VEZICULUL CELULAR: CARACTERISTICI, TIPURI ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Vezicula celular este un vehicul pentru comunicare intracelular și extracelular, în care moleculele sintetizate în celulă, cum ar fi neurotransmițători, hormoni, proteine, lipide și acizi nucleici, sunt ambalate. Aceste molecule se numesc marfă. Natura chimică a încărcăturii depinde de tipul vezicii biliare și de funcția acesteia.

Morfologia generală a unei vezicule constă dintr-o stratură lipidică, care formează un sac închis, și al cărui lumen este apos. Mărimea veziculelor poate varia. De exemplu, în celulele acinare ale pancreasului variază de la 200 la 1200 nm, în timp ce la neuroni variază de la 30 la 50 nm.

Sursa: Lucrarea derivată Mariana Ruiz Villarreal: Gregor_0492

În eucariote, diferite procese celulare au loc în organele specifice. Cu toate acestea, este necesar să se facă schimb de molecule între organele sau să se trimită molecule în spațiul extracelular. Din această cauză, este necesar un sistem care să permită transportul încărcăturii la destinația corectă. Această funcție este îndeplinită de vezicule.

Caracteristicile veziculelor celulare

Există diferite tipuri de transport vezicular cu caracteristicile lor respective. Cu toate acestea, există generalități precum germinarea, care este direcționată de un strat sau acoperită cu proteine, cum ar fi clatrina; și specificitate de legare, care depinde de proteinele transmembranare sau SNARE.

Transportul vezicular include exocitoza și endocitoza, transportul între organele și eliberarea veziculelor extracelulare. În toate cazurile, aceasta implică formarea continuă a lăstarilor și clivajul și fuziunea veziculelor de transport.

Exocitoza constă în fuziunea unei vezicule cu membrana plasmatică pentru a elibera conținutul vezicular. Există trei moduri de exocitoză: 1) fuziunea cu colaps complet; 2) sărută și aleargă; și 3) exocitoza compusă.

Endocitoza constă în recuperarea membranei plasmatice, care previne inflamațiile celulare. Există mecanisme diferite de endocitoză.

În transportul vezicular între organele, proteinele nou sintetizate găsite în lumenul reticulului endoplasmic sunt transportate la aparatul Golgi. Din această organelă, veziculele pleacă spre sistemul endomembranului și către membrana plasmatică.

Veziculele extracelulare, care se găsesc în procariote și eucariote, sunt responsabile de transportarea moleculelor de la o celulă la alta.

Tipuri de vezicule celulare

Vezicule endocitice

Ele servesc la introducerea moleculelor în celulă sau la reciclarea componentelor membranei. Aceste vezicule pot fi sau nu acoperite de un strat de proteine. Proteinele care acoperă suprafața vezicii biliare sunt clatrinul și caveolina.

Veziculele endocitice acoperite cu clatrin sunt responsabile de interiorizarea agenților patogeni, cum ar fi virusurile gripale, printre altele, proteinele de membrană și receptorii și liganzii extracelulari. Veziculele acoperite cu caolinină mediază intrarea virusurilor, ciupercilor, bacteriilor și prionilor.

Vezicule exocitice

Printr-un stimul, celulele secretoare (neuroni sau alte celule) își eliberează conținutul prin exocitoză.

Fuziunea membranei în timpul exocitozei are loc prin două etape: 1) legarea veziculei exocitice la acceptorul membranei; și 2) fuziunea straturilor lipidice. La aceste etape participă proteinele Rab, GTPaze și SNARE.

Transporta veziculele între organele

Veziculele acoperite cu COPII sunt transportate din reticulul endoplasmic la aparatul Golgi. Transportul de la aparatul Golgi la vacuol implică două căi: ALP (fosfatază alcalină) până la vacuol; endosomi prin calea carboxipeptidazei Y și S (CPY și CPS).

Funcția veziculelor

Vesiculele căii secretorii au o mare varietate de funcții, printre care se numără secreția următoarelor substanțe: insulină din celulele pancreatice, neuropeptide și neurotransmițători, hormoni și substanțe implicate în răspunsul imun.

