Определение пузырьков

Везикулы представляют собой отсеки, образованные липидный бислой отделяя его содержимое от цитоплазма или внеклеточная среда на основе жидкости. Они могут содержать жидкости или газы и выполнять широкий спектр функций в клетках по всему живому миру от регулирования плавучести до выделения гормонов.

Слово «пузырек» происходит от латинского слова vesicula, означающего «маленький пузырь», и может также относиться к пузырькам в теле или пузырькам газа в вулканических породах.

Примеры везикул

Везикулы находятся в бактерии, Archea и растения, а также у животных. В каждом клетка они имеют различную функцию, и одна и та же клетка может иметь разные типы пузырьков, участвующих в различных ролях

Вакуоли

Почти все растение клетки и многие протисты и грибы имеют центральное заполненное жидкостью отделение, называемое вакуоль, Содержит ионы, сахара, аминокислоты, некоторые белки, ферменты и отходы. Мембрана, окружающая вакуоль, называется тонопластом, и этот термин является показателем ее роли в поддержании тургор давление внутри клетки. Давление в Тургоре крайне важно, чтобы растение оставалось в вертикальном положении. Тонопласт может регулировать концентрацию ионов в цитоплазме и, таким образом, изменять его рН. Низкий pH внутри вакуоли помогает активировать ферменты, которые разлагают биологические материалы. Вакуоль также играет роль в секвестрации отходов и защите остальной части клетки от вреда.

Размер и количество вакуолей может варьироваться в зависимости от потребностей клетки. Животные вакуоли обычно являются частью более крупных движений внутри клетки, таких как экзоцитоз или эндоцитоз.

Сократительные вакуоли

Сократительные вакуоли представляют собой органеллы, которые подвергаются периодическому росту и сокращению с целью регулирования содержания воды и ионов в клетке, особенно в одноклеточный организмы, которые не имеют клеточная стенка, Большинство клеток имеют более высокую концентрацию ионов, чем внеклеточная область, особенно в пресной воде. В таких условиях вода может проникать через небольшие поры в клеточная мембрана и в конечном итоге вызвать взрыв ячейки от избыточного давления воды. Сократительная вакуоль защищает от этой возможности, используя протонные насосы на своей мембране, чтобы втягивать воду в себя во время роста или диастола фаза. Периодически вакуоль сжимается и снова удаляет воду во внеклеточную область. Хотя точный состав мембраны или даже сократительный механизм этих вакуолей неизвестен, он наблюдался как пульсирующий органеллы во многих вид особенно протисты вроде амеба и парамеция.

Синаптические везикулы

Синаптические везикулы обнаруживаются на терминальном конце аксонов в нервных клетках (нейронах) и содержат нейротрансмиттеры – небольшие молекулы, участвующие в передаче электрохимических сигналов от одной клетки к другой. Эти структуры сливаются с плазматическая мембрана нейрона в ответ на быстрое изменение электрического мембранного потенциала. Это высвобождает нейротрансмиттеры в синаптическую щель, узкую область, разделяющую два нейрона. Нейротрансмиттеры затем связываются и активируют рецепторы в следующем или постсинаптическом нейроне, генерируя потенциал действия, который затем передается по длине этого нейрона.

Синаптические везикулы маленькие, около 40 нм в диаметре и содержат два типа белков на своих мембранах. Первыми являются протонные насосы, которые позволяют избирательно поглощать нейротрансмиттеры. Другая группа занимается транспортом везикул к мембране и рециркуляцией нейротрансмиттеров.

Типы везикул

Везикулы могут быть классифицированы на основе различных факторов, от функции до места и характера их груза. В зависимости от их функции они могут быть сгруппированы как лица, участвующие в транспортировке, пищеварении, защите, секреция или осморегуляция. Они также могут быть классифицированы как внутриклеточные или внеклеточные везикулы в зависимости от того, где они находятся. Наконец, хотя большинство из них содержат жидкости, некоторые микроорганизмы также используют газовые пузырьки для оптимизации фотосинтез и регулировать плавучесть.

