vesikel sel adalah kendaraan untuk komunikasi intraseluler dan ekstraseluler, di mana molekul disintesis dalam sel, seperti neurotransmitter, hormon, protein, lipid dan asam nukleat, yang dikemas. Molekul-molekul ini disebut kargo. Sifat kimia muatan tergantung pada jenis kantong empedu dan fungsinya.
Morfologi umum vesikel terdiri dari lapisan ganda lipid, yang membentuk kantung tertutup, dan lumennya berair. Ukuran vesikel dapat bervariasi. Misalnya, di sel asinar pankreas, rentangnya antara 200 hingga 1200 nm, sedangkan di neuron berkisar antara 30 hingga 50 nm.
Sumber: Mariana Ruiz Villarreal karya turunan: Gregor_0492 [CC0]
Pada eukariota, proses seluler yang berbeda terjadi pada organel tertentu. Namun, perlu untuk bertukar molekul antar organel, atau untuk mengirim molekul keluar ke ruang ekstraseluler. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem yang memungkinkan kargo dapat diangkut ke tujuan yang benar. Fungsi ini dipenuhi oleh vesikel.
Indeks artikel
Karakteristik vesikel sel
Ada berbagai jenis transportasi vesikular dengan karakteristik masing-masing. Namun, ada generalisasi seperti tumbuh, yang diarahkan oleh lapisan atau dilapisi dengan protein, seperti clathrin; dan spesifisitas pengikatan, yang bergantung pada protein transmembran, atau SNARE.
Transportasi vesikular meliputi eksositosis dan endositosis, transportasi antar organel, dan pelepasan vesikel ekstraseluler. Dalam semua kasus, ini melibatkan pembentukan tunas yang berkelanjutan, dan pembelahan dan fusi vesikel pengangkut.
Eksositosis terdiri dari fusi vesikel dengan membran plasma untuk melepaskan isi vesikular. Ada tiga cara eksositosis: 1) fusi kolaps total; 2) ciuman dan lari; dan 3) eksositosis majemuk.
Endositosis terdiri dari pemulihan membran plasma, yang mencegah peradangan seluler. Ada mekanisme yang berbeda dari endositosis.
Dalam transportasi vesikular antar organel, protein yang baru disintesis yang ditemukan di lumen retikulum endoplasma diangkut ke aparatus Golgi. Dari organel ini, vesikel berangkat menuju sistem endomembran dan membran plasma.
Vesikel ekstraseluler, ditemukan pada prokariota dan eukariota, bertanggung jawab untuk membawa molekul dari satu sel ke sel lainnya.
Jenis vesikel sel
Vesikel endositik
Mereka berfungsi untuk memasukkan molekul ke dalam sel atau untuk mendaur ulang komponen membran. Vesikel ini mungkin atau mungkin tidak ditutupi oleh lapisan protein. Protein yang melapisi permukaan kantong empedu adalah clathrin dan caveolin.
Vesikel endositik berlapis clathrin bertanggung jawab untuk internalisasi patogen, seperti virus influenza antara lain, protein membran, dan reseptor dan ligan ekstraseluler. Vesikel berlapis caveolin memediasi masuknya virus, jamur, bakteri, dan prion.
Vesikel eksositik
Melalui stimulus, sel sekretori (neuron atau sel lain) melepaskan isinya melalui eksositosis.
Fusi membran selama eksositosis terjadi melalui dua langkah: 1) pengikatan vesikel eksositik ke akseptor membran; dan 2) fusi lapisan ganda lipid. Protein Rab, GTPase, dan SNARE, antara lain, berpartisipasi dalam langkah-langkah ini.
Vesikel transportasi antar organel
Vesikel berlapis COPII diangkut dari retikulum endoplasma ke aparatus Golgi. Transportasi dari aparatus Golgi ke vakuola melibatkan dua jalur: ALP (alkaline phosphatase) ke vakuola; endosom melalui jalur karboksipeptidase Y dan S (CPY dan CPS).
Fungsi vesikel
Vesikel jalur sekretorik memiliki berbagai fungsi, di antaranya adalah sekresi zat berikut: insulin dari sel pankreas, neuropeptida dan neurotransmiter, hormon dan zat yang terlibat dalam respon imun.
