Войти
Внутриклеточный транспорт - это движение везикул и веществ внутри клетки. Внутриклеточный транспорт контрастирует с межклеточным транспортом, направленным движением везикул и веществ между клетками. Эукариотические клетки транспортируют пакеты компонентов в определенные внутриклеточные местоположения, прикрепляя их к молекулярным моторам, которые тянут их по микротрубочкам и актиновым филаментам. Поскольку внутриклеточный транспорт в значительной степени зависит от микротрубочек для движения, компоненты цитоскелета играют жизненно важную роль в перемещении везикул между органеллами и плазматической мембраной, обеспечивая механическую поддержку. Посредством этого пути можно облегчить движение основных молекул, таких как мембранные везикулы и органеллы, мРНК и хромосомы.
Внутриклеточный транспорт между аппаратом Гольджи и эндоплазматическим ретикулумом Внутриклеточный транспорт уникален для эукариотических клеток, потому что они обладают органеллами, заключенными в мембраны, которые должны быть опосредованы для обмена грузами. место. Напротив, в прокариотических клетках нет необходимости в этом специализированном транспортном механизме, потому что нет мембранных органелл и компартментов для обмена между ними. Прокариоты могут существовать, позволяя материалам проникать в клетку посредством простой диффузии. Внутриклеточный транспорт более специализирован, чем диффузия; это многогранный процесс, в котором используются транспортные везикулы. Транспортные везикулы представляют собой небольшие структуры внутри клетки, состоящие из жидкости, заключенной в липидный бислой, удерживающий груз. Эти везикулы обычно выполняют загрузку груза и отпочкование везикул, транспорт везикул, связывание везикулы с мембраной-мишенью и слияние мембран везикул с мембраной-мишенью. Чтобы эти везикулы двигались в правильном направлении, а также для дальнейшей организации клетки, специальные моторные белки прикрепляются к везикулам, заполненным грузом, и переносят их по цитоскелету. Например, они должны гарантировать, что лизосомальные ферменты переносятся именно в аппарат Гольджи, а не в другую часть клетки, что может привести к вредным эффектам.
Small мембранные везикулы, ответственные за транспортировку белков от одной органеллы к другой, обычно обнаруживаются в эндоцитарном и секреторном путях. Везикулы отрастают свою донорскую органеллу и высвобождают содержимое своих везикул в результате слияния в определенной органелле-мишени. Чистое перемещение белков от эндоплазматического ретикулума (ER) к аппарату Гольджи представляет собой одну из форм внутриклеточного транспорта через этот способ образования везикул. Поскольку ER является местом синтеза белка, он будет служить родительской органеллой, а цис-грань гольджи, где принимаются белки и сигналы, будет акцептором. Для того, чтобы транспортная везикула точно претерпела событие слияния, она должна сначала распознать правильную мембрану-мишень, а затем слиться с этой мембраной.
Это событие слияния позволяет доставить содержимое везикул, опосредованное белками, такими как белки SNARE. SNAREs представляют собой небольшие, закрепленные на хвосте белки, которые часто посттрансляционно вставляются в мембраны, которые ответственны за событие слияния, необходимое для везикул для транспорта между органеллами в цитозоле. Есть две формы SNARE, t-SNARE и v-SNARE, которые подходят друг к другу подобно замку и ключу.
Внутриклеточный транспорт - это всеобъемлющая категория того, как клетки получают питательные вещества и сигналы. Одна очень хорошо изученная форма внутриклеточного транспорта известна как эндоцитоз. Эндоцитоз определяется как поглощение материала инвагинацией плазматической мембраны. Более конкретно, эукариотические клетки используют эндоцитоз поглощения питательных веществ, понижающую регуляцию рецепторов фактора роста и в качестве регулятора массы сигнальной цепи. Этот метод транспорта в значительной степени является межклеточным, вместо поглощения крупных частиц, таких как бактерии, посредством фагоцитоза, при котором клетка поглощает твердую частицу с образованием внутренней везикулы, называемой фагосомой. Однако многие из этих процессов имеют внутриклеточный компонент. Фагоцитоз имеет большое значение для внутриклеточного транспорта, потому что, когда вещество считается вредным и попадает в везикулу, оно может быть доставлено в подходящее место для разложения. Эти эндоцитированные молекулы сортируются в ранние эндосомы внутри клетки, что служит для дальнейшей сортировки этих веществ до правильного конечного пункта назначения (таким же образом, как Гольджи в секреторном пути). Отсюда ранняя эндосома запускает каскад транспорта, где груз в конечном итоге гидролизуется внутри лизосомы для деградации. Эта способность необходима для разрушения любого груза, который является вредным или ненужным для ячейки, это обычно наблюдается в ответ на инородный материал. Фагоцитоз выполняет иммунологическую функцию и играет роль в апоптозе. Кроме того, эндоцитоз можно наблюдать через неспецифическую интернализацию капель жидкости посредством пиноцитоза и в рецепторно-опосредованном эндоцитозе.
Цитоплазматический динеиновый двигатель, связанный с микротрубочкой. 
Молекула кинезина связана с микротрубочкой. Микротрубочки действуют как треки во внутриклеточном транспорте мембраносвязанных везикул и органелл. Этот процесс запускается моторными белками, такими как динеин. Микротрубочки организованы таким образом, что их плюс-концы проходят через периферию клеток, а их минус-концы закреплены внутри центросомы, поэтому они используют моторные белки кинезин (направленный положительный конец) и динеин (направленный отрицательный конец) для транспортировки везикул и органелл в противоположных направлениях через цитоплазму. Каждый тип мембранных везикул специфически связывается со своим собственным моторным белком кинезина посредством связывания в хвостовом домене. Одна из основных ролей микротрубочек - транспортировать мембранные везикулы и органеллы через цитоплазму эукариотических клеток. Предполагается, что области внутри клетки, считающиеся «бедными микротрубочками», вероятно, транспортируются по микрофиламентам с помощью моторного белка миозина. Таким образом, микротрубочки помогают транспортировать хромосомы к полюсам веретена, используя моторные белки динеина во время анафазы.
Путем понимания компонентов и механизмов внутриклеточного транспорта можно увидеть его значение в заболеваниях. Дефекты включают в себя неправильную сортировку груза по транспортным носителям, отрастание пузырьков, проблемы с движением пузырьков по цитоскелетным путям и слияние на мембране-мишени. Поскольку жизненный цикл клетки - это строго регулируемый и важный процесс, если какой-либо компонент выходит из строя, существует вероятность пагубных последствий. Если клетка неспособна правильно выполнять компоненты внутриклеточного пути, существует неминуемая возможность образования агрегатов белка. Растущие данные подтверждают концепцию, согласно которой дефицит аксонального транспорта способствует патогенезу множественных нейродегенеративных заболеваний. Предполагается, что агрегация белков из-за неправильного транспорта является основной причиной развития БАС, болезни Альцгеймера и деменции.
. С другой стороны, нацеливание на внутриклеточный транспорт процессы этих моторных белков составляют возможность фармакологического нацеливания лекарств. Понимая метод, при котором вещества перемещаются по нейронам или микротрубочкам, можно нацелить определенные пути распространения болезни. В настоящее время многие фармацевтические компании стремятся использовать траекторию внутриклеточных транспортных механизмов для доставки лекарств в локализованные области и клетки-мишени без вреда для здоровых соседних клеток. Возможности этого типа лечения с помощью противораковых препаратов - захватывающая и многообещающая область исследований.
