Μεταφορά µέσω κυστιδίων (transport vesicles)
Μετακίνηση µε κυστίδια
Μεταφορά πρωτεϊνών και λιπιδίων τροποίηση κατά τη µευταφορά (S-S bonds, γλυκοζυλίωση Συνεχής ροή πρωτεινών και λιπιδίων εξειδικευµένη σύντηξη µε µεβράνη-στόχοπου καθορίζεται από τις πρωτείνες του κυστιδίου µεταφοράς
Η εκβλάστηση κυστιδίων προωθείται από τη συγκρότηση ενός πρωτεϊνικού καλύµµατος (καλυµµένα κυστίδια - coated vesicles) Μετά την εκβλάστηση, το κάλυµµα αποµακρύνεται επιτρέποντας στη µεµβράνη του κυστιδίου να αλληλεπιδράσει κατευθείαν µε τη µεµβράνη που τελικά θα συντηχθεί Τουλάχιστον δύο ρόλοι για το κάλυµµα: 1. Σχηµατοποίηση του κυστιδίου 2. Εγκλωβισµός µορίων µεταφοράς
Ανάλογα µε το κάλυµµα, διαφορετικά είδη κυστιδίων: Κυστίδια καλυµµένα µε κλαθρίνη (Golgi to plasma membrane through secretory route Membrane to interior through endocytosis) COP coated vesicles ER to Golgi and Golgi to Golgi
Παραδείγµατα καλυµµένων κυστιδίων Type of Coated Vesicle Coat Proteins Origin Destination Clathrin-coated clathrin + adaptin 1 Golgi apparatus lysosome (via endosomes) Clathrin-coated clathrin + adaptin 2 plasma membrane endosomes COP-coated COP proteins ER Golgi apparatus Golgi cisterna Golgi cisterna Golgi apparatus ER
Κυστίδια καλυµµένα µε κλαθρίνη Clathrin coated vesicles
Κυστίδια καλυµµένα µε κλαθρίνη- συνέχεια Clathrin coated vesicles
Κυστίδια καλυµµένα µε κλαθρίνη- συνέχεια Clathrin coated vesicles Μηχανισµός επιλογής φορτίου Οι ανταπτίνες δεσµεύουν συγκεκριµένα µόρια υναµίνη (GTPase)
Κίνηση µέσω διάχυσης για µικρές αποστάσεις και πάνω σε κινητήριεςπρωτείνες που κινούνται κατά µήκος του κυτταροσκελετού για µεγαλύτερες αποστάσεις
Προσάραξη κυστιδίων και σύντηξη Docking and fusion
Η εξειδικευµένη προσάραξη κυστιδίων εξαρτάται από τις πρωτείνες SNAREs
Μηχανισµός σύντηξης SNAPs: Soluble NSF Attachment Proteins NSF: N-ethyl maleimide Sensitive Factor SNAP Receptors = SNAREs
Η διαδικασία σύντηξης των µεµβρανών επιτελείται µόνοόταναυτέςείναισεαπόστασηλιγότεροαπό1.5 n m και καταλύεται από το σύµπλοκο σύντηξης που αποτελείται και από άλλες πρωτείνες
Οι πρωτείνες κατά τη διάρκεια της εξωκυττάρωσης τροποποιούνται χηµικά σε κάθε διαµέρισµα και ελέγχονται για τη σωστή τους διαµόρφωση πριν απελευθερωθούν στην κυτταρική επιφάνεια. Μόνο σωστά κατασκευασµένες πρωτείνες απελευθερώνονται ενώ οι άλλες αποικοδοµούνται µέσα στο κύτταρο
Γλυκοζυλίωση πρωτεινών στο Ε
ηµιουργία δισουλφιδικών δεσµών στο Ε Ποιοτικός έλεγχος πρωτεινών στο Ε
Οι πρωτείνες τροποιούνται επιπλέον και διαλέγονται στη συσκευή Golgi
Εξωκυττάρωση: Α. Αυτόνοµη έκκριση (λειτουργεί συνεχώς σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα) Constitutive exocytic pathway or secretion B. Ρυθµιζόµενη έκκριση (λειτουργεί επιπλέον της αυτόνοµης έκκρισης µόνο σε κάποια κύτταρα που έχουν εξειδικευθεί σε έκκριση (πχ πάγκρεας και ινσουλίνη) Regulated exocytic pathway
Αυτόνοµη-ιδιοσύστατη έκκριση Ρυθµιζόµενη έκκριση
Εξωκυττάρωση εκκριτικών κυστιδίων
Οδοί ενδοκυττάρωσης Φαγοκυττάρωση : µεγάλα κυστίδια (φαγοσωµάτια) d> 250 nm Θραύσµατρα κυττάρων, µικροοργανισµοί Συκγεκριµένα κύτταρα, τα φαγοκύτταρα (µακροφάγα) Πινοκυττάρωση : κυστίδια d < 150 nm Υγρά και µόρια
Η φαγοκυττάρωση ενός βακτηρίου από ένα λευκοκύτταρο του αίµατος
Η φαγοκυττάρωση ερυθροκυττάρων από ένα µακροφάγο
Πινοκυττάρωση : Μη εξειδικευµένη διεργασία, εσοχές µέσω κλαθρίνης, σύντηξη µε τα ενδοσωµάτια Αλλά και Εξειδικευµένη ενδοκυττάρωση µέσω υποδοχέων
Εξειδικευµένη ενδοκυττάρωση µέσω υποδοχέων Αλλα παραδείγµατα: βιταµίνη Β12 και σίδηρος
Η διαλογή των µακροµορίων µετά την ενδοκυττάρωση γίνεται στα ενδοσωµάτια Πρώιµα ενδοσωµάτια (early endosomes): αµέσως κάτω από την κυτταρική µεµβράνη Όψιµα ενδοσωµάτια (late endosomes): 5-15 λεπτά µετά την ενδοκυττάρωση ιατήρηση χαµηλού ph (5-6) µε τη λειτουργία αντλίας H+ που είναι ΑΤP-dependent
Πιθανή τύχη των υποδοχέων που συµµετέχουν στην ενδοκυττάρωση
Τα λυσοσωµάτια αποτελούν τα κύρια οργανίδια ενδοκυττάριας πέψης
Βιογένεση των λυσοσωµατίων Τα ένζυµα και οι µεµβρανικές πρωτείνες των λυσοσωµατίων σηµαδεύονται ενώ βρίσκονται στο Ε και στο cisgolgi µε µια ειδική οµάδα 6-φωσφοτική µανόζη. Όταν φτάσουν στο trans-golgi, αναγνωρίζονται από ένα υποδοχέα, ξεδιαλέγονται και συσκευάζονται σε κυστίδια µεταφοράσ που παραδίδουν το περιεχόµενό τους στα λυσοσωµάτια µέσω των όψιµων ενδοσωµάτων
Τρεις διαδροµές προς αποδόµηση στα λυσοσωµάτια