اندوزومها، وزیکولهای سیتوزولی متصل به غشاء میباشند که دارای سه محفظه اصلی هستند که عبارتاند از محفظههای اندوزومی اولیه، تاخیری و بازیافتی. اندوزومها بخش جدانشدنی فرآیند اندوسیتوزی هستند و از این رو در فرآیندهای فیزیولوژیکی مختلف مانند جذب مواد مغذی، دستهبندی و تحویل درشتمولکولها و تنظیم گیرندههای سطح سلول و بیان ژنهای کوتکنندهی ناقلها نقش اساسی دارند.
سلولهای یوکاریوتی، درشتمولکولها و سایر مواد را از محیط اطراف توسط مسیر اندوسیتوزی میبلعند. قسمتی از غشای پلاسمایی برای جذب موادی که قرار است وارد سلول شود، با غلاف شدن، باعث تشکیل وزیکولی حاوی مواد میشود که در پی آن به داخل سلول میرود.
سپس این وزیکولها به اندوزومهای اولیه که محفظه مرتب سازی اصلی مسیر اندوسیتوزی هستند، میپیوندد. از اندوزومهای اولیه، مواد وارد شده یا به غشای پلاسما برای استفاده مجدد میروند یا برای تجزیه به لیزوزومها منتقل میشوند.
اندوزومهای اولیه دارای دو نوع منطقه هستند: لولهای و واکوئلی. اندوزومهای تاخیری از دنبالههای واکوئلی تولید میشوند و در نزدیکی هسته قرار دارند. موادی که در تخریب لیزوزومی مورد هدف قرار میگیرند، از اندوزومهای اولیه به اندوزومهای تاخیری توسط وزیکولهای حامل اندوسیتوزی منتقل میشوند.
وزیکولهای منتقل کننده که هیدرولازهای لیزوزومی را از شبکه ترانس گلژی (TGN) حمل میکنند، با اندوزومهای تاخیری ترکیب میشوند و منجر به تکامل اندوزومهای تاخیری به لیزوزوم میشوند. در داخل لیزوزومها، هیدرولازهای اسیدی به تجزیه موادی که وارد شدهاند سرعت میبخشند.
بخشی از مواد وارد شده درون سلول وارد اندوزومهای تاخیری نمیشود و به سرعت به غشای پلاسما برای استفادهی مجدد باز میگردند. چنین موادی از طریق لولههایی با قطر باریک از محفظه اندوزومی مرتبسازی به محفظه به کارگیری مجدد اندوسیتوزی منتقل میشوند. مواد توسط وزیکولهای منتقل کننده که از منطقههای لولهای اندوزومی جوانه میزنند، به غشای پلاسمایی برای استفادهی مجدد باز میگردند.
وظایف اندوزومها چیست؟
اندوزومها در بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی مهم، نقش فعال دارند. یکی از وظایف اصلی اندوزومها تنظیم بیان گیرنده/انتقال دهنده تراغشایی است.
پیام رسانی گیرنده تراغشایی
اتصال لیگاند به منطقه خارجی سلول گیرنده تراغشایی، آبشاری از پیامرسانی را آغاز میکند که برای حفظ ارتباط بین محیطهای درونسلولی و خارجسلولی حیاتی هستند. پس از فعال شدن توسط لیگاندها، این گیرندههای تراغشایی وارد مسیر اندوزومی میشوند که سرنوشت پیامرسانی که با دخالت گیرنده انجام میشود را تعیین میکند.
مجموعهی گیرندهلیگاند که برای درونیسازی هدف قرار میگیرد در یک ناحیه خاص غشای پلاسمایی که به آن فرورفتگی پوشیده شده با کلاترین میگویند مونتاژ میشود. این نواحی فرو میروند تا مجموعه گیرنده-لیگاند را ببلعد و متعاقباً از غشای پلاسمایی جوانه زده و وزیکولهای پوشیده شده با کلاترین را تشکیل دهند. این فرآیند اندوسیتوز نامیده میشود.
