الجهاز الغشائي الداخلي والمسار الإفرازي
الجهاز الغشائي الداخلي هو شبكة الأغشية التي تقوم بتخليق البروتينات والدهون وتعديلها وفرزها وإرسالها عبر مسار متصل من حركة الحويصلات.
Definition
الجهاز الغشائي الداخلي هو مجموعة من الأغشية والعضيات المترابطة، المرتبطة بحركة الحويصلات، والتي تتعامل مع تخليق البروتينات والدهون وتعديلها وتوجيهها؛ والمسار الإفرازي هو المسار الموجه الذي تسلكه البروتينات المصنعة حديثاً من الشبكة الإندوبلازمية إلى وجهاتها.
Scope
يغطي هذا الموضوع الشبكة الإندوبلازمية، وجهاز جولجي، والجسيمات الداخلية (endosomes)، والجسيمات الحالة (lysosomes)، والحويصلات التي تربط بينها؛ ويتتبع المسار الإفرازي من الدخول المتزامن مع الترجمة إلى الشبكة الإندوبلازمية مروراً بتعديل جولجي وصولاً إلى الفرز نحو سطح الخلية أو الجسيمات الحالة، بالإضافة إلى المسار الإدخالي للداخل.
Core questions
- كيف تدخل البروتينات الشبكة الإندوبلازمية أثناء التخليق؟
- كيف يقوم جهاز جولجي بتعديل البروتينات وفرزها؟
- كيف تتشكل حويصلات النقل وتُستهدف وتندمج مع الغشاء الصحيح؟
- كيف تُوجه البروتينات إلى الجسيمات الحالة مقابل سطح الخلية؟
Key theories
- النقل الحويصلي والمسار الإفرازي
- تتبع بالاد البروتينات المصنعة حديثاً من الشبكة الإندوبلازمية عبر جهاز جولجي إلى الحويصلات الإفرازية، مؤسساً المسار الإفرازي؛ وحددت الأعمال اللاحقة بروتينات الغلاف واندماج SNARE كوسيلة لبرعمة الحويصلات واستهدافها.
Mechanisms
تحمل البروتينات المخصصة للإفراز أو الأغشية تسلسلاً إشارياً يوجه الريبوسوم إلى الشبكة الإندوبلازمية، حيث يتم نقل السلسلة وطويها. تقوم الشبكة الإندوبلازمية بتصدير الحمولة في حويصلات مغلفة بـ COPII إلى جهاز جولجي، حيث تحدث الغلكزة والمزيد من المعالجة. تشكل بروتينات الغلاف الحويصلات المتبرعمة، وتوجه بروتينات Rab GTPases والمثبتات (tethers) الاستهداف، وتدفع بروتينات SNARE الاندماج، موصلة الحمولة إلى الجسيمات الداخلية، أو الجسيمات الحالة، أو الغشاء البلازمي. يسير الالتقام الخلوي (Endocytosis) المسار إلى الداخل، مستوعباً الغشاء والمواد خارج الخلوية.
Clinical relevance
يشكل المسار الإفرازي الأساس لكيفية بناء الخلايا لسطحها، وإفراز البروتينات، والحفاظ على هوية العضيات، وهو إطار مركزي في بيولوجيا الخلية والتكنولوجيا الحيوية لإنتاج البروتين. المعالجة هنا وصفية وغير توجيهية.
History
كشفت تجارب بالاد (Palade) في منتصف القرن العشرين باستخدام المجهر وتجارب النبض والمطاردة (pulse-chase) عن المسار الإفرازي؛ ثم حددت وراثة الخميرة لشيكمان (Schekman) والكيمياء الحيوية لروثمان (Rothman) لاحقاً الآلية المحفوظة لتبرعم الحويصلات واندماجها، وشرحت فرضية الإشارة لبلويل (Blobel) كيف يتم توجيه البروتينات إلى النظام.
Key figures
- George Palade
- James Rothman
- Randy Schekman
- Günter Blobel
Related topics
Seminal works
- palade1975
- rothman1996
Frequently asked questions
- ما هو المسار الإفرازي؟
- هو المسار الذي تسلكه البروتينات المصنعة في الشبكة الإندوبلازمية عبر جهاز جولجي في حويصلات النقل للوصول إلى سطح الخلية، أو الفضاء خارج الخلوي، أو عضيات أخرى.
- ما هي وظيفة بروتينات SNARE؟
- تتزاوج بروتينات SNARE الموجودة على الحويصلة الناقلة وغشائها المستهدف لتقريب الغشاءين من بعضهما البعض ودفع اندماجهما، مما يؤدي إلى تسليم محتويات الحويصلة.