سیستم آندوممبران و مسیر ترشحی
سیستم آندوممبران شبکهای از غشاها است که پروتئینها و لیپیدها را از طریق یک مسیر متصل از ترافیک وزیکولی سنتز، اصلاح، مرتبسازی و ارسال میکند.
Definition
سیستم آندوممبران مجموعهای از غشاها و اندامکهای مرتبط است که توسط ترافیک وزیکولی به هم متصل شدهاند و سنتز، اصلاح و هدفگیری پروتئینها و لیپیدها را انجام میدهند؛ مسیر ترشحی مسیری هدایتشده است که پروتئینهای تازه ساخته شده از شبکه آندوپلاسمی به مقاصد خود سفر میکنند.
Scope
این موضوع شامل شبکه آندوپلاسمی، دستگاه گلژی، آندوزومها، لیزوزومها و وزیکولهایی است که آنها را به هم متصل میکنند؛ این مسیر ترشحی را از ورود همزمان به شبکه آندوپلاسمی از طریق اصلاح گلژی تا مرتبسازی به سمت سطح سلول یا لیزوزومها، همراه با مسیر آندوسیتوزی به سمت داخل، دنبال میکند.
Core questions
- پروتئینها چگونه در طول سنتز وارد شبکه آندوپلاسمی میشوند؟
- دستگاه گلژی چگونه پروتئینها را اصلاح و مرتبسازی میکند؟
- وزیکولهای انتقالی چگونه تشکیل، هدفگیری و با غشای صحیح همجوشی میکنند؟
- پروتئینها چگونه به لیزوزومها در مقابل سطح سلول هدایت میشوند؟
Key theories
- انتقال وزیکولی و مسیر ترشحی
- پالاده پروتئینهای تازه سنتز شده را از شبکه آندوپلاسمی از طریق گلژی به وزیکولهای ترشحی ردیابی کرد و مسیر ترشحی را بنیان نهاد؛ کارهای بعدی پروتئینهای پوششی و همجوشی با واسطه SNARE را به عنوان ماشینآلات جوانه زدن و هدفگیری وزیکولها شناسایی کردند.
Mechanisms
پروتئینهایی که برای ترشح یا غشاها در نظر گرفته شدهاند، یک توالی سیگنال (signal sequence) حمل میکنند که ریبوزوم را به شبکه آندوپلاسمی هدایت میکند، جایی که زنجیره منتقل و تا میشود. شبکه آندوپلاسمی محموله را در وزیکولهای پوشیده از COPII به گلژی صادر میکند، جایی که گلیکوزیلاسیون و پردازش بیشتر رخ میدهد. پروتئینهای پوششی وزیکولهای در حال جوانه زدن را شکل میدهند، GTPaseهای Rab و تترها (tethers) هدفگیری را هدایت میکنند، و پروتئینهای SNARE همجوشی را به حرکت در میآورند و محموله را به آندوزومها، لیزوزومها یا غشای پلاسما تحویل میدهند. آندوسیتوز مسیر را به سمت داخل طی میکند و غشا و مواد خارج سلولی را درونی میکند.
Clinical relevance
مسیر ترشحی زیربنای چگونگی ساخت سطح سلولها، ترشح پروتئینها و حفظ هویت اندامکها است و یک چارچوب مرکزی در زیستشناسی سلولی و بیوتکنولوژی برای تولید پروتئین محسوب میشود. رویکرد در اینجا توصیفی و غیرتجویزی است.
History
میکروسکوپی و آزمایشهای پالس-چیس (pulse-chase) پالاده در اواسط قرن بیستم مسیر ترشحی را آشکار کرد؛ ژنتیک مخمر شکمن و بیوشیمی روتمن بعدها ماشینآلات حفظشده جوانه زدن و همجوشی وزیکولها را تعریف کردند، و فرضیه سیگنال بلوبل توضیح داد که چگونه پروتئینها به سیستم هدفگیری میشوند.
Key figures
- George Palade
- James Rothman
- Randy Schekman
- Günter Blobel
Related topics
Seminal works
- palade1975
- rothman1996
Frequently asked questions
- مسیر ترشحی چیست؟
- این مسیری است که پروتئینهای ساخته شده در شبکه آندوپلاسمی از طریق دستگاه گلژی در وزیکولهای انتقالی حرکت میکنند تا به سطح سلول، فضای خارج سلولی یا سایر اندامکها برسند.
- پروتئینهای SNARE برای چه کاری هستند؟
- پروتئینهای SNARE روی یک وزیکول انتقالی و غشای هدف آن با هم جفت میشوند تا دو غشا را به هم نزدیک کرده و همجوشی آنها را به حرکت درآورند و محتویات وزیکول را تحویل دهند.