Πώς οι κυτταρικές επεξεργασίες στρογγυλοποιούνται και απορρίπτουν κατεστραμμένες πρωτεΐνες

Τα κύτταρα έχουν αρκετούς μηχανισμούς για να στρογγυλοποιήσουν και να απορρίψουν τις κατεστραμμένες πρωτεΐνες. Αυτοί οι μηχανισμοί είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της κυτταρικής ομοιόστασης και την πρόληψη της συσσώρευσης συσσωματωμάτων τοξικών πρωτεϊνών που μπορούν να οδηγήσουν σε διάφορες ασθένειες. Ακολουθούν δύο πρωταρχικές διαδικασίες που εμπλέκονται σε αυτόν τον κυτταρικό καθαρισμό:

1. Αποικοδόμηση πρωτεασωμικής:

Το πρωτεάσωμα είναι ένα μεγάλο σύμπλεγμα πρωτεϊνών που βρίσκεται σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα που λειτουργεί ως κυτταρικό "τεμαχισμό" για κατεστραμμένες ή λανθασμένες πρωτεΐνες. Η διαδικασία της πρωτεασωμικής αποικοδόμησης περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα:

- ουβικιτίνη: Οι κατεστραμμένες πρωτεΐνες επισημαίνονται με μικρά μόρια πρωτεΐνης που ονομάζονται ουβικιτίνη. Αυτή η διαδικασία ετικέτας πραγματοποιείται από ένζυμα γνωστά ως λιγάσες ουβικιτίνης. Πολλαπλά μόρια ουβικιτίνης συνδέονται με την κατεστραμμένη πρωτεΐνη, σχηματίζοντας μια αλυσίδα πολυουβικιτίνης.

- Αναγνώριση πρωτεασώματος: Οι πολυουμπικιτινιωμένες πρωτεΐνες στη συνέχεια αναγνωρίζονται και δεσμεύονται από το πρωτεάσωμα.

- αποβουϊτοποίηση: Πριν από την κατεστραμμένη πρωτεΐνη μπορεί να αποικοδομηθεί, οι ετικέτες ουβικιτίνης αφαιρούνται με αποβουκικιτίνα ένζυμα.

- πρωτεόλυση: Μέσα στο πρωτεάσωμα, η κατεστραμμένη πρωτεΐνη ξεδιπλώνεται και διασχίζεται σε μικρά πεπτιδικά θραύσματα. Αυτά τα πεπτίδια στη συνέχεια ανακυκλώνονται από το κύτταρο ή υποβαθμίζονται περαιτέρω από άλλες πρωτεάσες.

2. autophagy:

Η αυτοφαγία είναι μια κυτταρική διαδικασία που είναι υπεύθυνη για την αποικοδόμηση και την ανακύκλωση διαφόρων κυτταρικών συστατικών, συμπεριλαμβανομένων των κατεστραμμένων πρωτεϊνών και οργανιδίων. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι αυτοφαγίας, αλλά ο πιο συνηθισμένος που εμπλέκεται στην απομάκρυνση των κατεστραμμένων πρωτεϊνών ονομάζεται μακροαυτοφαγία. Τα βήματα της μακροαυτοφαγίας περιλαμβάνουν:

- Σχηματισμός αυτοφαγοσωμάτων: Μία δομή διπλής μεμβράνης που ονομάζεται αυτοφαγοσώμα σχηματίζεται γύρω από τις κατεστραμμένες πρωτεΐνες και άλλα κυτταροπλασματικά συστατικά.

- σύντηξη με λυσοσώματα: Το αυτοφαγοσώμα στη συνέχεια συγχωνεύεται με ένα λυσοσώματα, ένα όξινο οργανίδιο που περιέχει υδρολυτικά ένζυμα.

- αποικοδόμηση: Μέσα στο λυσοσώματα, οι κατεστραμμένες πρωτεΐνες εκτίθενται στα λυσοσωμικά ένζυμα και διασπώνται στα βασικά δομικά τους στοιχεία (αμινοξέα). Αυτά τα δομικά στοιχεία στη συνέχεια ανακυκλώνονται από το κελί.

Συνοπτικά, η πρωτεασωμική αποικοδόμηση και η αυτοφαγία είναι δύο βασικές διεργασίες που χρησιμοποιούν τα κύτταρα για να στρογγυλοποιήσουν και να απορρίψουν τις κατεστραμμένες πρωτεΐνες. Με την αφαίρεση των κατεστραμμένων πρωτεϊνών και των συσσωματωμάτων πρωτεϊνών, τα κύτταρα μπορούν να διατηρήσουν τη σωστή λειτουργία τους και να προστατευθούν από τις επιβλαβείς επιδράσεις της λανθασμένης αναδίπλωσης και της συσσωμάτωσης των πρωτεϊνών.