HÜCRE VEZIKÜLÜ: ÖZELLIKLERI, TÜRLERI VE IŞLEVLERI - BIYOLOJI - 2025

Hücresel vezikül gibi nörotransmitterlerin, hormonlar, proteinler, lipidler ve nükleik asitler gibi hücre içerisinde sentezlenmiş moleküller ambalajlandığı hücre içi ve hücre dışı iletişim için bir araç. Bu moleküllere kargo denir. Yükün kimyasal yapısı, safra kesesinin türüne ve işlevine bağlıdır.

Bir vezikülün genel morfolojisi, kapalı bir kese oluşturan ve lümeni sulu olan bir lipit çift tabakasından oluşur. Veziküllerin boyutu değişebilir. Örneğin, pankreasın asiner hücrelerinde 200 ila 1200 nm arasında değişirken, nöronlarda 30 ila 50 nm arasında değişir.

Kaynak: Mariana Ruiz Villarreal türev çalışması: Gregor_0492

Ökaryotlarda, belirli organellerde farklı hücresel süreçler meydana gelir. Bununla birlikte, organeller arasında molekül değişimi yapmak veya molekülleri hücre dışı boşluğa göndermek gereklidir. Bu nedenle kargonun doğru varış yerine taşınmasına imkan tanıyan bir sisteme ihtiyaç vardır. Bu işlev veziküller tarafından yerine getirilir.

Hücre veziküllerinin özellikleri

İlgili özelliklerine göre farklı veziküler taşıma türleri vardır. Bununla birlikte, bir katman tarafından yönlendirilen veya klatrin gibi proteinlerle kaplanan filizlenme gibi genellikler vardır; ve transmembran proteinlerine veya SNARE'ye bağlı olan bağlanma özgüllüğü.

Veziküler taşıma, ekzositoz ve endositozu, organeller arasında taşınmayı ve hücre dışı veziküllerin salınmasını içerir. Her durumda, sürgünlerin sürekli oluşumunu ve taşıma keseciklerinin bölünmesini ve füzyonunu içerir.

Ekzositoz, veziküler içeriği serbest bırakmak için bir vezikülün plazma membranı ile füzyonundan oluşur. Üç ekzositoz modu vardır: 1) tam kollaps füzyonu; 2) öp ve koş; ve 3) bileşik ekzositoz.

Endositoz, hücre iltihabını önleyen plazma zarının geri kazanılmasından oluşur. Endositozun farklı mekanizmaları vardır.

Organeller arasındaki veziküler taşınmada, endoplazmik retikulumun lümeninde bulunan yeni sentezlenmiş proteinler Golgi aparatına taşınır. Bu organelden veziküller, iç zar sistemine ve plazma zarına doğru hareket eder.

Prokaryotlarda ve ökaryotlarda bulunan hücre dışı veziküller, molekülleri bir hücreden diğerine taşımaktan sorumludur.

Hücre vezikül türleri

Endositik veziküller

Molekülleri hücreye sokmaya veya zar bileşenlerini geri dönüştürmeye hizmet ederler. Bu veziküller, bir protein tabakası ile kaplı olabilir veya olmayabilir. Safra kesesinin yüzeyini kaplayan proteinler klatrin ve kaveolindir.

Klatrin kaplı endositik veziküller, diğerleri arasında influenza virüsleri, zar proteinleri ve hücre dışı reseptörler ve ligandlar gibi patojenlerin içselleştirilmesinden sorumludur. Caveolin kaplı veziküller, virüslerin, mantarların, bakterilerin ve prionların girişine aracılık eder.

Ekzositik veziküller

Bir uyarıcı aracılığıyla salgı hücreleri (nöronlar veya diğer hücreler) içeriklerini eksositoz yoluyla serbest bırakır.

Ekzositoz sırasında membran füzyonu iki adımda gerçekleşir: 1) ekzositik vezikülün membran alıcısına bağlanması; ve 2) lipit çift katmanlarının füzyonu. Diğerlerinin yanı sıra Rab, GTPazlar ve SNARE proteinleri bu adımlara katılır.

Organeller arasında veziküllerin taşınması

COPII kaplı veziküller, endoplazmik retikulumdan Golgi aparatına taşınır. Golgi cihazından vakuole nakil iki yol içerir: ALP (alkalin fosfataz) vakuole; karboksipeptidaz Y ve S yolu (CPY ve CPS) yoluyla endozomlar.

Vesikül işlevi

Salgılama yolunun veziküllerinin çok çeşitli işlevleri vardır, bunlar arasında aşağıdaki maddelerin salgılanması vardır: pankreas hücrelerinden, nöropeptidlerden ve nörotransmiterlerden gelen insülin, hormonlar ve bağışıklık tepkisinde rol oynayan maddeler.