Una dintre cele mai cunoscute funcții este eliberarea proteinelor secretorii din pancreas. De exemplu, chimotripsinogenul, un zimogen, este eliberat prin fuziunea veziculelor cu membrana, ca urmare a stimulării hormonale.

Veziculele extracelulare (VE) sunt de două tipuri: exosomi și ectosomi. Ambele se diferențiază prin compoziția lor, ceea ce determină funcția lor. Exozomii au tetraspanină, integrină, proteoglican și ICAMI. Ectozomii au receptori, glicoproteine, metaloproteine ​​și acizi nucleici.

Funcțiile EVs includ menținerea homeostazei celulare, reglarea funcției celulare și comunicarea intercelulară. Această din urmă funcție necesită transportul de proteine, ARN (ARNm, miRNA, ARN antisens) și secvențe ADN.

Fuziunea EVs pe membrana celulară țintă poate afecta reglarea expresiei genice prin factori de transcripție, proteine ​​de semnalizare și multe enzime. EV-urile eliberate de celulele stem joacă un rol important în repararea organelor și protecția împotriva bolilor.

boli

Funcționarea fiziologică normală a celulelor depinde, printre mai mulți factori, de transportul veziculelor și fuziunea acestora. De exemplu, diabetul de tip 2 se caracterizează prin defecte în secreția de insulină și translocarea mediată de transportatorii de glucoză.

EV-urile joacă un rol important în multe boli. În cancer, EV-urile cresc rezistența medicamentelor chimioterapeutice, mediate de miRNA,

EV-urile au un efect critic asupra neurodegenerarii. În bolile Alzheimer și scleroza multiplă, efectul degenerativ depinde de multiple molecule, cum ar fi miRNA, ganglioside și proteine.

În celulele cardiace, exosomii și ectozomii permit comunicarea între celule și, în plus, acestea afectează dezvoltarea plăcii aterocerotice din vase prin inducerea inflamației, proliferarii, trombozei și răspunsului vasoactiv.

În procesele de alergie și inflamație, miRNA-urile EVs reglează aceste procese prin efecte paracrine.

Vezicule în diferite organisme

O atenție specială a fost acordată EV-urilor protozoarelor. Aceasta deoarece EV-urile joacă un rol important între interacțiunea parazitului și gazda.

Unii dintre paraziții ale căror VE au fost studiați sunt Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp. Și Toxoplasma spp.

EV-urile au fost, de asemenea, observate în bacterii gram pozitive și negative, inclusiv Corynebacterium și Moraxellaceae. În mucoasa tractului respirator, veziculele membranei externe (OMV) se leagă de domeniile lipidice din celulele epiteliale alveolare. De acolo, OMV-urile modulează răspunsul inflamator.

Referințe

1. Aaron, T. Place, Maria S. Sverdlov, Oleg Chaga și Richard D. Minshall. 2009. Antioxidanți și semnalizare Redox, 11: 1301.
2. Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL, și Friant, S. 2015. Traficul de membrană în modelul de drojdie Saccharomyces cerevisiae. Int. J. Mol. Sci., 16: 1509-1525.
3. Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. și Ochiya, T. 2014. Comunicare intercelulară din veziculele extracelulare și microRNA-urile lor în astm. Clinical Therapeutics, 36: 873–881.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Biologie celulară și moleculară. Editorial Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexic, São Paulo.
5. Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O. și Minshall, RD 2009. Formarea și endocitoza veziculelor: funcție, utilaje, mecanisme și modelare.
6. Schmid, SL și Damke, H. 1995. Vezicule acoperite: diversitate de formă și funcție. Jurnalul FASEB, 9: 1445-1453.
7. Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Exocitoză și endocitoză: moduri, funcții și mecanisme de cuplare. Annu. Rev. Physiol., 76: 301-331.
8. Yáñez, Mo, Siljander, PRM și colab. 2015. Proprietăți biologice ale veziculelor extracelulare și funcțiile lor fiziologice. Jurnalul veziculelor extracelulare, 4: 1–60.