9 حقائق عن حركة جزيئات خروج الخلايا: ما أنواعها وكيف ومتى

خروج الخلايا هو النقل الأكبر للجزيئات الإفرازية والسموم من الخلايا التي تنطوي على اندماج الحويصلات الإفرازية مع غشاء البلازما. 

يتطلب خروج الخلايا أيضًا طاقة كيميائية في شكل ATP أو GTP ؛ وبالتالي ، فهي عملية نقل نشطة. يعتبر الالتقام الخلوي نقيضًا للإفراز الخلوي بمعنى أنه أثناء الالتقام الخلوي ، تتحرك المادة داخل الخلية بدلاً من نقلها خارج الخلية. 

ستكون نقطة أساسية صغيرة للمناقشة التالية هي تذكر أن الجزيئات يتم تمييزها بعلامات محددة تعرف باسم ببتيدات الإشارة. إن ببتيدات الإشارة هذه مسؤولة إما عن إقامة هذا الجزيء في معين عضية الخلية أو حركتهم من خلال حجرات خلوية مختلفة والتعبئة اللاحقة في حويصلات. 

يمكن تخزين هذه الحويصلات التي تحتوي على البضائع لاستخدامها لاحقًا ، أو يمكن أن تتحرك فورًا نحو غشاء البلازما لتندمج معه وتسليم محتواها إلى الحيز خارج الخلية.

حركة جزيئات خروج الخلايا
خروج الخلايا من ويكيبيديا

أنواع الجزيئات المنقولة في الإفراز الخلوي

ينطوي خروج الخلايا على نقل الجزيئات مثل البروتينات الإفرازية ، ومواد النفايات ، والناقلات العصبية خارج زنزانة. هذه العملية مسؤولة أيضًا عن توصيل الدهونوالكربوهيدرات والبروتينات لأغشية البلازما لوظائف النمو والإصلاح.

لذا ، فإن نوع الجزيئات المنقولة بهذه الطريقة يتراوح من البروتينات إلى الكربوهيدرات إلى الدهون والعديد من الجزيئات الأخرى.

ما الجزيئات التي تتحرك في خروج الخلايا ?

الهرمونات ، والناقلات العصبية ، والمواد غير المرغوب فيها الخلوية ، والببتيدات العصبية ، والجزيئات الالتهابية مثل الهيستامين ، والبروتينات ، والدهون ، والبروتيوغليكان والبروتينات السكرية في المصفوفة خارج الخلية تشكل قائمة بالمواد الكيميائية التي يتم تصديرها من الخلية عبر خروج الخلايا.

ماذا يحدث في خروج الخلايا ?

تندمج الحويصلات المحتوية على البضائع مع طبقة ثنائية الفوسفوليبيد. يتم التوسط في هذا الاندماج بواسطة بروتينات مختلفة سنناقشها قريبًا. توفر بروتينات الغشاء والدهون الموجودة في هذه الحويصلات مكونات جديدة لغشاء البلازما في الخلية ؛ وبالتالي ، فإن النشرة الداخلية لهذه الحويصلات تصبح السطح الخارجي للطبقة الدهنية الثنائية بعد الاندماج. 

يمكن أن يكون الإفراز الخلوي إما تأسيسيًا (مستمرًا) أو إفرازًا منظمًا. يُرى الأول عمليًا في جميع الخلايا. في الوقت نفسه ، يوجد هذا الأخير بشكل أساسي في الخلايا المتخصصة في إفراز المنتجات بسرعة عند الطلب - مثل الهرمونات أو الناقلات العصبية أو الانزيمات الهاضمة. يعتمد التنظيم على أيونات الكالسيوم ، في حين أن الإفراز التكويني لا يعتمد على ذلك. 

هل ينتقل خروج الخلايا من التركيز المنخفض إلى التركيز العالي?

يعتمد هذا النقل على ATP ، وبالتالي فإن التركيز ليس مناسبًا تمامًا. هناك طريقة أخرى للنظر إليها وهي من وجهة نظر بروتين المصفوفة خارج الخلية (ECM).

