet, vilket förhindrar cellinflammation. Det finns olika mekanismer för endocytos.

Vid vesikulär transport mellan organeller transporteras de nyligen syntetiserade proteinerna som finns i lumen i endoplasmatisk retikulum till Golgi-apparaten. Från denna organell avgår vesiklarna mot endomembransystemet och plasmamembranet.

Extracellulära vesiklar, som finns i prokaryoter och eukaryoter, ansvarar för att bära molekyler från en cell till en annan.

Typer av cellvesiklar

Endocytiska vesiklar

De tjänar till att introducera molekyler i cellen eller för att återvinna membrankomponenter. Dessa vesiklar kan kanske inte täckas av ett proteinskikt. Proteinerna som täcker gallblåsans yta är clathrin och caveolin.

Clathrin-belagda endocytiska vesiklar är ansvariga för internaliseringen av patogener, såsom influensavirus bland andra, membranproteiner och extracellulära receptorer och ligander. Caveolinbelagda vesiklar förmedlar inträde av virus, svampar, bakterier och prioner.

Exocytiska vesiklar

Genom en stimulans släpper sekretionsceller (nervceller eller andra celler) sitt innehåll genom exocytocis.

Membranfusion under exocytos sker genom två steg: 1) bindning av den exocytiska vesikeln till membranacceptorn; och 2) fusion av lipid-tvåskikten. Rab, GTPaser och SNARE-proteiner, bland andra, deltar i dessa steg.

Transport vesiklar mellan organeller

COPII-belagda vesiklar transporteras från endoplasmatisk retikulum till Golgi-apparaten. Transport från Golgi-apparaten till vakuolen innefattar två vägar: ALP (alkaliskt fosfatas) till vakuolen; endosomer via karboxipeptidas Y- och S-vägen (CPY och CPS).

Vesikelfunktion

Vesiklar i utsöndringsvägen har en mängd olika funktioner, bland vilka är utsöndring av följande ämnen: insulin från bukspottkörtelceller, neuropeptider och neurotransmittorer, hormoner och ämnen som är involverade i immunsvaret.

En av de mest kända funktionerna är frisättningen av sekretoriska proteiner från bukspottkörteln. Exempelvis frisätts chymotrypsinogen, ett zymogen, genom fusion av vesiklar till membranet, som ett resultat av hormonstimulering.

Extracellulära vesiklar (VE) är av två typer: exosomer och ektosomer. Båda är differentierade efter deras sammansättning, vilket bestämmer deras funktion. Exosomer har tetraspanin, integrin, proteoglycan och ICAMI. Ektosomer har receptorer, glykoproteiner, metalloproteiner och nukleinsyror.

Funktionerna hos EVs inkluderar underhåll av cellhomeostas, reglering av cellfunktion och intercellulär kommunikation. Den senare funktionen kräver transport av proteiner, RNA (mRNA, miRNA, antisense RNA) och DNA-sekvenser.

Fusion av EVs till målcellmembranet kan påverka regleringen av genuttryck genom transkriptionsfaktorer, signalproteiner och många enzymer. EV: er som frigörs av stamceller spelar en viktig roll i organreparation och skydd mot sjukdom.

sjukdomar

Den normala fysiologiska funktionen hos celler beror bland flera faktorer på transport av vesiklar och deras fusion. Till exempel kännetecknas typ 2-diabetes av defekter i insulinsekretion och translokation medierad av glukostransportörer.

EV: er spelar en viktig roll i många sjukdomar. Vid cancer ökar EV: er resistensen för kemoterapeutiska läkemedel, förmedlade av miRNA,

EV: er har en kritisk effekt på neurodegeneration. Vid Alzheimers sjukdomar och multipel skleros beror den degenerativa effekten på flera molekyler, såsom miRNA, gangliosider och proteiner.

I hjärtceller tillåter exosomer och ektosomer kommunikation mellan celler och påverkar också utvecklingen av ateroklerotisk plack i kärl genom att inducera inflammation, spridning, trombos och vasoaktiv respons.

Vid allergi- och inflammationsprocesser reglerar miRNAs för EVs dessa processer genom paracrineffekter.

Vesiklar i olika organismer

Särskild uppmärksamhet har ägnats åt EV-protozoer. Detta beror på att EV: er spelar en viktig roll mellan parasit och värdinteraktion.

Några av parasiterna vars VE har studerats är Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp., Och Toxoplasma spp.

EVs har också observerats hos grampositiva och negativa bakterier, inklusive Corynebacterium och Moraxellaceae. I slemhinnan i luftvägarna binder yttre membranvesiklar (OMV) till lipiddomäner i alveolära epitelceller. Därifrån modulerar OMV: er det inflammatoriska svaret.

referenser

1. Aaron, T. Place, Maria S. Sverdlov, Oleg Chaga och Richard D. Minshall. 2009. Antioxidanter och Redox Signaling, 11: 1301.
2. Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL och Friant, S. 2015. Membranhandel i jäst Saccharomyces cerevisiae-modellen. Int. J. Mol. Sci., 16: 1509-1525.
3. Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. och Ochiya, T. 2014. Intercellular kommunikation av Extracellular Vesicles och deras MicroRNA 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. Redaktion Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexiko, Sao Paulo.
5. Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O. och Minshall, RD 2009. Vesikelformning och endocytos: Funktion, maskiner, mekanismer och modellering.
6. Schmid, SL och Damke, H. 1995. Belagda vesiklar: mångfald av form och funktion. FASEB Journal, 9: 1445–1453.
7. Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Exocytos och endocytos: lägen, funktioner och kopplingsmekanismer. Annu. Rev. Physiol., 76: 301-331.
8. Yáñez, Mo, Siljander, PRM et al. 2015. Biologiska egenskaper hos extracellulära vesiklar och deras fysiologiska funktioner. Journal of Extracellular Vesicles, 4: 1–60.