44. Fagocytoza i jej znaczenie

Fagocytoza to nieselektywny proces pochłaniania drobnoustrojów i innych dużych nierozpuszczalnych cząstek przez komórki. Polega ona na tworzeniu się dużych wgłębień błony komórkowej, które otaczają pochłanianą cząstkę i zamykają ją w pęcherzyk zwany fagosomem. Fagosom łączy się następnie z lizosomem, który zapewnia enzymy potrzebne do strawienia sfagocytnowanych cząstek. Fagocytoza ma spore znaczenie w przyrodzie. Po pierwsze w ten sposób odżywiają się drapieżne pierwotniaki (np. orzęski zjadające pantofelki na kartach książek do biologii z podstawówki). Zdolność do fagocytozy posiadają też makrofagi i granulocyty obojętnochłonne i jest ona najważniejszym mechanizmem obrony organizmu ssaka przed zakażeniem drobnoustrojami. Sfagocytowane patogeny są następnie zabijane enzymami lizosomalnymi (to tak jakby wrzucać wrogów do kwasu, albo połykać żywcem i trawić w żołądku, mrau =^.^=). Komórki żerne rozpoznają cząstki do sfagocytowania dzięki receptorom dla antygenów bakteryjnych lub przyczepionych do bakterii białek układu dopełniacza CR1 i CR3 (odporność wrodzona) albo też dzięki receptorom dla przeciwciał (odporność nabyta). Oplaszczenie patogenów czynnikami pobudzającymi fagocytozę to opsonizacja, a te czynniki (czyli głównie przeciwciała albo białka układu dopełniacza) to opsoniny. Fagocytoza przez białe krwinki indukowana opsonizacją do immunofagocytoza.

45. Endocytoza za pośrednictwem receptorów.

Endocytoza za pośrednictwem receptorów to proces w którym ligandy ze środowiska komórki wiążą się ze specyficznymi receptorami na błonie, a następnie region błony zawierający receptory z ligandami tworzy inwaginację(^^) i w końcu pęcherzyk transportowy średnicy 0,01-0,5μm. Tworzenie pęcherzyka odbywa się w regionach błony wzbogaconych w klatrynę i AP2 („clathrin-AP2 pits”, ok. 2% pow. błony) - białka opłaszczające pęcherzyki. Polimeryzacja białek płaszcza na membranie wskutek działalności GTPaz powoduje zakrzywienie błony umożliwiające odpączkowanie pęcherzyka. Oprócz tego różne białka płaszcza rekrutują do tworzącego się pęcherzyka różne receptory z ligandami (np. Klatryna i AP2 te mające iść z zewnątrz do endosomów, COPI idące z ER do Golgiego itd.). Receptory poruszają się swobodnie w płaszczyźnie błony, a po związaniu liganda kierują w stronę „pitów” (jestem prawie przekonany, że jest na to jakaś polska nazwa, ale nie chce mi się szukać). Raczej nie jest to aktywne przemieszczanie, ale zmiany konformacyjne po związaniu liganda powodują, że receptor nie może uwolnić się z pitu po tym jak trafi tam przypadkowo. Dodatkowo, receptory posiadają w cytozolowej domenie fragmenty rozpoznawcze, które wykrywane są przez białka zasocjowane z płaszczem. Dla endocytozy jest to NPXY (skróty jednoliterowe), który rozpoznawany jest przez AP2. Niektóre receptory są związane z pitami nawet bez ligandów. W jednym picie może występować kilka typów receptorów. Po utworzeniu pęcherzyka klatryna i AP2 oddysocjowują i wracają do błony. Pęcherzyk, zwany wczesnym endosomem wędruje w głąb cytoplazmy, łączy się z innymi, a przy okazji jego pH zmienia się na kwaśne, a nazwa na późny endosom. Kwaśne pH powoduje dysocjację ligandów, a błony z receptorami odpęcherzykowują wracając do błony komórkowej (recykling receptorów). Późny endosom łączy się z lizosomem i zawartość zostaje strawiona.

Przykład endocytozy na obrazku (LDL), o przykładach będzie dalej.

46. Białka wydzielane w procesie egzocytozy konstytutywnej i regulowanej

Białka wydzielane w procesie egzocytozy konstytutywnej, tzn. cały czas (głównie składniki Ecm enzymy, Ab):

• przeciwciała (aktywowane limfocyty B)

• białka osocza (hepatocyty)

• kolagen (fibroblasty

Białka wydzielane w procesie egzocytozy regulowanej tzn. magazynowane w komórce w pęcherzykach i wydzielane pod wpływem jakiegoś sygnału:

• białka mleka (komórki gruczołu sutkowego)

• prekursory enzymów trawiennych (komórki trzustki)

• neurotransmitery (neurony) !!!TO NIE SĄ BIAŁKA, ale to też jest egzocytoza regulowana. Jak będzie w pytaniu „substancje” to wpisać, a jak „białka” to NIE!!!

