Νέες ιδέες για το πώς το σχήμα κυττάρων επηρεάζει τα ποσοστά μεταφοράς πρωτεϊνών
Γενικά, οι πρωτεΐνες μεταφέρονται πιο αργά σε κύτταρα που είναι επιμήκη ή διακλαδισμένα από ό, τι σε κύτταρα που είναι στρογγυλά ή συμπαγή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση που πρέπει να ταξιδέψει μια πρωτεΐνη, τόσο πιο πιθανό είναι να υποβαθμιστεί ή να καταστραφεί πριν φτάσει στον προορισμό της. Επιπλέον, όσο πιο εμπόδια συναντά μια πρωτεΐνη, τόσο πιο πιθανό είναι να καθυστερήσει ή να σταματήσει.
Για παράδειγμα, μια πρωτεΐνη που μεταφέρεται από τον πυρήνα στην κυτταρική επιφάνεια πρέπει να ταξιδεύει μέσω του κυτταροπλάσματος, το οποίο είναι ένα γεμάτο περιβάλλον γεμάτο με οργανίδια και άλλα μόρια. Σε ένα στρογγυλό ή συμπαγές κύτταρο, η πρωτεΐνη θα πρέπει να ταξιδέψει σε μικρότερη απόσταση και θα αντιμετωπίσει λιγότερα εμπόδια από ό, τι σε ένα επιμήκη ή διακλαδισμένο κύτταρο. Ως αποτέλεσμα, η πρωτεΐνη θα μεταφερθεί πιο γρήγορα στο κύτταρο στρογγυλού ή συμπαγούς.
Το σχήμα ενός κυττάρου μπορεί επίσης να επηρεάσει τον ρυθμό μεταφοράς πρωτεϊνών επηρεάζοντας την οργάνωση του κυτταροσκελετού. Ο κυτταροσκελετός είναι ένα δίκτυο νηματίων και σωληναρίων που βοηθούν στην οργάνωση του εσωτερικού του κυττάρου και παρέχει ένα κομμάτι για τη μεταφορά πρωτεΐνης. Σε κύτταρα που έχουν καλά οργανωμένο κυτταροσκελετό, οι πρωτεΐνες μπορούν να μεταφερθούν πιο γρήγορα από ό, τι σε κύτταρα που έχουν αποδιοργανωμένο κυτταροσκελετό.
Εδώ είναι μερικά συγκεκριμένα παραδείγματα για το πώς το σχήμα των κυττάρων μπορεί να επηρεάσει τους ρυθμούς μεταφοράς πρωτεΐνης:
* Σε νευρώνες, οι οποίοι είναι μακρά και λεπτά κύτταρα, οι πρωτεΐνες μεταφέρονται από το κυτταρικό σώμα στις συνάψεις με μια διαδικασία που ονομάζεται μεταφορά αξονικής. Η αξονική μεταφορά προκαλείται από πρωτεΐνες κινητήρα που κινούνται κατά μήκος του κυτταροσκελετού. Το μακρύ και λεπτό σχήμα των νευρώνων επιτρέπει την αποτελεσματική αξονική μεταφορά, καθώς οι πρωτεΐνες του κινητήρα μπορούν να ταξιδεύουν σε μεγάλες αποστάσεις χωρίς να αντιμετωπίσουν πολλά εμπόδια.
* Στα επιθηλιακά κύτταρα, τα οποία είναι κύτταρα που ευθυγραμμίζουν τις επιφάνειες των οργάνων και των κοιλοτήτων, οι πρωτεΐνες μεταφέρονται από την κορυφαία επιφάνεια στην βασική επιφάνεια με μια διαδικασία που ονομάζεται transcytosis. Η τρανσφύτωση προκαλείται από κυστίδια που οφείλονται από την κορυφαία επιφάνεια και στη συνέχεια συγχωνεύονται με τη βασοτροφική επιφάνεια. Το σχήμα των επιθηλιακών κυττάρων επιτρέπει την αποτελεσματική τρανσκύτωση, καθώς τα κυστίδια μπορούν να ταξιδεύουν απευθείας από την κορυφαία επιφάνεια στην βασική επιφάνεια χωρίς να χρειάζεται να ταξιδεύουν μέσω του κυτταροπλάσματος.
* Σε ινοβλάστες, που είναι κύτταρα που βρίσκονται σε συνδετικό ιστό, οι πρωτεΐνες μεταφέρονται από το κυτταρικό σώμα στην περιφέρεια με μια διαδικασία που ονομάζεται εξάπλωση. Η διάδοση προκαλείται από τον κυτταροσκελετό, το οποίο βοηθά στη διάδοση του κυττάρου και στη δημιουργία μιας μεγάλης επιφάνειας. Το σχήμα των ινοβλάστες επιτρέπει την αποτελεσματική εξάπλωση, καθώς ο κυτταροσκελετός μπορεί εύκολα να επεκτείνει και να συστέλλεται για να αλλάξει το σχήμα του κυττάρου.
Συμπερασματικά, το κυτταρικό σχήμα μπορεί να επηρεάσει τους ρυθμούς μεταφοράς πρωτεϊνών μεταβάλλοντας την απόσταση που πρέπει να ταξιδεύουν οι πρωτεΐνες και ο αριθμός των εμποδίων που αντιμετωπίζουν. Αυτό μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στην αποτελεσματικότητα της μεταφοράς πρωτεϊνών εντός του κυττάρου.