Газовые пузырьки

Газовые пузырьки – это структуры, наблюдаемые в архее и во многих водных видах, которые, возможно, позволяют микробу подниматься или опускаться в толще воды, чтобы найти оптимальные условия для выживания и фотосинтеза. Газовый пузырь также позволяет клетке размещать фотосинтетические пигменты близко к поверхности клетки, около мембраны. Эти структуры необычны, потому что они образованы чисто мембраной на основе белка, которая не имеет липидного компонента. Тем не менее, эти белки чрезвычайно гидрофобный и поэтому может создавать барьер между содержимым цитоплазмы и секвестрированными газами.

Эти структуры, также известные как экзосомы, находятся в внеклеточной жидкости почти всех эукариот. Они участвуют в межклеточной передаче сигналов и содержат крупные биополимеры и иногда даже генетический материал. Фактически, они используются в сигнальных путях по всему живому миру, от бактерий, использующих экзосомы для передачи генетического материала млекопитающим, используя его для презентации антигена и созревания иммунных клеток. Они играют роль в росте и развитии клеток, а также в контролируемой гибели клеток, также известной как апоптоз, Экзосомы также имеют решающее значение для удаления цитоплазматических отходов и удаления белков плазматической мембраны.

Внутриклеточные везикулы, участвующие в пищеварении

Лизосомы представляют собой небольшие структуры, наблюдаемые в клетках животных, которые заполнены пищеварительными ферментами. Они могут сливаться с другими мембранными структурами, а комбинированный пузырь может действовать как пищеварительная органелла. Лизосомы могут сливаться с пищевыми вакуолями в одноклеточных организмах, таких как амеба, или в эндоцитарных пузырьках, содержащих патогены, которые поглощаются клетками иммунной системы.

лизосома содержит внушительный арсенал ферментов, которые действуют как гидролазы – они катализируют расщепление макромолекул за счет добавления воды. Эти ферменты работают при более низком pH, чем цитоплазма, и могут Hydrolyze нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и липиды, которые все являются полимерами, образующимися в результате реакции дегидратации. Интересно, что сама лизосома защищена от своих собственных мощных ферментов, потому что большинство ее мембранных белков сильно гликозилированы с добавлением нескольких молекул сахара. В случае случайного разрыва лизосомы нейтральный рН цитоплазмы замедляет действие этих ферментов и защищает клетку от длительного повреждения.

Изображение показывает, что бактерии поглощаются амебой, которая затем переваривает ее и использует аминокислоты и простые углеводы для подпитки своей деятельности. Отработанный материал удаляется экзоцитозом, когда везикула сливается с клеточной мембраной.

На этом изображении фагоцитоз иммунной клеткой показано. Первоначально патоген распознается и поглощается, образуя структуру, называемую фагосомой. Лизосома сливается с фагосомой, а ферменты в лизосоме расщепляют микроб. Макрофаги – это выделенные фагоциты иммунной системы, которые могут поглощать и переваривать все – от клеточного дебриса и мелких патогенов до крупных раковых клеток с аномальными антигенами на их поверхности.

Внутриклеточные транспортные везикулы

Везикулы также участвуют в транспортировке материалов из одной части клетки в д��угую. Например, белки, синтезированные в шероховатой эндоплазматической сети избирательно отправляются в пузырьки, которые становятся частью обширной сети Гольджи.

Оказавшись внутри сети Гольджи, эти белки модифицируются и отправляются по назначению на основе сигналов в их аминокислотной последовательности. Некоторые гидролитические ферменты попадают в лизосому, тогда как другие везикулы сливаются с плазматической мембраной и доставляют мембранные белки. Эти транспортные везикулы также важны для транспортировки гидрофобных липидных частиц через водную цитоплазму.

