Комплекс Гольджи и его паталогии

Первоначально предполагалось, что связывающиеся с мембраной ARF1 и коатомер участвуют неселективно в формировании транспортных пузырьков. Данная модель предполагала наличие значительного потока транспортируемых веществ через секреторные пути и постулировала, что полимеризация коатомера, управляемая посредством циклизации ГТФ с помощью ARF1, обеспечивает механико-химическую энергию для образования пузырьков .В результате проведенных с тех пор разнообразных исследований указанная точка зрения была скорректирована . Активация ARF1 оказывает значительное влияние на фосфолипидный состав мембраны и стимулирует встройку, актина и других белков цитозоля в мембраны Гольджи. Это предполагает способность ARF1 облегчать процессы сортировки, эндоцитоза и стыковки мембран комплекса Гольджи.

Для фрагмента коатомера была также обнаружена способность связывать два остатка лизина в С-концевом мотиве трансмембранных белков , обеспечивающих циклический транспорт между Гольджи и ЭР и функционирующих, как предполагают, в качестве возвращающих в ЭР последовательностей. Взаимодействуя подобным образом с цитоплазматическими фрагментами транспортирующих белков, COPI может собирать транспортируемые вещества в везикулы и опосредовать сортировку транспортирных белков.

Что касается последней из указанных функций, предметом значительных дискуссий был вопрос о том, упаковывает ли мембраносвязанный COPI транспортируемые вещества в везикулы экзо- или эндоцитозного или обоих типов.

У дрожжей мутантные субъединицы COPI были идентифицированы по схеме, разработанной для обнаружения мутантов, неспособных удерживать/реутилизировать маркированные двумя остатками лизина молекулы при сохранении остальной части цикла.

В результате возникло предположение о том, что ассоциированный с содержащими дилизиновые мотивы трансмембранными транспортирующими белками COPI опосредует обратный транспорт. Однако, дальнейший анализ отдельных аллелей sec21 (гамма-COP) показал наличие зависящих от типа транспортируемого вещества селективных дефектов и при прямом транспорте. Более того, коатомер распознает также последовательности, родственные дилизиновым и диаргининовым, в цитоплазаматических фрагментах белков p24 , большого семейства потенциальных переносчиков, которыми изобилует Гольджи и для которых было показано участие в двунаправленном транспорте . С учетом этих, как и предыдущих биохимических и морфологических данных, подтверждающих роль коатомера в прямом транспорте, становится неясным направление (т. е., прямое или обратное) переноса везикул. Дополнительная возможность заключается в том, что опосредованная ARF1 ассоциация COPI с мембраной может служить для латерального разделения белков и липидов в отдельные группы, транспортируемые в дальнейшем прямым или обратным способом. Наличие данной функции было предложено в результате наблюдения того, что блокирование ассоциации COPI с мембраной у мутантов с ингибированием ARF1 либо посредством обработки брефельдином А (BFA) , предотвращающим активацию ARF1, само по себе не препятствует мембранному транспорту, но дестабилизирует его, что приводит к неселективности возврата белков в ЭР

 

Глава 4. Комплекс Гольджи при патологиях.

Структуры Гольджи образованы сплющенными мешочками (вакуолями), содержащими секреторные гранулы и анастамозами, которые взаимосвязаны с эндоплазматическим  ретикулумом. В них протеины, предназначенные для секреции, конъюгируются с углеводными группами. Величина аппарата Гольджи связана с синтетической активностью клетки и обусловлена либо уровнем наружной секреции, например, в печени или поджелудочной железе, либо интенсивностью синтеза, необходимой для жизнедеятельности самой клетки, например, в нейронах.

Морфологические проявления нарушений секреторной функции выражаются или в виде гиперплазии пластинчатого комплекса, то есть увеличения площади его мембран и количества секреторных гранул, либо в виде атрофии пластинчатого комплекса, что сопровождается редукцией (уменьшением) вакуолей и потерей секреторных гранул. Гиперплазия аппарата Гольджи обычно сочетается с гиперплазией эндоплазматического ретикулума. Если синтез тех или иных веществ опережает их секрецию и выведение, то эти вещества накапливаются в аппарате Гольджи и могут его повреждать. Например, накопление желчи в гепатоцитах при холестазе. Атрофия аппарата Гольджи свидетельствует о снижении его функциональной активности. Одной из причин такого снижения может быть белковое голодание, а также нарушение взаимодействия пластинчатого комплекса с эндоплазматической сетью.

Нарушения функции пластинчатого комплекса наблюдается при:

• врожденных расстройствах. Очень часто данные нарушения ассоциируют с патологией лизосом (местом образования и заполнения и заполнение их ферментами служит данный комплекс). Например, генетический дефект галактозилтрансферазы нарушает упаковку и возможно доставку галактозилированных белков (муколипидоз 2 типа). Дефицит маннозидазы приводит к маннозидозу - нарушается отщепление монозилов от белков в комплексе Гольджи. Данная патология характеризуется накоплением в лизосомах олигосахаридов, что клинически проявляется задержкой психомоторного развития, дисплазией скелета, гепатоспленомегалией и др.; 

• приобретенных расстройств. Например, белок G вируса везикулярного стоматита, «заселяет» комплекс Гольджи инфицированной клетки, тем самым нарушает его функцию (сортировку и дальнейший транспорт клеточных продуктов). Возможно нарушение в нем и процессов гликозилирования при хронической гипергликемии (сахарный диабет).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Албертс Б., Брей Д., Льюс Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки, т. 1. М., 1994

2. Власова З.А. Биология. Справочник  студента - М., 2001

3. Воронцов Н. Н., Сухорукова Л. Н. Эволюция органического мира - М., 2002

4. Грин Н. Биология - М., 2003

5. Де Робертис Э. Новинский В., Саэс Ф. Биология клетки. М., Мир, 2001

6. Зегнбуш П. Молекулярная и клеточная  биология. М., Мир, т2004

7. Камлюк Л.В. Биология в вопросах  и ответах - Минск, 1994

8. Краткий справочник по химии, под ред. О. Д. Куриленко, 4 изд.. К., 1974

9. Лемеза Н.А. Пособие по биологии - Минск, 1998

10. Мамонтов С.Г. Биология - М., 2004

11. Меншуткин Н. А., Очерк развития  химических воззрений, СПБ, 1888

12. Некрасов Б. В. Основы общей  химии. М., 2001

13. Неницеску К. Д. Общая химия. Пер. с рум./ Под ред. Аблова А. В. - М.: Мир, 1968.

14. Свенсон К., Уэбстер П. Клетка. М., Мир, 2000.

15. Сидоров Е.П. Общая биология - М., 2003

16. Соловьев Ю. И., Эволюция основных  теоретических проблем химии, М., 1971

17. Справочник химика, под ред. Б. П. Никольского, 2 изд., т. 1-6, М. - Л., 1965

18. Химическая энциклопедия: в 5 т. /Глав. ред. Кнунянц И.Л., Зефиров Н.С. - М.: Советская энциклопедия, Большая  Российская энциклопедия, 1988-1998.

19. Хэм А., Кормак Д. Гистология, т. 1. М., 1982

20. Ченцов Ю.С., Поляков В.Ю. Ультраструктура  клеточного ядра. М., Наука, 2004

21. Ярыгин В.Н. Биология - М., 2001