SOLUVESIKKELI: OMINAISUUDET, TYYPIT JA TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2026

Solu vesikkeli on ajoneuvon solunsisäisen ja solunulkoisen viestintä, jossa molekyylit syntetisoidaan solussa, kuten välittäjäaineiden, hormonien, proteiinien, lipidien ja nukleiinihappojen, pakataan. Näitä molekyylejä kutsutaan lastiksi. Varauksen kemiallinen luonne riippuu sappirakon tyypistä ja sen toiminnasta.

Vesikkelin yleinen morfologia koostuu lipidikaksokerroksesta, joka muodostaa suljetun pussin, ja jonka luumen on vesinen. Vesikkelien koko voi vaihdella. Esimerkiksi haiman acinaarisoluissa se vaihtelee välillä 200 - 1200 nm, kun taas neuroneissa se on välillä 30-50 nm.

Lähde: Mariana Ruiz Villarreal-johdannaisteos: Gregor_0492

Eukaryooteissa tapahtuu erilaisia ​​soluprosesseja tietyissä organelleissa. On kuitenkin tarpeen vaihtaa molekyylejä organelien välillä tai lähettää molekyylejä solunulkoiseen tilaan. Tämän vuoksi tarvitaan järjestelmä, joka mahdollistaa lastin kuljettamisen oikeaan määränpäähänsä. Vesikkelit suorittavat tämän toiminnon.

Soluvesikkeleiden ominaisuudet

Vesikulaarikuljetuksia on erityyppisiä ja niillä on ominaispiirteensä. On kuitenkin yleisiä asioita, kuten itämistä, jota ohjaa kerros tai päällystetään proteiineilla, kuten klatriinilla; ja sitoutumisspesifisyys, joka riippuu kalvon läpäisevistä proteiineista tai SNARE: sta.

Vesikulaarikuljetus sisältää eksosytoosin ja endosytoosin, kuljetuksen organelleiden välillä ja solunulkoisten rakkuloiden vapautumisen. Kaikissa tapauksissa siihen liittyy jatkuva versojen muodostuminen ja kuljetusvesikkeleiden pilkkominen ja fuusio.

Eksosytoosi koostuu vesikkelin fuusiosta plasmakalvon kanssa vesikulaarisen sisällön vapauttamiseksi. Eksosytoosia on kolme tapaa: 1) täydellinen romahdusfuusio; 2) suudella ja juosta; ja 3) yhdisteen eksosytoosi.

Endosytoosi koostuu plasmakalvon palautumisesta, joka estää solujen tulehduksia. Endosytoosin mekanismeja on erilaisia.

Vesikulaarisessa kuljetuksessa organelleiden välillä, vasta-syntetisoidut proteiinit, jotka löytyvät endoplasmisen retikulumin luumenista, kuljetetaan Golgi-laitteeseen. Tästä organelista vesikkelit lähtevät kohti endomembraanijärjestelmää ja plasmamembraania.

Prokaryooteissa ja eukaryooteissa olevat solunulkoiset vesikkelit vastaavat molekyylien kuljettamisesta solusta toiseen.

Soluvesikkeleiden tyypit

Endosyyttiset vesikkelit

Niiden tehtävänä on viedä molekyylejä soluun tai kierrättää membraanikomponentteja. Nämä vesikkelit voivat olla peitetty proteiinikerroksella tai eivät. Sappirakon pintaa peittävät proteiinit ovat klatriini ja caveolin.

Kklatriinilla päällystetyt endosyyttiset vesikkelit ovat vastuussa patogeenien, kuten mm. Influenssavirusten, membraaniproteiinien ja solunulkoisten reseptoreiden ja ligandien, internalisoitumisesta. Kaveoliinilla päällystetyt vesikkelit välittävät virusten, sienten, bakteerien ja prioonien kulkeutumisen.

Eksosyyttiset vesikkelit

Ärsykkeen kautta erittyvät solut (neuronit tai muut solut) vapauttavat niiden sisällön eksosytoksen kautta.

Kalvon fuusio eksosytoosin aikana tapahtuu kahden vaiheen kautta: 1) eksosyyttisen vesikkelin sitoutuminen membraanin vastaanottajaan; ja 2) lipidikaksoiskerrosten fuusio. Näihin vaiheisiin osallistuvat muun muassa Rab-, GTPaasi- ja SNARE-proteiinit.

Kuljetus vesikkelit organelleiden välillä

COPII-päällysteiset vesikkelit kuljetetaan endoplasmisesta retikulumista Golgi-laitteeseen. Kuljetus Golgin laitteesta vakuoliin käsittää kaksi reittiä: ALP (alkalinen fosfataasi) vakuoliin; endosomit karboksipeptidaasi Y- ja S-reitin (CPY ja CPS) kautta.

