Секреция

Секреция (лат. secretio «отделения, выделение») – процесс производства и выделение клеткой или железой любых веществ – секретов; этот процесс присутствует во всех живых организмах. Когда речь идет о процессе секреции в клетке, чаще всего подразумевается секреция белков, так как за большого размера и необходимую специфичность эти молекулы требуют использования сложных систем секреции. В частности клетками секретируются и разные другие сигнальные молекулы, вещества для защиты от патогенов или конкурентов (например, антибиотики), вещества для растворения пищи (т.е. экзоферментов), питательные вещества – если экзоферментов всегда имеют белковую природу, для остальных классов молекул это не обязательно. Клеточная секреция присутствует у эукариот, бактерий и архей. Некоторые структуры общие для всех них, например АТФ-связанные кассеты (ABC). Sec-система – другая система секреции сохранена и гомологична во всех доменах живых организмов, в других эукариот это транслокон Sec 61 в эндоплазматический ретикулум, у дрожжей – транслоконовий комплекс и комплекс Sec YEG в бактериях. Клетки эукариот имеют очень развитую систему, предназначенную для секреции белков. Белки для секреции, синтезируются рибосомами, прикрепленными к грубому эндоплазматического ретикулума. В процессе синтеза, эти белки сквозь мембрану в люмена (полости) эндоплазматического ретикулума, где они подвергаются посттрансляционным модификациям и где молекулярные шапероны помогают сворачиванию белка. Неправильно свернутые белки обычно опознаются и перемещаются обратно в цитозоля для деградации протеазомою. Везикулы, наполненные свернутыми должным образом белками форме и с мембран ЭР и транспортируются в аппарат Гольджи. В аппарате Гольджи белки подальше модифицируются, в частности расщепление и вуглуводневих групп. Затем белки перемещаются в секреторные пузырьки, которые путешествуют по цитоскелету к краю клетки. Последние модификации могут происходить в секреторных пузырьках (например инсулин расщепления проинсулина). Наконец везитулы сливаются с клеточной мембраной в процесса, известного как экзоцитоз, выделяя свое содержимое за пределы клетки. В течение всего описанного цикла поддерживается строгий биохимический контроль pH: в цитозоле pH составляет 7,4, в ЕР pH 7,0, в аппарате Гольджи pH 6,5. Секреторных пузырьков pH между 5,0 и 6,0; некоторые секреторные пузырьки развиваются в лизосомы с pH 4.8. Белки, выделяются (секоетуються), таких как FGF1 (aFGF), FGF2 (bFGF), интерлейкин-1 (IL1) и т.д. не имеют сигнальной последовательности. Они не используют традиционный способ через ЕР и аппарат Гольджи. Вместо этого они выделяются, различными нетрадиционными путями, в зависимости от типа клетки и вещества, выделившегося. Секреция присутствует во всех бактерий. Грамотрицательные бактерии имеют две мембраны, делая секрецию типологически сложнее. Так, известный как минимум пять специализированных систем секреции у бактерий: 1) Система секреции I типа: АТФ-связанные кассеты, упомянутые выше. 2) Система секреции II типа: Sec-система для транспортировки через внутреннюю мембрану и другая система для транспортировки через внешнюю мембрану. Эта система использует один из типов ворсинок, которые являются модификация Sec-системы, но отличные от первого типа. 3) Система секреции III типа (T3SS) гомологична мотору (базальном телу) бактериальных жгутиков. Она подобна молекулярного шприца, через который бактерия (например Shigella или Yersinia) может впрыснуть белки в эукариотические клетки. Низкая концентрация Ca 2 + в цитозоле открывает «ворота», которые регулируют TTSS. Система Hrp в патогенов растений используется для уприскання «гарпинив» к растительных клеток щлях подобного механизма. 4) Система секреции IV типа: Гомологические системам прикрепления бактерий и жгутика архей. Эта система способна к транспортировке как ДНК, так и белков. Как было выявлено, в Agrobacterium tumefaciens, эта система используется для ввода плазмиды Ti в клетку хозяина, который вызывает развитие опухоли. Helicobacter pylori использует систему секреции IV типа, чтобы впрыснуть белок Cag в эпителиальные клетки желудка. Bordetella pertussis, причинная агент коклюша, выделяет пертусиновий токсин частично через эту же систему. 5) Система секреции V типа, также называется автотранспортерною системе: использует систему sec для секреции через внутреннюю мембрану. Белки, которые прошли по этому пути, имеют свойство формировать бета-баррелей в своем C-Терминус и встоюватися в наружную мембрану для транспортировки остальных белка наружу. Наконец, бета-баррель может остаться во внешней мембране. Некоторые исследователи считают, что эти остатки автотранспортерив дали начало поринам, которые являются подобными бера-баррель. Бактерии, также как митохондрии и хлоропласты, используют другие специализированные транспортные системы, например двух-аргининнои трнанслокации (Tat) который, в отличие от Sec-зависимых систем, транспортирует через мембраны полностью згорнити белки. Название системы происходит от необходимости иметь два послидосних аргинина в сигнальной последовательности для использования этой системы. Часто многие клетки многоклеточных организмов действуют вместе, секретирующих одну вещество, оставляет район непосредственной близости клеток, хотя может как оставаться в организме (внутренняя секреция), так и покидать его (внешняя секреция). Если эти клетки объединены в органы, такие органы называются железами. Многоклеточные организмы, прежде всего животные и растения, выделяющие многочисленные гормоны, помогающие им регулировать жизнедеятельность организма, синхронизируя аткивнисть разных клеток. У животных, в дополнение к экзоферментов и гормонов, ткани тела также выделяют значительное количество веществ, обеспечивающих смазывания и влажность. Хотя в большинстве случаев процесс секреции внутренний, он может быть и внешним, например, большинство млекопитающих выделяют слезы, пот и молоко. Желудочные железы, окружающие желудок, имеют четыре различные виды клеток, которые выделяют вещества, необходимые для пищеварения. Эндокринные железы выделяют гормоны непосредственно в кровоток, который переносит их к месту назначения.