Vesícula, Tipos de vesículas, La formación de vesículas y el transporte



En la biología celular, una vesícula es una pequeña burbuja dentro de una célula, y por lo tanto un tipo de orgánulo. Encerrado por bicapa de lípidos, vesículas pueden formarse naturalmente, por ejemplo, durante la endocitosis. Alternativamente, se pueden preparar artificialmente, cuando son llamados liposomas. Si sólo hay una bicapa de fosfolípidos, que se denominan vesículas unilamelares, de lo contrario se les llama multilamelares. La membrana que encierra la vesícula es similar a la de la membrana plasmática, y las vesículas puede fusionarse con la membrana plasmática para liberar su contenido fuera de la célula. Las vesículas también pueden fusionarse con otros orgánulos dentro de la célula.

Las vesículas realizan una variedad de funciones. Debido a que está separado del citosol, el interior de la vesícula puede ser hecho para ser diferente del entorno citosólica. Por esta razón, las vesículas son una herramienta básica que se utiliza por la célula para la organización de sustancias celulares. Las vesículas están involucrados en el metabolismo, el transporte, el control de flotabilidad, y el almacenamiento de la enzima. También pueden actuar como cámaras de reacción químicos.

Tipos de vesículas

Las vacuolas

Las vacuolas son vesículas que contienen principalmente agua.

  • Las células vegetales son conocidos por tener una gran vacuola central en el centro de la célula que se utiliza para el control osmótico y almacenamiento de nutrientes.
  • Vacuolas contráctiles se encuentran en ciertos protistas, especialmente los de Ciliophora Phylum. Estas vacuolas toman el agua desde el citoplasma y excretan de la célula para evitar la rotura debido a la presión osmótica.

Los lisosomas

  • Los lisosomas o "células suicidas" están involucrados en la digestión celular. La comida puede ser tomado de fuera de la célula en vacuolas de alimentos mediante un proceso denominado endocitosis. Estos alimentos vacuolas fusionan con los lisosomas, que descomponen los componentes para que puedan ser usados en la celda. Esta forma de alimentación celular se llama fagocitosis.
  • Los lisosomas también se utilizan para destruir las organelas defectuosos o dañados en un proceso llamado autofagia. Se fusionan con la membrana del orgánulo dañado, digerirlo.

Transporte de vesículas

  • Vesículas de transporte se pueden mover entre las ubicaciones de moléculas dentro de la célula, por ejemplo, las proteínas desde el retículo endoplásmico rugoso al aparato de Golgi.
  • Las proteínas unidas a la membrana y secretada se hacen en los ribosomas que se encuentran en el retículo endoplásmico rugoso. La mayoría de estas proteínas maduras en el aparato de Golgi antes de ir a su destino final, que puede ser a los lisosomas, peroxisomas, o fuera de la célula. Estas proteínas se desplazan dentro de la célula en el interior de vesículas de transporte.

Vesículas secretoras

Las vesículas secretoras contienen los materiales que han de ser excretada de la célula. Las células tienen muchas razones para excretar materiales. Una de las razones es para eliminar los residuos. Otra razón está ligada a la función de la célula. Dentro de un organismo mayor, algunas células se especializan para producir ciertos químicos. Estas sustancias químicas se almacenan en vesículas secretoras y se liberan cuando sea necesario.

 Tipos de vesículas secretoras

  • Las vesículas sinápticas se encuentran en los terminales presinápticos en las neuronas y los neurotransmisores tienda. Cuando una señal se reduce un axón, las vesículas sinápticas se fusionan con la membrana celular liberando el neurotransmisor de modo que pueda ser detectada por moléculas receptoras en la siguiente célula nerviosa.
  • En los animales tejidos endocrinos liberan hormonas en el torrente sanguíneo. Estas hormonas se almacenan dentro de vesículas secretoras. Un buen ejemplo es el tejido endocrino que se encuentra en los islotes de Langerhans en el páncreas. Este tejido contiene muchos tipos de células que se definen por los cuales las hormonas que producen.
  • Las vesículas secretoras tienen las enzimas que se utilizan para hacer que las paredes celulares de las plantas, protistas, hongos, bacterias, arqueas y células, así como la matriz extracelular de las células animales.

Otros tipos de vesículas

  • Vesículas de gas se utilizan por arqueas, bacterias y microorganismos planctónicos, posiblemente para controlar la migración vertical, regulando el contenido de gas y por lo tanto la flotabilidad, o, posiblemente, a la posición de la célula para el aprovechamiento máximo de la luz solar.
  • Vesículas de matriz se encuentran dentro del espacio extracelular, o matriz. Usando microscopía electrónica, pero de forma independiente, que fueron descubiertos en 1967 por H. Clarke Anderson y Ermanno Bonucci. Estas vesículas derivadas de células están especializadas para iniciar la biomineralización de la matriz en una variedad de tejidos, incluyendo el hueso, el cartílago, y la dentina. Durante la calcificación normal, una importante afluencia de iones de calcio y de fosfato en las células acompaña a la apoptosis celular y la formación de vesículas de matriz. El calcio de carga también conduce a la formación de fosfatidilserina: calcio: complejos de fosfato en la membrana plasmática mediada en parte por una proteína llamada anexinas. Matriz de vesículas brote de la membrana plasmática en los sitios de interacción con la matriz extracelular. Por lo tanto, vesículas de matriz transmiten a la matriz extracelular de calcio, fosfato, los lípidos y las anexinas que actúan para la formación de minerales nucleada. Estos procesos están coordinados con precisión para llevar a cabo, en el lugar adecuado y la hora, la mineralización de la matriz del tejido a menos que el aparato de Golgi son inexistentes.
  • Cuerpo multivesiculares o MVB, es una vesícula de membrana que contiene una serie de vesículas más pequeñas.

