كتب formation and transportation

تتكون بعض الحويصلات حين تتبرعم من غشائي الشبكة الإندوبلازمية وجهاز غولجي. وتتكون حويصلات أخرى حين يحيط الغشاء الخلوي بمواد خارج الخلية.

كساء الحويصلة وجزيئات الشحنة

كساء الحويصلة هو مجموعة من البروتينات التي عملها تحديد انحناء الغشاء المانح، مشكلة حويصلة كروية الشكل. تعمل البروتينات الكسائية كذلك على الارتباط بمختلف المستقبلات البروتينية عبر الغشائية وتسمى مستقبلات الشحنة. تساعد هذه المستقبلات في اختيار المواد التي تدخل الخلية خلال الإدخال الخلوي المتواسط بالمستقبل أو النقل داخل الخلوي.

توجد ثلاث أنواع من أكسية الحويصلات: كلاثرين، COPI وبروتين الغطاء المعقد الثانوي. تساعد بروتينات الكساء المختلفة في تصنيف وتوجيه الحويصلات لوجهاتها الأخيرة. تتواجد أكسية الكلاثرين في الحويصلات التي تعمل في النقل بين جهاز غولجي والغشاء البلازمي، جهاز غولجي والدخلولات، وبين الغشاء البلازمي والدخلولات. الحويصلات المكسوة بـCOPI مسؤولة على النقل الرجوعي من غولجي إلى الشبكة الإندوبلازمية، في حين أن الحويصلات المكسوة بـCOPII مسؤولة على النقل التقدمي من الشبكة إلى غولجي.

يُعتقد أن الكلاثرين يتجمع نتيجة استجابةٍ لـ G بروتين. يتجمع الكساء البروتيني ويتفكك بسبب البروتين عامل ربوزة الـADP ‏ (ARF).

رسو الحويصلة

تتعرف البروتينات السطحية المسماة SNARE (سنار) على شحنة الحويصلة وتعمل بروتينات الـسنار المكملة في الغشاء المستهدف على اندماج الحويصلة بالغشاء المستهدف. يُفترض وجود بروتينات السنار الحويصلية (v-SNARES) على غشاء الحويصلة، في حين أن بروتينات السنار المكملة تتواجد على الأغشية المستهدفة وتعرف بـ(t-SNAREs). غالبا ما تصنف بروتينات السنار الحويصلية أو تلك الخاصة بالغشاء المستهدف بـ سنار Qa ،Qb ،Qc أو R نتيجة أنواع أخرى عديدة بدل تلك الخاصة بالحويصلة والغشاء المستهدف. يمكن مشاهدة مصفوفة من معقدات السنار في مختلف الأنسجة والأحياز الخلوية، مع تحديد 36 متغايرة (en) لدى البشر حتى لآن.

يُعتقد أن بروتينات الراب التنظيمية مسؤولة عن تجمع بروتينات السنار. بروتينات الراب هي بروتينات مرتبطة مع الـGTP تنظيمية وتتحكم في في ارتباط بروتينات السنار المكملة هذه لمدة كافية من الوقت ليُحلمِئ بروتين الراب رابطة الـGTP خاصته ويُثبّت الحويصلة بالغشاء.

اندماج الحويصلة

يحدث اندماج الحويصلة بطريقتين: الاندماج الكامل أو الاندماج الجزئي. يتطلب الاندماج أن يكون الغشاءان على مسافة 1.5 نانومتر من بعضهما، وليحدث ذلك يجب إزاحة الماء من سطح غشاء الحويصلة، وهذه العملية مستهلكة للطاقة وتقترح الأدلة أن هذه العملية تتطلب جزيئات ATP وأسيتيل مرافق الإنزيم-أ. للاندماج علاقة كذلك بالتبرعم، ومن ذلك يأتي استخدام المصطلح تبرعم واندماج.

تنظيم بالإنقاص في المستقبل

توسم البروتينات الغشائية التي تعمل كمستقبلات من أجل التنظيم بالإنقاص بإضافة اليوبيكويتين لها. بعد وصولها (البروتينات) إلى الدخلول عبر المسار الموضح بالأعلى، تبدأ الحويصلات بالتشكل داخل الدخلول آخذة معها البروتينات الغشائية التي كانت ستفكك، حين ينضج الدخلول ليصبح يحلولا أو يتحد مع واحد آخر، يتم تفكيك الحويصلات كليا. من دون هذه الآلية، لن يصل إلى لمعة اليحلول سوى الجزء خارج الخلوي من البروتينات الغشائية ويتم تفكيك هذا الجزء فقط.

بسبب هذه الحويصلات يُسمى الدخلول أحيانا جسم متعدد الحويصلات. مسار تكونها غير مفهوم كليا وذلك عكس الحويصلات المذكورة بالأعلى، السطح الخارجي للحويصلات ليس على اتصال بالعصارة الخلوية.

التحضير

إنتاج الحويصلات الغشائية هو أحد طرق البحث في مختلف الأغشية الخلوية. بعد أن يتم سحق النسيج الحيوي إلى مستعلق، تشكل مختلف الأغشية فقاعات صغيرة مغلقة. يمكن التخلص من أجزاء كبير من الخلايا المسحوقة عبر الطرد المركزي بطيء السرعة وبعدها يمكن استخلاص الجزء المرغوب به (غشاء بلازمي، فجوات ...) عبر الطرد المركزي السريع الدقيق في تدرج الكثافة. يمكن باستخدام الصدمة التناضحية فتح الحويصلات مؤقتا (وملئها بالمحلول المطلوب) وبعدها القيام بالطرد المركزي مجددا ثم إعادة العملية في محاليل مختلفة. تطبيق حاملات الأيون مثل الفالينومايسين يمكن أن يُنشئ تدرجات كهروكيميائية مشابهة للتدرجات داخل الخلايا الحية. تُستخدم الحويصلات عادة في نوعين من البحوث:

• لإيجاد واستخلاص المستقبلات الغشائية التي ترتبط خصيصا بالهرمونات وعدة جزيئات مهمة أخرى.
• لبحث وتقصي نقل مختلف الأيونات أو المواد الأخرى عبر نوع معين من الأغشية. في حين أن تقصي النقل يكون أكثر سهولة مع تقنيات الالتقاط الرقعي، يمكن عزل الحويصلات كذلك من مواد لا يمكن تطبيق الالتقاط الرقعي عليها.

حويصلات اصطناعية

تمت دراسة الحويصلات الفوسفوليبيدية كذلك في الكيمياء الحيوية، من أجل تلك الدراسات يمكن تحضير مستعلق حويصلات فوسفولبيدية عبر تقنيتي البثق أو الصواتة، أو بحقن محلول فوسفولبيدي إلى المحلول المنظم المائي الغشائي. يمكن بهذه الطريقة تحضير محاليل حويصلات مائية ذات مكونات فوسفولبيدية مختلفة، وكذلك ذات حويصلات بأحجام مختلفة.