Salah satu fungsi yang paling terkenal adalah pelepasan protein sekretori dari pankreas. Misalnya, kimotripsinogen, suatu zimogen, dilepaskan melalui peleburan vesikel ke membran, sebagai akibat dari stimulasi hormonal.
Vesikel ekstraseluler (VE) terdiri dari dua jenis: eksosom dan ektosom. Keduanya dibedakan oleh komposisinya, yang menentukan fungsinya. Eksosom memiliki tetraspanin, integrin, proteoglikan, dan ICAMI. Ektosom memiliki reseptor, glikoprotein, metaloprotein, dan asam nukleat.
Fungsi EV termasuk pemeliharaan homeostasis sel, pengaturan fungsi sel, dan komunikasi antar sel. Fungsi yang terakhir membutuhkan transpor protein, RNA (mRNA, miRNA, antisense RNA), dan sekuens DNA .
Fusi EV ke membran sel target dapat mempengaruhi regulasi ekspresi gen oleh faktor transkripsi, protein pensinyalan, dan banyak enzim. EV yang dilepaskan oleh sel punca memainkan peran penting dalam perbaikan organ dan perlindungan terhadap penyakit.
penyakit
Fungsi fisiologis normal sel tergantung, di antara beberapa faktor, pada pengangkutan vesikel dan fusinya. Misalnya, diabetes tipe 2 ditandai dengan defek pada sekresi insulin dan translokasi yang dimediasi oleh transporter glukosa.
EV memainkan peran penting dalam banyak penyakit. Pada kanker, EV meningkatkan resistensi obat kemoterapi, dimediasi oleh miRNA,
EV memiliki efek penting pada neurodegenerasi. Pada penyakit Alzheimer dan multiple sclerosis, efek degeneratif tergantung pada beberapa molekul, seperti miRNA, gangliosida, dan protein.
Dalam sel jantung, eksosom dan ektosom memungkinkan komunikasi antar sel, dan juga mempengaruhi perkembangan plak aterosklerosis di pembuluh darah dengan menginduksi inflamasi, proliferasi, trombosis, dan respon vasoaktif.
Dalam proses alergi dan peradangan, EV miRNA mengatur proses ini melalui efek parakrin.
Vesikel pada organisme yang berbeda
Perhatian khusus telah diberikan pada EV protozoa. Ini karena EV memainkan peran penting antara parasit dan interaksi inang.
Beberapa parasit yang telah diteliti VE adalah Trypanosoma brucei , Trypanosoma cruzi , Leishmania spp., Plasmodium spp., dan Toxoplasma spp.
EV juga telah diamati pada bakteri gram positif dan negatif, termasuk Corynebacterium dan Moraxellaceae . Di mukosa saluran pernapasan, vesikel membran luar (OMVs) mengikat domain lipid dalam sel epitel alveolar. Dari sana, OMV memodulasi respons inflamasi.
Referensi
- Aaron, T. Place, Maria S. Sverdlov, Oleg Chaga, dan Richard D. Minshall. 2009. Antioksidan dan Sinyal Redoks, 11: 1301.
- Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL, dan Friant, S. 2015. Membran Trafficking dalam Model Ragi Saccharomyces cerevisiae. Int.J.Mol. ilm., 16: 1509-1525.
- Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. dan Ochiya, T. 2014. Komunikasi Interseluler oleh Vesikel Ekstraseluler dan MicroRNAs mereka di Asma. Terapi Klinis, 36: 873–881.
- Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Seluler dan biologi molekuler. Editorial Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexico, Sāo Paulo.
- Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O., dan Minshall, RD 2009. Pembentukan Vesikel dan Endositosis: Fungsi, Mesin, Mekanisme, dan Pecaralan.
- Schmid, SL dan Damke, H. 1995. Vesikel berlapis: keragaman bentuk dan fungsi. Jurnal FASEB, 9: 1445–1453.
- Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Eksositosis dan Endositosis: Mode, Fungsi, dan Mekanisme Kopling. annu. Pdt. Physiol., 76: 301-331.
- Yáñez, Mo, Siljander, PRM dkk. 2015. Sifat biologis vesikel ekstraseluler dan fungsi fisiologisnya. Jurnal Vesikel Ekstraseluler, 4: 1-60.