يحتوي ECM بالفعل على تركيز أعلى من بروتينات المصفوفة ، ولكن لا يزال بإمكان الخلايا تصنيع هذه البروتينات وإيصالها إلى ECM ، لكن كل هذا يعتمد على المتطلبات.

ماذا يستخدم طرد الخلايا لتحريك الجزيئات?

يتم استخدام الطاقة الكيميائية على شكل ATP أو GTP. يتطلب تجميع الحويصلات بروتينات مرتبطة بـ GTP و GTP. بصرف النظر عن ذلك ، هناك حاجة أيضًا إلى شبكة أنبوبية دقيقة والعديد من البروتينات الحركية لنقل هذه الجزيئات من موقع التوليف إلى موقع البثق المستهدف.

كيف يعمل إفراز الخلايا?

تتمثل الخطوات العامة للإفراز الخلوي في تهريب الحويصلات والربط والالتحام والتهيئة (إذا لزم الأمر) والاندماج.

تهريب الحويصلات-

يعني تهريب الحويصلات نقل الحويصلات إلى غشاء البلازما. يتم تعبئة المواد المراد نقلها في حويصلات بواسطة شبكة عبر جولجي. تُعرف هذه الحويصلات المقروصة حديثًا من شبكة عبر جولجي بالحويصلات غير الناضجة. 

سرعان ما تندمج الحويصلات غير الناضجة المماثلة ، وتصبح المادة الموجودة بداخلها مركزة. سيشار إلى هذه الحويصلات الناضجة من الآن فصاعدًا.

تقوم البروتينات الحركية والأنابيب الدقيقة بتوجيه هذه الحويصلات إلى موقعها. تندمج الحويصلات التأسيسية مع أغشية البلازما عند وصولها ، لكن الحويصلات المنظمة ، مثل الحويصلات التي تحتوي على الهرمونات والناقلات العصبية للأنزيمات ، تنتظر الإشارة المناسبة.

الربط

يشمل الربط التلامس بين الحويصلة وغشاء البلازما. 

الإرساء

يتضمن الالتحام التلامس المنتظم عبر البروتينات مع غشاء البلازما. بعد فترة وجيزة من الالتحام ، تبدأ الأغشية في الالتحام. بروتينات راب (GTPases) هي المنظمات الرئيسية لرسو الحويصلات على الغشاء المستهدف.

الالتحام بوساطة Rab يتبعه تفاعل v-SNAREs دوامة تي- SNAREs لتقريب الأغشية بما يكفي للتوسط في الاندماج. تنضم بروتينات v-SNARE الموجودة على الحويصلة مع بروتينات t-SNARE على الغشاء المستهدف أثناء عملية الالتحام. 

التفاصيل الجزيئية الدقيقة للاندماج وتنظيمه غير معروفة.

بعد اندماج الغشاء ، يرتبط NSF و α-SNAP بمجمعات SNARE. تحلل NSF المائي ATP إلى مجمعات SNARE المنفصلة ، مما يجعلها متاحة لجولة الاندماج التالية. في نفس الوقت تقريبًا ، يتوسط التحلل المائي GTP في تفكك بروتينات Rab من جزيئاتها المستجيبة.

فتيلة

يتضمن التمهيدي تعديلات على بعض المكونات المطلوبة للاندماج الصحيح للأغشية ، ولا يحدث إلا في حالة الإفراز الخلوي المنظم.

هل ينقل إفراز الخلايا الماء?

نعم ، تتم إزالة الكميات الزائدة من الماء عن طريق خروج الخلايا من الخلية. أيضًا ، بشكل عام ، تحتوي الحويصلات على بروتينات / بضائع قابلة للذوبان في الماء.

يتوسط هرمون أرجينين فاسوبريسين إفراز الخلايا لقناة الماء أكوابورين 2 (AQP2) من خلايا مجاري الهواء المجمعة ، وبالتالي منع فقدان الماء المفرط.

هل يتحرك خروج الخلايا من خلال طبقة ثنائية الفسفوليبيد?