• hormony peptydowe np. insulina, glukagon, ACTH (różne komórki endokrynne)

• cytokiny (leukocyty, komórki w stanie zapalnym)

47. Czynniki odpowiadające za swoistość rozpoznania błony docelowej przez pęcherzyki oraz fuzje błon.

Głównymi czynnikami odpowiadającymi za rozpoznanie błony docelowej przez pęcherzyk i fuzje z nią są białka z rodziny Rab i białka z rodziny SNARE. Kiedy pęcherzyki odpączkują i płaszcz ulegnie dysocjacji ze specyficznymi białkami na powierzchni pęcherzyka łączą się białka Rab, których jest wiele rodzajów i są specyficzne dla danego typu pęcherzyków. Aby mogło się związać (miało odp. konformację), białko Rab, które jest GTP-azą, musi być związane z GTP. Następnie, aktywne białka Rab łączą się ze specyficznym dla siebie białkiem z rodziny efektorów Rab dokując pęcherzyk w błonie docelowej. GTP ulega hydrolizie i Rab uwalniają się do cytozolu, gotowe do ponowienia cyklu z innym pęcherzykiem. Fuzja zadokowanych pęcherzyków z błoną odbywa się dzięki (integralnym lub zakotwiczonym lipidem) białkom SNARE. Domeny cytozolowe V-SNARE (vesicle) obecne na powierzchni pęcherzyka łączą się z odpowiednimi domenami t-SNARE (traget) tworząc strukturę nawiniętych na siebie czterech helis alfa. Utworzenie tej struktury na tyle zbliża do siebie obie błony, że może zajść fuzja. Dlaczego to oddziaływanie jest takie silne i jak konkretnie ta struktura się tworzy będzie w zag. Następnym.

48. Hipoteza/teoria SNARE

Zgodnie z tą teorią, fuzja błon przedstawia się następująco (przykład dla najlepiej poznanego łączenia się pęcherzyków egzocytarnych z błona komórkową):

• na początku z pomocą białek Rab i Rab efektorów pęcherzyk dokuje w odpowiedniej błonie docelowej

• potem specyficzne dla pęcherzyka białka v-SNARE, w tym przypadku białko VAMP, rozpoznają specyficzne dla błony docelowej białka t-SNARE, w tym przypadku syntaksyne i SNAP-25

• cytozolowe domeny wszystkich tych 3 białek zawierają powtórzenia heptadowe (7 aminokwasów, 7! NIE 8 jak w starych opracowaniach!), które pozwalają utworzyć im cztery alfa-helisy zawinięte wokół siebie - jedna z VAMP, jedna z syntaksyny i dwie z SNAP-25. ( w ogóle powtórzenia heptadowe są charakterystyczne dla struktur coiled-coil). Helisy zawijają się wokół siebie tak mocno, że przyciągają pęcherzyk do błony na tyle blisko, że może nastąpić fuzja. Helisy te oddziałują ze sobą z taką siłą, ponieważ stworzenie nawiniętej coiled-coil powoduje schowanie aminokwasów hydrofobowych w środku między helisami i umieszczenie przeciwnie naładowanych reszt blisko siebie. Działają tutaj więc zarówno oddziaływania hydrofobowe jak i mostki solne.

• No i teraz pojawia się problem, bo SNARE wiążą się tak mocno, że nie chcą puścić po fuzji, a muszą być użyte w następnych pęcherzykach. Odpowiedzią na ten problem jest białko NSF, które z pomocą innego białka - α-SNAP, wiąże się do kompleksów v,t-SNARE i dzięki energii z hydrolizy ATP uwalnia je do siebie. Jeśli zmutujemy albo zinhibujemy NSF lub α-SNAP to SNARE się wyczerpią i nowe pęcherzyki będą się akumulować przy błonach nie ulegając fuzji.

U drożdży zidentyfikowano ponad 20 par v,t-SNARE. Każda odznacza się ogromną specyficznością. Ponadto w niektórych przypadkach 4 helisy w połączeniu pochodzą z 4 rożnych białek, jest wtedy jeden v-SNARE i 3 t-SNARE.

Obrazek pod spodem odnosi się i do 47 i do 48:

---