En iyi bilinen işlevlerden biri, salgı proteinlerinin pankreastan salınmasıdır. Örneğin, bir zimojen olan kimotripsinojen, hormonal uyarımın bir sonucu olarak veziküllerin zara kaynaşmasıyla salınır.

Hücre dışı veziküller (VE) iki tiptedir: ekzozomlar ve ektozomlar. Her ikisi de, işlevlerini belirleyen bileşimleriyle farklılaşır. Ekzozomlar tetraspanin, integrin, proteoglikan ve ICAMI'ye sahiptir. Ektozomlar, reseptörlere, glikoproteinlere, metaloproteinlere ve nükleik asitlere sahiptir.

EV'lerin işlevleri arasında hücre homeostazının sürdürülmesi, hücre işlevinin düzenlenmesi ve hücreler arası iletişim bulunur. İkinci işlev, proteinlerin, RNA'nın (mRNA, miRNA, antisens RNA) ve DNA dizilerinin taşınmasını gerektirir.

EV'lerin hedef hücre zarına füzyonu, transkripsiyon faktörleri, sinyal proteinleri ve birçok enzim tarafından gen ekspresyonunun düzenlenmesini etkileyebilir. Kök hücreler tarafından salınan EV'ler, organ onarımında ve hastalığa karşı korumada önemli bir rol oynar.

Hastalıklar

Hücrelerin normal fizyolojik işleyişi, çeşitli faktörlerin yanı sıra veziküllerin taşınmasına ve bunların füzyonuna bağlıdır. Örneğin, tip 2 diyabet, insülin salgısında ve glikoz taşıyıcılarının aracılık ettiği translokasyondaki kusurlarla karakterize edilir.

EV'ler birçok hastalıkta önemli rol oynar. Kanserde EV'ler miRNA'nın aracılık ettiği kemoterapötik ilaçların direncini arttırır,

EV'lerin nörodejenerasyon üzerinde kritik bir etkisi vardır. Alzheimer hastalıklarında ve multipl sklerozda dejeneratif etki, miRNA, gangliosidler ve proteinler gibi birden çok moleküle bağlıdır.

Kalp hücrelerinde, eksozomlar ve ektozomlar hücreler arasında iletişime izin verir ve ayrıca iltihaplanma, proliferasyon, tromboz ve vazoaktif yanıtı indükleyerek damarlarda aterosomik plak oluşumunu etkiler.

Alerji ve iltihaplanma süreçlerinde, EV'lerin miRNA'ları bu süreçleri parakrin etkilerle düzenler.

Farklı organizmalarda veziküller

Protozoanın EV'lerine özel dikkat gösterilmiştir. Bunun nedeni, EV'lerin parazit ve ev sahibi etkileşimi arasında önemli bir rol oynamasıdır.

VE üzerinde çalışılan parazitlerden bazıları Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp. Ve Toxoplasma spp.

Corynebacterium ve Moraxellaceae dahil olmak üzere gram pozitif ve negatif bakterilerde EV'ler de gözlenmiştir. Solunum yolu mukozasında, dış zar veziküller (OMV'ler) alveolar epitel hücrelerinde lipit alanlarına bağlanır. Oradan, OMV'ler inflamatuar yanıtı modüle eder.

Referanslar

1. Aaron, T. Place, Maria S. Sverdlov, Oleg Chaga ve Richard D. Minshall. 2009. Antioksidanlar ve Redoks Sinyali, 11: 1301.
2. Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL ve Friant, S. 2015. Maya Saccharomyces cerevisiae Modelinde Membran Trafficking. Int J. Mol. Sci., 16: 1509-1525.
3. Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. ve Ochiya, T. 2014. Astımda Hücre Dışı Veziküller ve Bunların MikroRNA'ları ile Hücrelerarası İletişim. Clinical Therapeutics, 36: 873–881.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Hücresel ve moleküler biyoloji. Editoryal Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Meksika, Sāo Paulo.
5. Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O. ve Minshall, RD 2009. Vesikül Oluşumu ve Endositoz: Fonksiyon, Makine, Mekanizmalar ve Modelleme.
6. Schmid, SL ve Damke, H. 1995. Kaplanmış veziküller: biçim ve işlev çeşitliliği. FASEB Dergisi, 9: 1445–1453.
7. Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Ekzositoz ve Endositoz: Modlar, Fonksiyonlar ve Bağlanma Mekanizmaları. Annu. Rev. Physiol., 76: 301-331.
8. Yáñez, Mo, Siljander, PRM ve diğerleri. 2015. Hücre dışı veziküllerin biyolojik özellikleri ve fizyolojik işlevleri. Journal of Extracellular Vesicles, 4: 1–60.