Vesikkelin toiminta

Erittymisreitin vesikkeleillä on laaja valikoima toimintoja, joihin kuuluvat seuraavien aineiden eritys: haima-solujen insuliini, neuropeptidit ja välittäjäaineet, hormonit ja immuunivasteeseen osallistuvat aineet.

Yksi tunnetuimmista toiminnoista on erittyvien proteiinien vapauttaminen haimasta. Esimerkiksi kymotrypsinogeeni, tsymogeeni, vapautuu fuusioimalla vesikkeleitä kalvoon hormonaalisen stimulaation seurauksena.

Solunulkoiset vesikkelit (VE) ovat kahta tyyppiä: eksosomit ja ektosomit. Molemmat eroavat koostumuksestaan, joka määrittelee niiden toiminnan. Eksosomeissa on tetraspaniini, integriini, proteoglykaani ja ICAMI. Ektosomeissa on reseptoreita, glykoproteiineja, metalloproteiineja ja nukleiinihappoja.

EV: ien toiminnot sisältävät solujen homeostaasin ylläpidon, solun toiminnan säätelyn ja solujen välisen viestinnän. Jälkimmäinen tehtävä vaatii proteiinien, RNA: n (mRNA, miRNA, antisense RNA) ja DNA-sekvenssien kuljetuksen.

EV: ien fuusio kohdesolumembraaniin voi vaikuttaa geeniekspression säätelyyn transkriptiotekijöillä, signaloivilla proteiineilla ja monilla entsyymeillä. Kantasolujen vapauttamilla EV-arvoilla on tärkeä rooli elinten korjaamisessa ja suojautumisessa tauteja vastaan.

sairaudet

Solujen normaali fysiologinen toiminta riippuu useiden tekijöiden joukosta vesikkelien kuljetuksesta ja niiden fuusiosta. Esimerkiksi tyypin 2 diabetekseen on ominaista insuliinin erityksen ja translokaation puutteet, joita välittävät glukoosin kuljettajat.

EV: llä on tärkeä rooli monissa sairauksissa. Syövän tapauksessa EV: t lisäävät miRNA: n välittämien kemoterapeuttisten lääkkeiden vastustuskykyä, EV: llä on kriittinen vaikutus neurodegeneraatioon. Alzheimerin tauteissa ja multippeliskleroosissa rappeuttava vaikutus riippuu useista molekyyleistä, kuten miRNA, gangliosidit ja proteiinit.

Sydänsoluissa eksosomit ja ektosomit mahdollistavat kommunikoinnin solujen välillä ja vaikuttavat myös aterogeenisen plakin kehitykseen suonissa indusoimalla tulehduksia, proliferaatiota, tromboosia ja vasoaktiivista vastetta.

Allergia- ja tulehdusprosesseissa EV: n miRNA: t säätelevät näitä prosesseja parakriinisten vaikutusten kautta.

Vesikkelit eri organismeissa

Erityistä huomiota on kiinnitetty alkueläinten EV: iin. Tämä johtuu siitä, että EV: llä on tärkeä rooli loisen ja isännän vuorovaikutuksessa.

Jotkut loiset, joiden VE: tä on tutkittu, ovat Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp. Ja Toxoplasma spp.

EV: tä on havaittu myös gram-positiivisissa ja negatiivisissa bakteereissa, mukaan lukien Corynebacterium ja Moraxellaceae. Hengitysteiden limakalvossa ulkokalvorakkulat (OMV: t) sitoutuvat lipididomeeneihin alveolaarisissa epiteelisoluissa. Sieltä OMV: t moduloivat tulehduksellista vastetta.

Viitteet

1. Aaron, T. Place, Maria S. Sverdlov, Oleg Chaga ja Richard D. Minshall. 2009. Antioksidantit ja Redox Signaling, 11: 1301.
2. Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL ja Friant, S. 2015. Kalvoliikenne hiivan Saccharomyces cerevisiae -mallissa. Int. J. Mol. Sei., 16: 1509-1525.
3. Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. ja Ochiya, T. 2014. Solunulkoisen kommunikaation solunulkoisten vesikkelien ja niiden mikroRNA: ien kanssa astmassa. Clinical Therapeutics, 36: 873–881.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Solu- ja molekyylibiologia. Toimituksellinen Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Meksiko, Sāo Paulo.
5. Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O. ja Minshall, RD 2009. Vesikkelien muodostuminen ja endosytoosi: toiminta, koneet, mekanismit ja mallinnus.
6. Schmid, SL ja Damke, H. 1995. Pinnoitetut vesikkelit: muodon ja toiminnan monimuotoisuus. FASEB-lehti, 9: 1445–1453.
7. Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Eksosytoosi ja endosytoosi: moodit, toiminnot ja kytkentämekanismit. Annu. Rev. Physiol., 76: 301-331.
8. Yáñez, Mo, Siljander, PRM et ai. 2015. Solunulkoisten vesikkeleiden biologiset ominaisuudet ja niiden fysiologiset toiminnot. Journal of Extracellular Vesicles, 4: 1–60.