49. Uwalnianie neurotransmiterów w złączu synaptycznym

Ten proces to szczególny przypadek egzocytozy regulowanej. W stanie spoczynku neurotransmitery magazynowane są w pęcherzykach zwanych pęcherzykami synaptycznymi (odkrywcze), które mają ,40-50nm średnicy (czyli 0,4-0,5μm), są więc w górnej granicy wielkości pęcherzyków wydzielniczych. Wydzielanie neurotransmittera musi być bardzo szybkie, dlatego różni się nieco od normalnej egzocytozy i zachodzi następująco:

• w stanie spoczynku pęcherzyki synaptyczne nie pływają gdzieś przy Golgim, ale są utrzymywane w pobliżu błony presynaptycznej przy pomocy włókien cytoszkieletu. Włókna te, oprócz normalnych składników (chyba aktyny, ale mogą to być filamenty pośrednie, nie wiem, nie piszą w lodiszu) zawierają charakterystyczną tylko dla synaps synapsynę. Również błona pęcherzyków posiada zakotwiczoną synapsynę, która łączy pęcherzyki z cytoszkieletem, a także ze specjalnymi synapsynowymi filamentami wyrastającymi z błony presynaptycznej. Białkiem Rab charakterystycznym dla pęcherzyków synaptycznych jest Rab3A i ono tez bierze udział w wydzielaniu neurotransmitera.

• Dojście potencjału czynnościowego do synapsy powoduje otwarcie kanałów wapniowych bramkowanych napięciem i napływ jonów Ca2+ do cytozolu. Ich stężenie zwiększa się 10 do 1000 razy. Błony pęcherzyków synaptycznych zawierają białko zwane synaptotagminą, która może wiązać jony wapnia. Związanie wapnia przez synaptotagminę powoduje błyskawiczne dokowanie pęcherzyków z błoną, powstawanie kompleksów v,t-SNARE i fuzję, a co za tym idzie uwolnienie neurotransmitera. Mechanizm tego jest nieznany, ale jest kilka możliwości. a) aktywowana synaptotagmina wiąże pęcherzyki do błony, b)aktywowana synaptotagmina katalizuje reakcje SNAREów, c)aktywowana synaptotagmina przestaje blokować t-SNARE na błonie (a konkretnie dwa z nich w kompleksie: neureksynę z syntaksyną)

• Po przekazaniu sygnału z błony presynaptycznej odpączkowują dzięki klatrynie pęcherzyki, które następnie są „ładowane” neurotransmiterem

50. Transcytoza, przykłady procesów.

Transcytoza to transport pęcherzykowy PRZEZ komórkę. Zawiera w sobie endocytozę po jednej stronie komórki i egzocytozę po drugiej stronie. Zachodzi głównie w komórkach nabłonka. W ten sposób są na przykład transportowane przeciwciała z mleka matki przez nabłonek jelita dziecka. Receptor przeciwciał wiąże je (wszystkie, bo jest to receptor części Fc, czyli części niezmiennej łańcuchów ciężkich - stópki Y) w kwaśnym pH jelita, ale nie w neutralnym pH przestrzeni międzykomórkowej (obrazek). W podobny sposób przemieszczają się przeciwciała z krwi matki do krwi płodu, choć ofc nie dzięki zmianom pH.

Ponadto w hepatocytach, które mają dwie strony, bazo-lateralną od krwi i apikalną od żółci, wszystkie białka błonowe kierowane są na stronę bazo-lateralną. Tam ulegają endocytozie i dopiero teraz są sortowane. Bazo-lateralne białka wracają na swoją stronę, a apikalne ulegają transcytozie na druga stronę komórki. To, wydawałoby się głupie, podwójne sortowanie jest po prostu dodatkowym zabezpieczeniem, ponieważ każde apikalne białka pojawiające się na bazo-lateralnej stronie komórki (np. w wyniku działania białek wirusowych) zostaną przemieszczone na stronę apikalną.

51. Monomeryczne GTP-azy i białka niezbędne do ich funkcji.

Monomeryczne GTP-azy, takie jak białka Ras czy Rab, to (zakotwiczone lipidem w błonie lub rozpuszczalne) białka o funkcji przełączników molekularnych (ang. mol. Switch). Występują w dwóch stanach, włączonym ze związanym GTP i wyłączonym ze związanym GDP. W przeciwieństwie do trimerycznych GTP-az(np. Białka G aktywującego cyklazę adenylową), które są w kompleksach z receptorami błonowymi, monomeryczne GTP-azy wymagają do swojej aktywności innych, rozpuszczalnych w cytozolu białek. Nieaktywna forma monomerycznych GTP-az, związana z GDP jest uwalniana od niego przez GEF (guanine nucleotide - exchange factor). Ponieważ GTP jest w komórce więcej niż GDP to wolna GTP-aza spontanicznie wiąże GTP. Jednak, w przeciwieństwie do trimerycznych białek G, monomeryczne GTP-azy hydrolizują GTP baaardzo wolno, czyli są długo aktywne. W praktyce ich sygnalizacja jest wygaszana przez białka GAP (GTP-ase activating protein), które zwiększają szybkość katalizowanej hydrolizy GTP ponad 100-krotnie. Czas takiego sygnału wynosi średnio ok. 1 min. Warto wspomnieć, iż domenę katalityczną tworzą razem reszty aminokwasowe z GTP-azy i GAP, a trimeryczne GTP-azy mają w sobie reszty analogiczne do reszt zapewnianych przez GAP.

52. Monomeryczne GTP-azy zaangażowane w transport pęcherzykowy.

W transport pęcherzykowy zaangażowane są głównie GTP-azy: APF, Sar1 i Rab. Wszystkie są rozpuszczalne w cytozolu. ARF i Sar1 odpowiadają za tworzenie się pęcherzyków opłaszczonych odpowiednio klatryną i COPI oraz COPII. W stanie „włączonym” ze związanym GTP powodują składanie się płaszczy i odpączkowywnie pęcherzyków, a w stanie „wyłączonym” - dysocjację płaszczy z pęcherzyków. W stanie nieaktywnym białka te są słabo przyciągane do odpowiednich błon dzięki swoim hydrofobowym N-końcom (ARF posiada tam kotwicę mirystynową). Obecne w błonach integralne GEF powodują aktywacje ARF i Sar1, które silniej eksponują swoje N-końce, mocniej wiążąc się z błoną i inicjując składanie płaszcza. Po oddysocjowaniu pęcherzyka następuje hydroliza GTP do GDP i dysocjacja płaszcza. Rys. na stronie następnej.

Białka Rab natomiast odpowiedzialne są za kierowanie pęcherzyków do odpowiednich błon, a sposób ich działania został przedstawiony w zag. 47.

53. BYŁO BYŁO BYŁO. To samo co nowe zag. 45!!!

---