Внутриклеточные секреторные везикулы

В сети Гольджи создается еще один класс везикул, и это везикулы, несущие груз, который необходимо секретировать. Это могут быть белки и углеводы, которые необходимы для формирования внеклеточный матрикс или ферменты, кофакторы, гормоны и пептиды, которые действуют вне клетки и транспортируются кровь или лимфа, Например, секреторные пузырьки из клеток фибробластов высвобождают гликопротеины, коллагены и другие волокнистые материалы, образуя внеклеточный матрикс. Клетки в кости секретируют минералы и матричные белки, в то время как хрящ клетки (хондроциты) участвуют в секреции гликозаминогликанов и протеогликанов. Эти выделения продолжаются постоянно, без каких-либо внешних сигналов. Синаптические везикулы, однако, являются примерами везикул, которые сливаются с плазматической мембраной в ответ на сигнал потенциала действия. Другими примерами являются клетки, которые выделяют гормоны, ферменты или слизь.

Функции везикул

Как видно из различных типов везикул, они могут участвовать в плавучести и оптимизировать фотосинтез (газовые везикулы), межклеточную передачу сигналов и обмен веществ (экзосомы), внутриклеточное пищеварение (лизосомы), транспорт и секрецию (везикулы, возникающие из сети Гольджи). Он может перевозить грузы любого типа, от крупных апоптотических пузырьков и патогенов до биополимеров, а также отходов. Они необходимы для формирования и поддержания плазматической мембраны, внеклеточного матрикса и внутренней цитоплазматической структуры. Везикулы также имеют решающее значение для функционирования клеток, участвующих во внеклеточном пищеварении, таких как выстилающие пищеварительные органы, такие как слюнные железы, Наконец, организм поддерживает гомеостаз координируя действия различных органов через свою нервную и эндокринную системы. Оба эти орган Системы нуждаются в правильном функционировании везикулярной сети для выполнения своих задач.

  • апоптоз – Контролируемая, запрограммированная гибель клеток, которая является нормальной частью роста и созревания организма.
  • Презентация антигена – Процесс, посредством которого клетки иммунной системы захватывают антигены и представляют их Т-клеткам, позволяя организму различать патогенные микроорганизмы и его собственные клетки.
  • Эндоцитоз – Массовое поглощение материала клеткой через инвагинацию плазматической мембраны.
  • экзоцитоз – Высвобождение большого количества материала из клетки, когда вакуоль или пузырьки сливаются с плазматической мембраной.

викторина

1. Какой из этих пузырьков участвует в осморегуляции?A. Газовый пузырьB. Сократительная вакуольC. лизосомаD. Синаптическая везикула

Ответ на вопрос № 1

В верно. Сократительные вакуоли особенно важны для осморегуляции одноклеточных животных в пресноводных средах. Они забирают лишнюю воду из цитоплазмы и периодически выталкивают ее, тем самым защищая клетку от осмотического стресса. Газовая везикула участвует в оптимизации фотосинтеза и регуляции плавучести, тогда как лизосома – это прежде всего органелла, участвующая во внутриклеточном пищеварении. Синаптические везикулы обнаруживаются в основном в нейронах и участвуют в передаче сигнала от одной нервной клетки к другой.

2. Какова роль синаптического пузырька в передаче сигналов по нейрону?A. Секвестр нейротрансмиттеров и высвобождение их в синаптическую щельB. Переработка нейротрансмиттеровC. Избирательное поглощение нейротрансмиттеров с использованием протонных насосовD. Все вышеперечисленное

Ответ на вопрос № 2

D верно. Все это функции синаптических везикул. Они содержат протонные насосы на своей мембране, которые позволяют им избирательно концентрировать нейротрансмиттеры внутри них, и участвуют как в высвобождении нейротрансмиттеров в синаптическую щель, так и в их повторный захват и рециркуляцию.

3. Какие из этих клеток выделяют материал исключительно в ответ на внешние раздражители?A. Хондроциты, выделяющие материал для формирования хрящевой матрицыB. Остеобласты, секретирующие минералы и белкиC. Ферменты, выделяющие слюнные железыD. Ни один из вышеперечисленных

Ответ на вопрос № 3

С верно. Слюнные железы стимулируют выделение ферментов в ответ на присутствие пищи во рту. Хондроциты и остеобласты могут выделяться конститутивно, без необходимости внешнего раздражителя.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *