Sistem Endomembran dan Jalur Sekresi

Sistem endomembran adalah jaringan membran yang mensintesis, memodifikasi, menyortir, dan mengirimkan protein dan lipid melalui jalur lalu lintas vesikular yang terhubung.

Definition

Sistem endomembran adalah serangkaian membran dan organel yang saling terkait, dihubungkan oleh lalu lintas vesikel, yang menangani sintesis, modifikasi, dan penargetan protein dan lipid; jalur sekresi adalah rute terarah di mana protein yang baru dibuat bergerak dari RE ke tujuannya.

Scope

Topik ini mencakup retikulum endoplasma, aparatus Golgi, endosom, lisosom, dan vesikel yang menghubungkannya; ini mengikuti jalur sekresi dari masuknya ko-translasi ke dalam RE melalui modifikasi Golgi hingga penyortiran menuju permukaan sel atau lisosom, bersama dengan rute endositik ke dalam.

Core questions

• Bagaimana protein masuk ke retikulum endoplasma selama sintesis?
• Bagaimana aparatus Golgi memodifikasi dan menyortir protein?
• Bagaimana vesikel transpor dibentuk, ditargetkan, dan difusikan dengan membran yang benar?
• Bagaimana protein diarahkan ke lisosom versus permukaan sel?

Key theories

Transpor vesikular dan jalur sekresi

Palade menelusuri protein yang baru disintesis dari RE melalui Golgi ke vesikel sekretori, membangun jalur sekresi; pekerjaan selanjutnya mengidentifikasi protein pelapis dan fusi yang dimediasi SNARE sebagai mesin yang membentuk dan menargetkan vesikel.

Mechanisms

Protein yang ditujukan untuk sekresi atau membran membawa sekuens sinyal yang mengarahkan ribosom ke RE, tempat rantai tersebut ditranslokasi dan dilipat. RE mengekspor kargo dalam vesikel berlapis COPII ke Golgi, tempat glikosilasi dan pemrosesan lebih lanjut terjadi. Protein pelapis membentuk vesikel yang bertunas, GTPase Rab dan penambat memandu penargetan, dan protein SNARE mendorong fusi, mengirimkan kargo ke endosom, lisosom, atau membran plasma. Endositosis menjalankan rute ke dalam, menginternalisasi membran dan materi ekstraseluler.

Clinical relevance

Jalur sekresi mendasari bagaimana sel membangun permukaannya, mensekresikan protein, dan mempertahankan identitas organel, dan ini merupakan kerangka kerja sentral dalam biologi sel dan bioteknologi untuk produksi protein. Perlakuan di sini bersifat deskriptif dan non-preskriptif.

History

Mikroskopi Palade pada pertengahan abad ke-20 dan eksperimen pulse-chase mengungkapkan jalur sekresi; genetika ragi Schekman dan biokimia Rothman kemudian mendefinisikan mesin konservasi pembentukan dan fusi vesikel, dan hipotesis sinyal Blobel menjelaskan bagaimana protein ditargetkan ke dalam sistem.

Key figures

• George Palade
• James Rothman
• Randy Schekman
• Günter Blobel

Seminal works

• palade1975
• rothman1996

Frequently asked questions

Apa itu jalur sekresi?

Ini adalah rute di mana protein yang dibuat di retikulum endoplasma bergerak melalui aparatus Golgi dalam vesikel transpor untuk mencapai permukaan sel, ruang ekstraseluler, atau organel lain.

Untuk apa protein SNARE?

Protein SNARE pada vesikel transpor dan membran targetnya berpasangan untuk menyatukan kedua membran dan mendorong fusi mereka, mengirimkan isi vesikel.