Comic a neuromediátorok hólyagos transzportjáról
Sok éven át a "Biomolecule" portál a RuNet-nél dolgozik. És minden évben versenyen "bio / pier / text" címet visel. Ebben az évben a verseny számos kiváló művet mutatott be a neurotematikáról, amelyet a portál engedélyével tesszük közzé velünk. Manapság - a szombati hagyományos kép helyett - egy egész képregény arról, hogy mi történik a neurotranszmitter szintézisének pillanatától kezdve a posztszinaptikus membrán receptorainak kötésére? Xenia Sayfulina munkája Thomas Zyudof Nobel előadásán alapul: a neurotranszmitter molekuláris mechanizmusa a képeken. Természetesen ez csak egy kis részlet a teljes kép az impulzusok terjedését az idegrendszerben, de nézd, milyen szép!
A szinapszisok - a neuronok érintkezési területei - kémiaiak és elektromosak. A kémiai szinapszis két sejt közvetett érintkezése: szűk hely marad a membránjuk között - egy szinaptikus hasadék. Az effektorsejt (az, amelyből az impulzus áthalad) izgatódik és a szinaptikus hasadékba excisztálja azokat a neurotranszmitter molekulákat, amelyek kötődnek a receptorok membránjához a receptor sejtekhez, és kiválthatják annak reakcióját.
A képen a leggyakoribb típus a szinapszis - axo-dendritikus. (És még mindig vannak axo-szomatikus szinapszisok, ahol az axon alkalmas az átvevő szerv sejt axon-axon, sőt dendroadatok-dendritikus - alkotnak egy titokzatos bezaksonnye neuronok valahol a mélyben a szaglógumó, de ez ritkán fordul elő, és határeset.) Tovább a kép volt látható oligodendrociták - gliasejtek, amelyek a központi idegrendszerben az axonok csomagolva réteg mielin - a szigetelő lipid membrán, amely megakadályozza, hogy a diszperzió és impulzus gyorsítja a gazdaságban. (Oiigodend festett csak a forma kedvéért azt feltételezzük, hogy az egész történet azt alább valahol az agyban: a kiválasztott engem felszabaduló neurotranszmitter a központi idegrendszerben.) Az elején a axon - egy hely, ahol az eltér a sejt test - az úgynevezett „axon domb”. Ott van, hogy van egy akciós potenciál, amely aztán átterjed le az axon felé befogadó sejteket.
Az Axon a vége közelében több ágra osztható, különböző cellákra. Minden ilyen ág véget ér egy axon terminálon - az idegen tudósok szeretettel hívják ezt a struktúrát egy gombnak vagy egy boutonnak. Az axon terminusz mitokondriumokkal rendelkezik, hogy energiát szolgáltasson az itt fellelhető számos folyamat számára; szinte mindig van néhány hólyag - membránhólyagok, amelyekben közvetítőket és különböző egyéb anyagokat szállítanak - például enzimeket. Szintén van egy meglehetősen jól szervezett citoszkeleton: a cytoskeleton "sínek" mikrotubulusai, amelyek az axon citoplazmáján átnyúlnak a neuron testéről a végéig. A hólyagok ugyanazon "síneken" mozognak. Még az axonvégződésben is van egy endozom - a Golgi-készülékhez hasonló membránszerkezet [7]. Azt kell mondani, hogy a tudományos közösség nem jött közös véleményre, állandó képzésre vagy ideiglenesre, amely a buborékok egyesüléséből adódik; de egyik vagy másik módon a hólyagok bimbózhatók az endoszómából, amelyeket neurotranszmitterek szállítására használnak.
Az elektromos szinapszisokban a neurotranszmitterek nem érintettek, és a szinaptikus hasadék nagyon keskeny. A két sejt citoplazma közvetlenül a speciális fehérjecsatornákon keresztül kapcsolódik össze. Az ilyen szinapszisban lévő jelet úgy továbbítják, hogy ionokat átadnak az egyik cellából a másikba. Az ilyen szinapszisokat szinte az idegrendszerünkben nem találjuk meg; főként a gerinctelenek esetében jellemzőek.