La formación de vesículas y el transporte

Algunas vesículas se hacen cuando parte de la membrana aprieta fuera del retículo endoplasmático o el complejo de Golgi. Otros se hacen cuando un objeto fuera de la célula está rodeada por la membrana celular.

La captura de moléculas de carga

El conjunto de vesículas requiere numerosas capas para rodean y se unen a las proteínas que se transportan; estos se unen a la vesícula capa. También atrapan diversas proteínas receptoras transmembrana, llamados receptores de carga, que a su vez trampa de las moléculas de carga.

Escudo Vesícula

La capa de vesícula sirve para esculpir la curvatura de una membrana donante, y para seleccionar proteínas específicas como carga. Selecciona carga de proteínas mediante la unión a señales de clasificación. De esta manera los grupos capa vesícula seleccionados carga de proteínas de membrana en brotes nacientes vesícula.

Hay tres tipos de abrigos de vesícula: clatrina, COPI y COPII. Clathrin capas se encuentran en el tráfico de vesículas entre el aparato de Golgi y la membrana plasmática, el aparato de Golgi y los endosomas, y la membrana plasmática y los endosomas. Vesículas recubiertas COPI son responsables de transporte retrógrado desde el Golgi a la sala de emergencia, mientras que las vesículas revestidas COPII son responsables de transporte anterógrado de la ER al Golgi.

La capa de clatrina se piensa para montar en respuesta a la proteína G reguladora. Una capa coatomer monta y desmonta debido a una proteína ARF.

Acoplamiento de vesículas

Marcadores de superficie llamados SNAREs identificar la carga del vesícula y trampas complementarias en el acto membrana diana para provocar la fusión de la vesícula y la membrana diana. Tales v-SNARES se planteó la hipótesis de que existe en la membrana de la vesícula, mientras que los complementarios en la membrana diana son conocidas como T-trampas.

A menudo trampas asociadas con vesículas o membranas de destino están en su lugar clasificado como Qa, Qb, Qc, o R trampas, debido a una mayor variación que el simple v-o t-SNARE. Una serie de diferentes complejos SNARE se puede ver en diferentes tejidos y compartimentos subcelulares, con 36 isoformas actualmente identificadas en los seres humanos.

Rab proteínas reguladoras se cree que inspeccione la unión de las trampas. Proteínas Rab es una proteína de unión a GTP reguladora, y controla la unión de estas trampas complementarias durante un tiempo suficientemente largo para la proteína Rab a su hidrolizar GTP y bloquear la vesícula sobre la membrana.

Fusión de vesículas

 Más información: fusión de vesículas

La fusión de vesículas puede ocurrir en una de dos maneras: la fusión completa o un beso y ejecutar fusión. Fusión requiere las dos membranas para ser interpuesto dentro de 1,5 nm de cada uno. Para que esto ocurra agua debe ser desplazado desde la superficie de la membrana de la vesícula. Esta es energéticamente desfavorable y evidencia sugiere que el proceso requiere ATP, GTP, y acetil-CoA, la fusión también está vinculada a ciernes, por lo que surge el término en ciernes y de fusión.

Las vesículas de regulación a la baja del receptor

Las proteínas de membrana que sirven como receptores a veces se etiquetados para la regulación a la baja por la unión de la ubiquitina. Después de llegar a un endosoma través de la vía se describe anteriormente, las vesículas se empiezan a formar en el interior del endosoma, llevándose con ellos las proteínas de la membrana destinadas para la degradación; Cuando el endosoma o bien madura para convertirse en un lisosoma o se une con uno, las vesículas se degradan completamente. Sin este mecanismo, sólo la parte extracelular de las proteínas de la membrana alcanzaría el lumen del lisosoma, y sólo esta parte sería degradado.

Es a causa de estas vesículas que el endosoma se conoce a veces como un cuerpo multivesiculares. La vía a su formación no se entiende completamente, a diferencia de las otras vesículas descritas anteriormente, la superficie exterior de las vesículas no está en contacto con el citosol.

Preparación de vesículas

 Vesículas aisladas

La producción de vesículas de la membrana es uno de los métodos para investigar diversas membranas de la célula. Después de que el tejido vivo es aplastado en suspensión, diversas membranas forman pequeñas burbujas cerradas. Grandes fragmentos de las células trituradas pueden ser descartados después por centrifugación a baja velocidad y luego la fracción del origen conocido se pueden aislar por centrifugación precisa de alta velocidad en el gradiente de densidad. Uso de choque osmótico, es posible vesículas temporalmente abiertas y luego centrifugado de nuevo y resuspender en una solución diferente. La aplicación de ionóforos como valinomicina puede crear gradientes electrochemic que son comparables a los gradientes dentro de la célula viva.

Las vesículas se utilizan principalmente en dos tipos de investigación:

  • Para encontrar y después aislar receptores de membrana que se unen específicamente hormonas y diversas otras sustancias importantes.
  • A investigar el transporte de diversos iones u otras sustancias a través de la membrana del tipo dado. Mientras que el transporte puede ser más fácil investigó con técnicas de patch clamp, vesículas también se pueden aislar de los objetos para que la pinza de parche no es aplicable.

Vesículas artificiales

Vesículas de fosfolípidos también han sido estudiados en bioquímica. Para tales estudios, una suspensión de vesículas de fosfolípidos homogénea se puede preparar por tratamiento con ultrasonidos, la inyección de una solución de fosfolípidos en las membranas solución tampón acuosa. De esta manera soluciones de vesículas acuosas se pueden preparar de diferente composición de fosfolípidos, así como diferentes tamaños de vesículas.