The Question
июль 2015.
1580

Говорят, что клетки используют пузырьки жидкого вещества, которое сами вырабатывают, для общения друг с другом. Как это работает?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
7
2 ответа
Поделиться

Клеткам самых разных организмов действительно надо принимать и реагировать на сигналы из окружающей среды, а также отправлять свои собственные. И эти сигналы имеют в основном химическую природу. То есть, клетки, грубо говоря, перекидываются молекулами.

Это нужно на каждом шагу. Например, клетки должны уметь реагировать на гормоны и нейромедиаторы (вещества, участвующие в передаче нервных импульсов), одни клетки должны иметь возможность передать другим, что столкнулись с вредным (или полезным) микробом, клетки должны получать сигналы о том, что им пора делиться, или наоборот, останавливать деления и менять каким-то образом свою жизнедеятельность (например, начать что-нибудь выделять, поменять форму или вообще умереть).

В роли сигнальных молекул могут быть как небольшие белки, так и совсем маленькая химия типа производных аминокислот или холестерина. В роли приемников сигнала выступают рецепторы — это обычно белки, сидящие в клеточных мембранах. Когда к ним снаружи клетки приходит сигнальная молекула, они могут немного поменять свою форму или отсоединить от себя кусок. Это, в свою очередь, запускает каскад подобных превращений уже внутри клетки. В результате, сигнал доходит до какого-нибудь белка, который умеет запускать работу, допустим, пары десятков определенных генов, продукты которых нужны для ответа на химический сигнал. Важное о здоровье Что делать, если, когда резко меняю положение тела, темнеет в глазах и начинает кружиться голова?Это правда, что на ночь лучше не класть телефон под подушку, потому что это может навредить здоровью?Можно ли пить жидкость сразу после приема пищи?Задать вопрос специалисту

С «пузырьками жидкого вещества» история следующая. Вся эта увлекательная биохимия происходит преимущественно в водных растворах. Без жидкости биологии не бывает. Но если речь идет об одной-двух молекулах, мы не можем сказать, жидкое это вещество или нет. Это просто молекулы в растворе.

Насчет пузырьков. Внутри клеток есть много разных отделов (органелл), которые выполняют разные задачи. Где-то хранятся гены, где-то синтезируются белки, где-то вырабатывается энергия и так далее. Органеллы преимущественно окружены мембранами — это такие двойные слои из молекул, которые не смешиваются с водой, как жир в бульоне, и умеют не пропускать через себя многие соединения. Мембраны очень важны для клеток, поскольку отделяют одни части от других и позволяют разделять в пространстве и упорядочивать разные процессы. Из мембран, помимо прочего, внутри клеток могут образовываться пузырьки. Если клетка что-то выделяет наружу, она очень часто использует именно такие пузырьки. В таком случае внутри клетки пузырек нагружается нужными веществами (да хоть теми же сигнальными молекулами) и отправляется к внешней клеточной мембране. После того, как пузырек с этой внешней мембраной сливается, его содержимое выбрасывается во внешнюю среду, где может достичь других клеток и что-то им, например, сообщить важное.

Эти «пузырьки» также известны как внеклеточные везикулы. Существует два основных типа везикул — оба они отвечают за процессы выделения клеток различных тканей в окружающую среду. Везикулы наиболее распространенного вида выделяются из клеток, циркулирующих в крови.

Более крупные пузырьки среди двух типов, называемые микровезикулами, составляют от 100 до 1000 нм в диаметре (таким образом, они от 1 до 10 тысяч раз меньше, чем один миллиметр на обычной линейке). Меньший тип внеклеточных везикул называется экзосомами. Их диаметр — от 20 до 100 нм.

Основное различие между двумя типами — помимо размера — состоит в способе их формирования. Экзосомы образуются из структур внутри клетки, называемых мультивезикулярными тельцами. В то же время микровезикулы образуются из материала, составляющего внешнюю мембрану клеток. Оба типа везикул играют роль переносчиков генетической информации, а также белков. Впрочем, белки в данном случае не только являются транспортируемым «грузом», но и содержатся в самой мембране везикул.

Точная природа взаимодействия клеток с этими везикулами по-прежнему требует более детального изучения. Предполагается, однако, что по причине их структуры, сходной со структурой других клеток, они могут быть просто «поглощены». Впрочем, этот процесс может проходить и более упорядоченно.

Было установлено, что достаточно большое количество физиологических функций, выполняемых внеклеточными везикулами, коррелирует, в том числе, с развитием заболеваний и поэтому может быть использовано в качестве биомаркеров для заболевания. Внеклеточные везикулы, кроме того, регулируют активность клеток и по этой причине могут оказывать влияние на развитие физиологических процессов, таких как способствование росту клеток.

Ответить