Akkor fogunk beszélni a kémiai szinapszisban zajló eseményekről, nevezetesen arról, hogy a közvetítő mennyire szabadul fel a szinaptikus szakadékba.
A kicsi és egyszerűen elrendezett neurotranszmitterek - például az acetilkolin [4] - elődmolekulákból állnak közvetlenül az axonvégződés citoplazmájában. Ezenkívül a hólyagok - membránhólyagok - vannak csomagolva, amelyek az endoszómától elválaszthatók vagy a szinaptikus hasadékból származnak múltbeli tartalmuk felszabadulása után.
A közvetítők bonyolult szerkezet - mint például a peptidek - szintetizálódnak a szervezetben a neuron és már csomagolt vezikulumok szállítják onnan a terminál axonális mikrotubulusokat. Itt is, mint a közvetítő, amelyekkel együtt az olvasó felkérik, hogy menjen egészen a szinaptikus résben, a szerotonin kiválasztott [2]. Igaz, hogy jó? Ő - egy kis molekula, és ezért szintetizálódik a citoplazmában a vége. Itt lép be a hólyagocskák leválik a endoszóma és membránvezikulum transzport fehérje kinezinhez tulajdonít, amely kezd húzza a buborék egy „sétáló” a mikrotubulus felé preszinaptikus membrán. (Van két alegysége kinezinhez - „láb”, ami viszont kapcsolódnak, és elszakadt a mikrotubulusok, minden egyes alkalommal egy kicsit tovább, nyomja meg előre.) Az egyik vezikula lehet több ezer molekula neurotranszmitter. Úgy szokott lenni, hogy egy neuron lehet kiosztani csak egy neurotranszmitter (Dale elv [8]), de ma már tudjuk, hogy ez nem így van. Sőt, azt találtuk, hogy egy vezikulumban ugyanakkor eltérő lehet neurotranszmitterek.
Nem minden preszinaptikus membrán alkalmas a közvetítő szétválasztására, hanem csak azokra a régiókra, amelyeket "aktív zónáknak" neveznek. Csak olyan speciális fehérje van, amely szükséges a hólyagok és a potenciálisan függő kalcium csatornák lokalizálásához. Az aktív zónák pontosan ellentétesek a posztszinaptikus membrán receptor mezeivel. Ott, az egyik aktív zónához, és megtartja a kinesin útját.
Az aktív zónák felett általában sok buborék gyűlik össze, amelyek arra várnak, hogy beolvadjanak a preszinaptikus membránnal, és megszabaduljanak a tartalmuktól. Hősök csodálatosan behatolnak a legaktívabb zónába, és -.
És akkor elkezdi ezt.
Amikor a vezikulum elég közel, hogy a mag, Rab 3/27 RIM kötődik fehérjékhez (Rab 3-kölcsönható molekulák), ami viszont, keresztül a RIM-BP (RIM -kötő fehérjék) kötődnek a kalcium-csatornák a preszinaptikus membrán. Ez azért fontos, mert a kulcs jel, hogy biztosítsák a neurotranszmitter belépést kalcium ionok a citoplazmában. Kalcium csatornák nyílnak, amikor egy akciós potenciál eléri a axon terminális.
És úgy, hogy a vezikula a lehető leggyorsabban el tudja dobni a mediátort, amikor a PD jön, a kalciumcsatornához kapcsolódik egy ilyen fehérje "kötelet". A "kötél" kialakulását dokkolásnak hívják. A vezikulák "nyögnek" a preszinaptikus membránhoz, és a kalciumcsatorna közelében "lehorgonyoznak".
A RIM fehérje láncához egy másik Munc-13 fehérje van csatlakoztatva - emlékezz rá, a következő lépésben játszik szerepet.
A következő lépés az alapozás (alapozás, hólyagok készítése a fúzióhoz). Előkészítés a kialakulását sűrű membrán fehérje közötti komplex vezikulumok és a preszinaptikus membrán, miáltal a membrán vezikulum szorosan legyen nyomva a membrán az axon és válik képes reagálni a megnövekedett kalcium-koncentráció.