این وزیکولها رفته رفته با اندوزومهای اولیه ترکیب میشوند که در آنجا مرتبسازی مجموع گیرندهی لیگاند درونی انجام میشود. هدف قرار دادن شبکه اندوزومی مجموع درونی شده برای تخریب لیزوزومی/پروتئازومی منجر به خاتمه رویدادهای پیامرسانی به واسطه گیرنده میشود در حالی که تبدیل گیرنده به غشای پلاسما منجر به ادامه رویدادهای پیامرسانی میشود.
جذب مواد مغذی
نمونه دیگری از فعالیت اندوزومی توسط گیرندهی میانی، جذب سلولی کلسترول از طریق گیرنده لیپوپروتئین کم چگالی (LDL) است. در خون، کلسترول بیشتر به صورت LDL منتقل میشود و جذب LDL توسط سلولهای یوکاریوتی بستگی به اتصال LDL به گیرنده آن واقع در حفرههای پوشیده شده با کلاترین دارد.
پس از وارد شدن مواد و ادغام ان با اندوزومهای اولیه، گیرنده LDL از لیگاند خود، یعنی LDL، جدا میشود و به غشای پلاسما برای استفادهی مجدد وارد میشود، در حالی که LDL به لیزوزومها منتقل میشود و منجر به تجزیه LDL و آزاد شدن کلسترول برای استفاده سلول میشود. محیط اسیدی درون اندوزومهای اولیه فرآیند تفکیک گیرنده-لیگاند را اسان میکند.
انتقال تکانه عصبی
اندوزومها برای تنظیم انتقال تکانههای عصبی بین سیناپسها حیاتی هستند. با پیدایش خود به خودی پتانسیل عمل، وزیکولهای پیش سیناپسی با غشای پلاسمایی ترکیب میشوند که منجر به آزاد شدن انتقال دهندههای عصبی و انتشار سیگنالها به نورونهای پس سیناپسی میشود.
این وزیکولهای پیش سیناپسی سپس از طریق اندوسیتوز از غشای پلاسمایی خارج میشوند و توسط اندوزومهای اولیه جذب میشوند، جایی که بازسازی وزیکول سیناپسی انجام میشود. این وزیکولهای سیناپسی تازه تشکیل شده حاوی انتقال دهندههای عصبی بوده و سپس به غشای پلاسما باز میگردند.
اندوسیتوز مستقل از کلاترین
علاوه بر جذب اندوزومی از طریق فرورفتگیهای پوشیده شده با کلاترین، برخی از پروتئینهای غشایی و مایعات خارج سلولی از طریق وزیکولهای تخصصی به نام کاوئول(caveolae) وارد میشوند. این وزیکولها از پروتئینی به نام کائولین تشکیل شده و در لنگرگاه لیپیدی ((Lipid raft (جایی که لیپید ها در آن حالت جامد دارند یعنی کمتر حرکت میکنند) غشای پلاسمایی غنی میشوند.
نقش اندوزوم در بیماریهای انسان
نقص عملکرد اندوزوم با وضعیت سلامت بودن بدن ارتباط دارد. به عنوان مثال، بیمارانی که مبتلا به کلسترول خون بالا هستند احتمال حمله قلبی در آنها زیاد است. علت کلسترول خون بالا ناتوانی در جذب LDL توسط سلولها است. دو جهش در گیرنده LDL عامل اختلال در روند اندوسیتوزی است.
از دو جهش، یکی از اتصال LDL به گیرنده آن و دیگری از تجمع گیرندههای LDL در حفرههای پوشیده شده با کلاترین جلوگیری میکند. در نتیجه، مجموعه گیرنده LDL – LDL نمیتواند توسط مسیر اندوزومی وارد و پردازش شود.
در بیماران مبتلا به آلزایمر، اختلال عملکرد اندوزوم با ویژگیهای تخریب سلولهای عصبی، از جمله برش پروتئولیتیک پروتئین پیشساز آمیلوئید و تولید پپتید بتا آمیلوئید سمی همراه است.
مطالعات بیشتر در بخش راهنمای علمی سایت
مترجم: دیبا ضابطی