obshaya_tsitologia (1120994), страница 54
Текст из файла (страница 54)
180).В цистернах АГ происходит синтез полисахаридов, их взаимосвязь сбелками, приводящая к образованию мукопротеидов. Но главное, с помощьюэлементов аппарата Гольджи происходит процесс выведения готовыхсекретов за пределы клетки. Кроме того, АГ является источником клеточныхлизосом.Участие АГ в процессах выведения секреторных продуктов было оченьхорошо изучено на примере экзокринных клеток поджелудочной железы.Для этих клеток характерно наличие большого числа секреторных гранул(зимогеновых гранул), которые представляют собой мембранные пузырьки,285заполненные белковым содержимым. В составе белков зимогеновых гранулвходятразнообразныенуклеазы.Приферменты:секрециипротеазы,содержимоеэтихлипазы,карбогидразы,зимогеновыхгранулвыбрасывается из клеток в просвет железы, а затем перетекает в полостькишечника.Таккакосновнымпродуктом,выводимымклеткамиподжелудочной железы, является белок, то исследовали последовательностьвключения радиоактивных аминокислот в различные участки клетки (рис.181).
Для этого животным вводили меченную тритием аминокислоту (3Нлейцин) и с помощью электронно-микроскопической радиоавтографииследили во времени за локализацией метки. Оказалось, что через короткийпромежуток времени (3-5 мин) метка локализовалась только в базальныхучастках клеток, в участка, богатых гранулярным ЭР. Так как меткавключалась в белковую цепь во время синтеза белка, то было ясно, что ни взоне АГ, ни в самих зимогеновых гранулах синтез белка не происходит, а онсинтезируется исключительно в эргастоплазме на рибосомах. Несколькопозднее (через 20-40 мин) метка кроме эргастоплазмы была обнаружена взоне вакуолей АГ.
Следовательно, после синтеза в эргастоплазме белок былтранспортирован в зону АГ. Еще позднее (через 60 мин) меткаобнаруживалась уже и в зоне зимогеновых гранул. В дальнейшем меткуможно было видеть в просвете ацинусов этой железы. Таким образом, сталоясно, что АГ является промежуточным звеном между собственно синтезомсекретируемого белка и выведением его из клетки. Также подробнопроцессы синтеза и выведения белков были изучены на других клетках(молочная железа, бокаловидные клетки кишечника, щитовидная железа идр.), и были исследованы морфологические особенности этого процесса.Синтезированный на рибосомах экспортируемый белок отделяется инакапливается внутри цистерн ЭР, по которым он транспортируется к зонемембран АГ.
Здесь от гладких участков ЭР отщепляются мелкие вакуоли,содержащие синтезированный белок, которые поступают в зону вакуолей в286проксимальной части диктиосомы. В этом месте вакуоли могут сливатьсядруг с другом и с плоскими цис-цистернами диктиосомы. Таким образомпроисходит перенесение белкового продукта уже внутри полостей цистернАГ.По мере модификации белков в цистернах аппарата Гольджи, они спомощью мелких вакуолей переносятся от цистерн к цистерне в дистальнуючасть диктиосомы, пока не достигают трубчатой мембранной сети в трансучастке диктиосомы.
В этом участке происходит отщепление мелкихпузырьков,содержащихужезрелыйпродукт.Цитоплазматическаяповерхность таких пузырьков бывает сходна с поверхностью окаймленныхпузырьков,которыенаблюдаютсяприрецепторномпиноцитозе.Отделившиеся мелкие пузырьки сливаются друг с другом, образуясекреторные вакуоли. После этого секреторные вакуоли начинают двигатьсяк поверхности клетки, соприкасаются с плазматической мембраной, скоторой сливаются их мембраны, и, таким образом, содержимое этихвакуолей оказывается за пределами клетки. Морфологически этот процессэкструзии (выбрасывания) напоминает пиноцитоз, только с обратнойпоследовательностью стадий. Он носит название экзоцитоз.Такое описание событий является только общей схемой участия аппаратаГольджи в секреторных процессах.
дело усложняется тем, что одна и та жеклетка может участвовать в синтезе многих выделяемых белков, может ихдруг от друга изолировать и направлять к клеточной поверхности или же всостав лизосом. В аппарате Гольджи происходит не просто “перекачка”продуктов из одной полости в другую, но и постепенно идет их“созревание”, модификация белков, которая заканчивается “сортировкой”продуктов, направляющихся или к лизосомам, или к плазматическоймембране, или к секреторным вакуолям.287Модификация белков в аппарате ГольджиВ цис-зону аппарата Гольджи синтезированные в ЭР белки попадаютпосле первичного гликозилирования и редукции там же несколькихсахаридных остатков. В конечном итоге все белки там имеют одинаковыеолигосахаридные цепи, состоящие из двух молекул N-ацетилглюкозамина,шести молекул маннозы (рис.