خلال عملية طرد الخلايا ، لا تحدث حركة الجزيئات من خلال طبقة ثنائية الفسفوليبيد. بدلا من ذلك ، فإنه ينطوي على الاندماج مع طبقة ثنائية الفسفوليبيد. كل التفاصيل الجزيئية لعملية الاندماج غير معروفة حاليًا ، لكنها تتضمن تكوين مجمعات SNARE.

هل ينقل إفراز الخلايا المواد في الحويصلات?

نعم ، ينطوي إفراز الخلايا بالفعل على تكوين الحويصلة. تقوم الخلايا الإفرازية المتخصصة بتخزين إفرازاتها في حويصلات إفرازية ، تُعرف أيضًا باسم حبيبات إفرازية كثيفة النواة. يتم تجميع هذه المواد الإفرازية بشكل انتقائي في شبكة عبر جولجي. ومع ذلك ، فإن الإشارات المسؤولة عن تكوين هذه المجاميع ليست مفهومة جيدًا

يشبه امتصاص هذه الركام في شبكة trans-Golgi الامتصاص البلعمي للجزيئات على سطح الخلية. تتركز هذه الحويصلات بشكل تدريجي مع محتواها أثناء مرورها عبر إندوبلازمية شبكية. 

يعد التحميض التدريجي لتجويف الحويصلة ، واستعادة الغشاء الزائد ، وإزالة البروتينات المقيمة في ER بعض العمليات التي تمر بها الحويصلات غير الناضجة لتصبح حويصلات إفرازية أساسية كثيفة. 

الانقسام البروتيني للبضائع:

ليس هذا فقط ، ولكن انقسام الحمولة لإنتاج بروتينات ناضجة هو أيضًا أحد الخطوات الحاسمة أثناء نضج الحويصلة. نظرًا لأن معظم البروتينات والإنزيمات والهرمونات يتم تصنيعها في شكلها الأولي غير النشط ، فإنها تحتاج إلى انقسام بروتيني لتحقيق أشكالها الوظيفية الناضجة. في بعض الأحيان يمكن أن يحدث الانقسام أيضًا في المصفوفة خارج الخلية بعد خروج الخلايا. 

عندما يحدث الإلتقام الخلوي?

ذلك يعتمد على المتطلبات الخلوية. إذا احتاجت الخلية إلى استيراد العديد من المواد ، فإن الالتقام الخلوي هو المسار المفضل ، ولكن بالنسبة للتصدير بالجملة ، تعتمد الخلية على طرد الخلايا. 

أمثلة على الإفرازات المنظمة التي تؤدي إلى تضخم غشاء البلازما هي الحركية الخلوية ، البلعمة ، إصلاح الجروح والتكوُّن الخلوي. 

تُرى عملية الخلوية في جنين الذباب ، والذي هو في البداية مخلوق من ما يقرب من 6000 نواة محاطة بغشاء بلازما واحد. ولكن في غضون عشر دقائق ، من خلال الإفراز الخلوي المنظم ، يندمج عدد كبير من الحويصلات السيتوبلازمية وتشكل أغشية بلازما حول هذه النوى ، وتشكل في النهاية 6000 خلية. 

اتجاه نقل خروج الخلايا

اتجاه خروج الخلايا من الداخل إلى الخارج. 

في الختام

النقل السائب النشط تُعرف المواد المأخوذة من الخلية باسم خروج الخلايا ، والتي يمكن أن تكون إما تأسيسية أو منظمة. لا تعمل المسارات المنظمة إلا في بعض الخلايا الإفرازية المتخصصة ، بينما تعمل المسارات التأسيسية في جميع الخلايا الإفرازية الخلايا حقيقية النواة.

في البداية ، تتبرعم الحويصلات غير الناضجة من شبكة جولجي العابرة وتنضج إلى حبيبات إفرازية كثيفة النواة مخزنة للاستخدام في المستقبل. عند تلقي إشارة مناسبة ، تندمج هذه الحويصلات مع غشاءها المستهدف لتحرير محتوياتها في المصفوفة خارج الخلية. 

انتقل إلى الأعلى