Πώς τα προκαρυωτικά κύτταρα εκκρίνουν πρωτεΐνες;
1. Σύνθεση πρωτεϊνών:
* Ο γενετικός κώδικας για την πρωτεΐνη μεταγράφεται σε mRNA.
* Τα ριβοσώματα μεταφράζουν το mRNA σε μια πολυπεπτιδική αλυσίδα.
2. Στόχευση στο μονοπάτι έκκρισης:
* Οι περισσότερες εκκρινόμενες πρωτεΐνες έχουν ακολουθία σήματος , μια σύντομη έκταση αμινοξέων στο Ν-τελικό τους άκρο.
* Αυτή η ακολουθία σήματος λειτουργεί ως "ταχυδρομικός κώδικας", κατευθύνοντας το πολυπεπτίδιο στο sec translocon , ένα κανάλι πρωτεΐνης ενσωματωμένο στην κυτταρική μεμβράνη.
3. Μετατόπιση σε όλη τη μεμβράνη:
* Το SEC Translocon τραβάει την αλυσίδα πολυπεπτιδίων μέσω της μεμβράνης, ξεδιπλώνοντας την όπως πηγαίνει.
* πρωτεΐνες συνοδευτικής Βοηθήστε στη διαδικασία, εμποδίζοντας το πολυπεπτίδιο από την εσφαλμένη αναδίπλωση.
4. Αναδίπλωση και τροποποίηση:
* Μόλις έξω από το κελί, το πολυπεπτιδικό διπλώνει στην ιθαγενή τρισδιάστατη δομή του.
* Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει περαιτέρω τροποποίηση, όπως γλυκοζυλίωση ή φωσφορυλίωση.
5. Μηχανισμοί έκκρισης:
* Υπάρχουν δύο κύριοι μηχανισμοί έκκρισης:
* εξαρτώμενη από το δευτερόλεπτο μονοπάτι: Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη οδός, χρησιμοποιώντας τις πρωτεΐνες SEC Translocon και Chaperone.
* Tat Pathway: Αυτή η οδός μεταφέρει διπλωμένες πρωτεΐνες κατά μήκος της μεμβράνης, απαιτώντας μια συγκεκριμένη ακολουθία σήματος.
6. Στόχευση σε συγκεκριμένες τοποθεσίες:
* Ορισμένες εκκρινόμενες πρωτεΐνες κατευθύνονται περαιτέρω σε συγκεκριμένες θέσεις, όπως το κυτταρικό τοίχωμα, ο περιπλός ή το εξωκυτταρικό περιβάλλον.
Βασικοί παίκτες στην έκκριση:
* seca: Μια πρωτεΐνη που συνδέεται με την αλληλουχία σήματος και οδηγεί το πολυπεπτίδιο μέσω του SEC Translocon.
* secb: Μια πρωτεΐνη συνοδευτικής που εμποδίζει την πρόωρη αναδίπλωση του πολυπεπτιδίου.
* secy, sece, secg: Αυτές οι πρωτεΐνες σχηματίζουν το κανάλι Translocon SEC.
* πεπτιδάση σήματος: Ένα ένζυμο που διασπά την αλληλουχία σήματος από την ώριμη πρωτεΐνη.
* chaperones: Πρωτεΐνες που βοηθούν στην αναδίπλωση πρωτεϊνών και αποτρέπουν τη συσσωμάτωση.
Παράδειγμα:
* Βακτηριακές τοξίνες: Πολλές βακτηριακές τοξίνες εκκρίνονται πρωτεΐνες που προκαλούν ασθένεια.
* ένζυμα: Ορισμένα βακτήρια εκκρίνουν ένζυμα που τους βοηθούν να σπάσουν τα τρόφιμα ή να εισβάλλουν σε κύτταρα ξενιστή.
* εξαρτήματα κυτταρικού τοιχώματος: Τα βακτήρια εκκρίνουν πρωτεΐνες που χτίζουν το κυτταρικό τους τοίχωμα.
Διαφορές από τους ευκαρυώτες:
* Τα προκαρυωτικά κύτταρα στερούνται της συμπλέγματος συσκευής Golgi που βρίσκεται σε ευκαρυώτες.
* Η έκκριση πρωτεϊνών σε προκαρυωτικά είναι συνήθως απλούστερη και πιο αποτελεσματική.
Αυτή η απλουστευμένη επισκόπηση υπογραμμίζει τα σημαντικότερα βήματα στην προκαρυωτική πρωτεϊνική έκκριση. Η διαδικασία είναι πολύπλοκη και ρυθμίζεται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της εκκρινόμενης ειδικής πρωτεΐνης, των περιβαλλοντικών συνθηκών και των κυτταρικών σημάτων.