Ezt a komplexet nevezték SNARE-oldható NSF kötődő receptor fehérjéknek, az ATPase NSF néven, amellyel reagálni tudnak. Hogyan reagál, és mi történik, amikor ez megtörténik - néhány kép alatt. A SNARE fő három komponense a szinaptobrevin, a SNAP-25 szintaxisa.
A szintaxis a preszinaptikus membránban van rögzítve. Az inaktív állapotban a terminális N-peptidje ugyanazon molekulának egy másik helyéhez kapcsolódik - a H-abc domén, vagyis az inaktív szintaxis önmagában zárva van. Mindazonáltal az egész történelem során továbbra is összefügg a Munc 18-1 fehérjével. Először úgy gondolták, hogy a Munc 18-1 beavatkozik a komplex összeszerelésébe, és kiderült, hogy a pórusnak a vezikulumban való megnyitásához szükséges.
Inaktív állapotban a szintaxis a SNARE motívumon keresztül kapcsolódik a Munc 18-1-hez, amely azután kötődik a SNARE fehérjékhez. Ezért ez az állapot és inaktív - a szintaxis nem léphet be a komplex összetételébe, mert a szükséges hely elfoglalt.
Alapozás 1
Munc-13 - az egyik, hogy lógott a fehérje lánc, - kezdeményezi átmenet az aktív állapotba syntaxin: syntaxin elválasztja az N-peptid önmagában és megköti őket Munc 18-1, és a SNARE-motívum ebben az esetben felszabadul. Ezt követően, ez lesz kialakítására képes SNARE komplexet, amely előfordul: kötődik szorosan szinaptobrevin, amely kilóg a membrán vezikulumok, és a SNAP-25 fehérje. Munc 18-1 is része a komplex, van társítva syntaxin, így az egész komplexum nevű pergő / SM.
A fehérje, amely nem része a komplexnek, de kulcsszerepet játszik az izolálás folyamatában, a szinaptotagmin. A kötőhártya membránja a szinaptobrevin közelében helyezkedik el. A Sinaptotagmin kalciumszenzorként szolgál: speciális Ca 2+ kötőhelyekkel rendelkezik, vagyis a szinaptotagmin lehetővé teszi a neurotranszmitter izolálását, amikor az akciós potenciál jön.
Alapozás 2
Annak érdekében, hogy végül összeszereljük a komplexet, szükségünk van egy másik komplex fehérjére. Összefogja a synaptobrevin és a syntaxin közötti hornyot, és funkciója a szinaptotagmin aktiválása. Amikor a komplex kötődik a komplexhez, a szinaptotagin képes lesz kötődni a kalciumot. Most a komplex összeállt, minden készen áll, és csak várni kell az akció potenciáljára.
És most - a neuron izgatott! Az axonhegyben lavina-szerű nátriumcsatornák nyílnak, a membrán depolarizálódik, a PD fut az axon mentén, és a preszinaptikus membránban megnyílik a kalciumcsatorna. Ca 2+ ionok lépnek be a citoplazmába. A szinaptotagmin öt darabot köt össze - egy helyet három, a másik kettő - és kölcsönhatásba lép a membrán lipidjeivel, hogy a pórus nyílik - egy átmenő lyuk a szemcséből a szinaptikus hasadékba. A fúzió másik fontos tényezője a fehérje komplex által létrehozott nyomás - a vezikulumot a preszinaptikus membránra nyomja.
És - könyörgés, neurotranszmitter a szinaptikus szakadékban!
De mi történik a SNARE / SM komplexekkel? Amikor az idő kiterjed, a fehérjék megváltoztatják elrendezésüket, és merőlegesek a membrán síkjára. És hamarosan az NSF - ilyen ATPáz - a citoplazmából származik, együtt a SNAP kofaktorával, és a SNARE / SM komplex szétesését okozza. Ezután a vezikula elkülönülhet a preszinaptikus membrántól, de itt különböző módon történhet meg:
irodalom
Tisztelt olvasók! Ha hibát talál a webhelyünkön, jelölje ki, és nyomja meg a ctrl + enter billentyűt. köszönöm!