Τι καθορίζει εάν μια πρωτεΐνη εξάγεται από κύτταρο ή χρησιμοποιείται μέσα στο κελί;
1. Ακολουθίες σήματος:
* Πεπτίδια σήματος: Αυτές είναι σύντομες αλληλουχίες αμινοξέων στο Ν-τελικό άκρο των πρωτεϊνών που προορίζονται για έκκριση. Λειτουργούν ως "ταχυδρομικοί κώδικες" που καθοδηγούν την πρωτεΐνη στο ενδοπλασματικό δίκτυο (ER), το πρώτο βήμα στην εκκριτική οδό.
* Ακολουθίες στόχευσης: Ορισμένες πρωτεΐνες έχουν πρόσθετα σήματα που τα κατευθύνουν σε συγκεκριμένα οργανίδια εντός του κυττάρου, όπως τα μιτοχόνδρια, οι χλωροπλάστες ή ο πυρήνας.
2. Δέσμευση ριβοσώματος:
* Δωρεάν ριβοσώματα: Οι πρωτεΐνες που συντίθενται από ριβοσώματα ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα προορίζονται γενικά για χρήση εντός του κυττάρου.
* δεσμευμένα ριβοσώματα: Τα ριβοσώματα που συνδέονται με τις ER συνθέτουν πρωτεΐνες που προορίζονται για την εκκριτική οδό.
3. Ενδοπλασματικό δίκτυο (ER) και συσκευή Golgi:
* μετατόπιση: Οι πρωτεΐνες με πεπτίδια σήματος μετατοπίζονται στον αυλό ER, όπου υποβάλλονται σε αναδίπλωση και τροποποιήσεις.
* Συσκευή Golgi: Οι πρωτεΐνες ταξιδεύουν μέσω της συσκευής Golgi, που υποβάλλονται σε περαιτέρω τροποποιήσεις όπως η γλυκοζυλίωση. Αυτή η διαδικασία ταξινόμησης συμβάλλει στον προσδιορισμό του τελικού προορισμού της πρωτεΐνης.
4. Αναδίπλωση και τροποποίηση πρωτεϊνών:
* σωστή αναδίπλωση: Οι λανθασμένες πρωτεΐνες συχνά στοχεύουν στην υποβάθμιση.
* Τροποποιήσεις: Η γλυκοζυλίωση, η φωσφορυλίωση και άλλες τροποποιήσεις μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία και τον προορισμό μιας πρωτεΐνης.
5. Φυσική μεταφορά:
* εκκριτικά κυστίδια: Οι πρωτεΐνες που προορίζονται για έκκριση συσκευάζονται σε κυστίδια που απομακρύνονται από τη συσκευή Golgi και συγχωνεύονται με την κυτταρική μεμβράνη, απελευθερώνοντας την πρωτεΐνη έξω από το κύτταρο.
* Άλλα κυστίδια: Οι πρωτεΐνες που στοχεύουν σε άλλα οργανίδια συσκευάζονται σε συγκεκριμένα κυστίδια για μεταφορά.
6. Κυτταρική σηματοδότηση και ρύθμιση:
* Περιβαλλοντικά σήματα: Το περιβάλλον του κυττάρου μπορεί να επηρεάσει την παραγωγή πρωτεϊνών και την έκκριση. Για παράδειγμα, οι ορμόνες μπορούν να ενεργοποιήσουν την απελευθέρωση συγκεκριμένων πρωτεϊνών.
* Εσωτερική ρύθμιση: Οι κυτταρικές διεργασίες όπως οι βρόχοι ανάδρασης και οι αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών μπορούν να ελέγξουν την έκφραση και την εμπορία πρωτεϊνών.
Συνοπτικά: Ο συνδυασμός αλληλουχιών σήματος, δέσμευσης ριβοσώματος, επεξεργασίας ER και Golgi, αναδίπλωσης πρωτεϊνών και τροποποίησης και κυτταρικών οδών σηματοδότησης καθορίζει εάν μια πρωτεΐνη εξάγεται από το κύτταρο ή χρησιμοποιείται εσωτερικά.
