سیستمها و اندامکهای غشایی
سیستمها و اندامکهای غشایی، بخشهای محصور در غشا هستند که سلول یوکاریوتی را به محیطهای شیمیایی تخصصی تقسیم میکنند. با محصور کردن مجموعههای متمایزی از آنزیمها و شرایط یونی در پشت لایههای لیپیدی با نفوذپذیری انتخابی، اندامکهایی مانند شبکه آندوپلاسمی، دستگاه گلژی، میتوکندری، لیزوزومها و پراکسیزومها به فرآیندهای بیوشیمیایی ناسازگار اجازه میدهند تا به طور همزمان در یک سلول پیش بروند.
Definition
اندامکها ساختارهای مجزای زیرسلولی هستند که بیشتر آنها توسط یک یا دو غشای دولایه لیپیدی محصور شدهاند و عملکردهای متابولیکی و سنتزی خاص را در سلول یوکاریوتی بخشبندی میکنند.
Scope
این حوزه، یادگیرنده را با اندامکهای اصلی محصور در غشا در سلول یوکاریوتی و ترافیک درونغشایی که آنها را به هم متصل میکند، آشنا میسازد. این بخش، مدخلهای موضوعی مربوط به شبکه آندوپلاسمی، دستگاه گلژی و انتقال، میتوکندری، سیستم تخریب لیزوزومی و آندوزومی، و پراکسیزوم و سانتریزوم را گروهبندی میکند. این موارد به عنوان واحدهای ساختاری و عملکردی زیستشناسی سلولی و بافتشناسی مورد بررسی قرار میگیرند، نه به عنوان شرایط بالینی.
Sub-topics
Core questions
- چگونه بخشبندی غشایی به یک سلول واحد اجازه میدهد تا شیمیهای ناسازگار را به طور همزمان اجرا کند؟
- چگونه مواد به صورت انتخابی بین اندامکها از طریق مسیرهای وزیکولی و تماس غشایی جابجا میشوند؟
- چه چیزی اندامکهای تکغشایی درونغشایی را از میتوکندری دوغشایی متمایز میکند؟
- اندامکها چگونه ساخته، نگهداری و در تقسیم سلولی به ارث میرسند؟
Key concepts
- دولایه لیپیدی و نفوذپذیری انتخابی
- بخشبندی متابولیسم
- سیستم درونغشایی
- انتقال وزیکولی و ترافیک غشایی
- اندامکهای تکغشایی در مقابل دوغشایی
- زیستزایی و وراثت اندامکها
- نقاط تماس غشایی
Mechanisms
هر اندامک توسط یک یا چند دولایه لیپیدی محدود میشود که ترکیب و پروتئینهای تعبیهشده در آن، هویت آن و آنچه میتواند از آن عبور کند را تعریف میکنند. سیستم درونغشایی — شبکه آندوپلاسمی، دستگاه گلژی، آندوزومها و لیزوزومها — توسط جریان پیوستهای از غشا که در وزیکولهای انتقالی جوانه زننده و ادغامشونده حمل میشود، به هم متصل است، به طوری که لیپیدها و پروتئینها به صورت جهتدار بین بخشها حرکت میکنند در حالی که هر یک محیط مشخصه خود را حفظ میکند. میتوکندری توسط دو غشا محدود شده و همراه با پراکسیزومها، در زیستزایی خود تا حدی خودمختار هستند. ترکیبات لیپیدی متفاوت غشاهای اندامکها، رفتارهای متمایز آنها و مرتبسازی محموله از طریق مسیرهای ترشحی و تخریبی را پشتیبانی میکند.
Clinical relevance
ساختار و عملکرد اندامکها زیربنای بخش عمدهای از فیزیولوژی سلولی است و بسیاری از بیماریهای ارثی و اکتسابی به عنوان اختلال عملکرد اندامکها شناخته میشوند — به عنوان مثال، بیماریهای ذخیرهای لیزوزومی، بیماری میتوکندریایی، و اختلالات زیستزایی پراکسیزوم. این حوزه زیستشناسی سلولی طبیعی را که چنین شرایطی را مختل میکند، توصیف میکند؛ این یک ماده مرجع برای درک مکانیسمها است و مبنایی برای تشخیص یا درمان نیست.
History
مطالعه سیستماتیک اندامکها پس از معرفی تفکیک سلولی و میکروسکوپ الکترونی در اواسط قرن بیستم آغاز شد. آلبرت کلود، کریستین دو دوو و جورج پالاده، که جایزه نوبل ۱۹۷۴ را به اشتراک گذاشتند، تفکیک زیرسلولی و تصویربرداری فوقساختاری را به عنوان ابزارهایی معرفی کردند که بخشهای محصور در غشا و عملکردهای آنها را آشکار ساختند، از جمله کشف لیزوزوم و پراکسیزوم توسط دو دوو.
Key figures
- Christian de Duve
- George Palade
- Albert Claude
- James Rothman
- Günther Blobel
Related topics
Seminal works
- rothman1994
- vanmeer2008
Frequently asked questions
- تفاوت بین اندامک تکغشایی و دوغشایی چیست؟
- بیشتر اندامکهای درونغشایی (شبکه آندوپلاسمی، گلژی، لیزوزومها، پراکسیزومها) توسط یک دولایه محدود شدهاند، در حالی که میتوکندری توسط دو غشا محدود شده است که منعکسکننده منشأ و زیستزایی متمایز آنهاست.
- چرا سلولها اصلاً به اندامک نیاز دارند؟
- بخشبندی به یک سلول واحد اجازه میدهد تا واکنشهای شیمیایی ناسازگار را به طور همزمان با محدود کردن آنزیمها و شرایط خاص در پشت غشاهای با نفوذپذیری انتخابی اجرا کند.