182). В цис-цистернах начинается вторичнаямодификация олигосахаридных цепей и их сортировка на два класса. Врезультате олигосахариды на гидролитических ферментах, предназначенныхдля лизосом (богатые маннозой олгосахариды), фосфорилируются, аолигосахариды других белков, направляемых в секреторные гранулы, или кплазматической мембране, подвергаются сложным превращениям, теряя рядсахаров и присоединяя галактозу, N-ацетилглюкозамин и сиаловые кислоты.При этом возникает специальный комплекс олигосахаридов. Такиепревращения олигосахаридов осуществляются с помощью ферментов гликозилтрансфераз, входящих в состав мембран цистерн аппарата Гольджи.Так как каждая зона в диктиосомах имеет свой набор ферментовгликозилирования, то гликопротеиды как бы по эстафете переносятся изодного мембранного отсека (“этажа” в стопке цистерн диктиосомы) в другойи в каждом подвергаются специфическому воздействию ферментов. Так вцис-участке происходит фосфорилирование манноз в лизосомных ферментахиобразуетсяособаяманнозо-6-группировка,характернаядлявсехгидролитических ферментов, которые потом попадут в лизосомы.В средней части диктиосом протекает вторичное гликозилированиесекреторных белков: дополнительное удаление маннозы и присоединение Nацетилглюкозамина.Втранс-участкеколигосахариднойцепиприсоединяются галактоза и сиаловые кислоты (рис.
183).288Эти данные были получены совершенно разными методами. С помощьюдифференциального центрифугирования удалось получить раздельные болеетяжелые (цис-) компоненты аппарата Гольджи и более легкие (транс-) иопределить в них наличие гликозидаз и их продуктов. С другой стороны,используя моноклональные антитела к различным ферментам с помощьюэлектронной микроскопии удалось их локализовать прямо на срезах клеток.В ряде специализированных клеток в аппарате Гольджи происходит синтезсобственно полисахаридов.ВаппаратеГольджирастительныхклетокпроисходитсинтезполисахаридов матрикса клеточной стенки (гемицеллюлозы, пектины).Кроме того, диктиосомы растительных клеток участвуют в синтезе ивыделении слизей и муцинов, в состав которых входят также полисахариды.Синтез же основного каркасного полисахарида растительных клеточныхстенок, целлюлозы, происходит как уже говорилось, на поверхностиплазматической мембраны.В аппарате Гольджи клеток животных происходит синтез длинныхнеразветвленных полисахаридных цепей глюкозаиногликанов.
Один из них,гиалуроноваякислота,соединительнойвходящаяткани,содержитвсоставнескольковнеклеточноготысячматриксаповторяющихсядисахаридных блоков. Многие глюкозаиногликаны ковалентно связаны сбелками и образуют протеогликаны (мукопротеины). Такие полисахаридныецепи модифицируются в аппарате Гольджи и связываются с белками,которые в виде протеогликанов секретируются клетками.
В аппаратеГольджипроисходиттакжесульфатированиеглюкозаиногликановинекоторых белков.Сортировка белков в аппарате Гольджи289Итак, через аппарат Гольджи проходит по крайней мере, три потокасинтезированных клеткой нецитозольных белков: поток гидролитическихферментов в компартмент лизосом, поток выделяемых белков, которыенакапливаются в секреторных вакуолях, и выделяются из клетки только пополученииспециальныхсигналов,потокпостоянновыделяемыхсекреторных белков. Следовательно, должен быть какой-то специальныймеханизм пространственного разделения этих разных белков и их путейследования.В цис- и средних зонах диктиосом все эти белки идут вместе безразделения, они только раздельно модифицируются в зависимости от ихолигосахаридных маркеров.Собственно разделение белков, их сортировка, происходит в транс-участкеаппарата Гольджи.
Этот процесс не до конца расшифрован, но на примересортировкилизосомныхферментовможнопонятьпринципотбораопределенных белковых молекул (рис. 184).Известно, что только белки-предшественники лизосомных гидролазимеют специфическую олигосахаридную, а именно маннозную группу. Вцис-цистернах эти группировки фосфорилируются и дальше вместе сдругими белками переносятся от цистерны к цистерне, через среднюю зонув транс-участок.
Мембраны транс-сети аппарата Гольджи содержаттрансмембранный белок - рецептор (манноза-6-фосфатный рецептор или М6-Ф-рецептор), который узнает фосфорилированные маннозные группировкиолигосахаридной цепи лизосомных ферментов и связывается с ними. Этосвязывание происходит при нейтральных значениях рН внутри цистернтранс-сети. На мембранах эти М-6-Ф-рецепторные белки образуюткластеры, группы, которые концентрируются в зонах образования мелкихпузырьков,покрытыхклатрином.Втранс-сетиаппаратаГольджипроисходит их отделение, отпочковывание и дальнейший перенос к290эндосомам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
