Содержание

органоиды клетки и их функции?

Органоидов клетки также по-другому называют органеллами. 
Давайте вспомним,что такое органоиды.

Органоиды — это постоянные,структурные компоненты,которые выполняют жизненно важные функции для клетки.           

Органоиды делят на мембранные и немембранные.

К немембранным относятся:
• Рибосомы
• Клеточный центр
• Хромосомы.

——————

Мембранные же органоиды делят в свою очередь на одномембранные и двумембранные:

К одномембранным относятся:          |         К двуммембранным относятся:
• Плазмолемма                                  |         • Пластиды
• Клеточный центр                                      • Митохондрии
• Эндоплазматическая сеть
• Аппарат Гольджи


• Вакуоли
• Лизосомы

—————————————————————————————————————-

Функции перечисленных органоидов:

Рибосомы — выполняют функцию синтеза белка

Клеточный центр — выполняет функцию создания веретена деления.

Хромосомы — выполняет функцию хранения наследственной информации

Плазмалемма — выполняют множество функций: транпорст веществ,рецепторная,разграничительная.Также образует межклеточные контакты. Также выполняет защитную функцию

Эндоплазматическая сеть — выполняет функцию транспорта веществ

Вакуоли — выполняет функцию накопления продуктов обмена

Аппарат Гольджи — выполняют функции транспорта веществ и накопления веществ

Лизосомы — выполняет функцию расщепления веществ

Пластиды — делят на:
                    • Хлоропласты — выполняет функцию образования органических веществ в процессе фотосинтеза и придает зеленую окраску растений
                    • Хромопласты — выполняет функцию запасания питательных веществ и придает желтую,красную и желтую окраску растений

                    • Лейкопласты — выполняет функцию запасния питательных веществ

Митохондрии — выполняет функцию дыхания,а также выполняет синтез АТФ

==================================================================

Функции органоидов клетки

Функции органоидов клетки

☰

Клетка, особенно эукариотическая, представляет собой сложную открытую систему. Части этой системы, выполняя разные функции, обеспечивают ее целостность. Функциональность органоидов взаимосвязана и направлена на поддержание целостности клетки, сопротивление разрушающему воздействию окружающей среды, развитие клетки, ее деление.

Ниже в форме таблицы приведены функции основных органоидов клетки эукариот. У прокариот нет ядра и мембранных органоидов. Функции последних выполняют впячивания цитоплазматической мембраны, на которых располагаются ферменты. По ссылкам можно получить более подробную информацию о строении и функциях клеточных органелл.

Функции ядра (Строение ядра клетки):

  • Управление биохимическими процессами в клетке, за счет экспрессии определенных генов
  • Удвоение генетической информации перед делением
  • Синтез РНК, сборка субъединиц рибосом

Гиалоплазма (цитоплазма без органоидов и включений):

  • Среда для протекания многих биохимических реакций
  • Движение гиалоплазмы обеспечивает перемещение органоидов и веществ
  • Объединяет части клетки в единое целое

Клеточная мембрана — цитоплазматическая мембрана (Строение клеточной мембраны, Функции клеточной мембраны):

  • Барьерная функция – отделяет внутреннее содержимое клетки от внешней среды
  • Транспортная функция; обеспечивает в том числе избирательный транспорт веществ
  • Ферментативная функция, которую выполняют многие белковые молекулы и комплексы, погруженные в мембрану
  • Рецепторная функция
  • Фаго- и пиноцитоз (у ряда клеток)

Функции клеточной стенки (Строение и функции клеточной стенки):

  • Каркасная функция
  • Препятствие растяжению и разрыву
  • Определяет форму клеток
  • Транспортная функция: клеточная стенка формирует сосуды ксилемы, трахеид, ситовидных трубок
  • Оболочки всех клеток обеспечивают растению опору, играют своего рода роль скелета
  • Иногда место запаса питательных веществ

Рибосомы (Строение и функции рибосом):

  • Синтез полипептидных цепей за счет обеспечения связи между молекулами мРНК, тРНК и др., которые занимают в рибосоме «свои» места.

Митохондрии (Строение митохондрии, Функции митохондрий):

  • Энергетическая станция клетки — синтез молекул АТФ за счет окислительно-восстановительных реакций; при этом потребляется кислород и выделяется углекислый газ.

Хлоропласты (Строение хлоропласта):

  • Фотосинтез — синтез органических веществ из неорганических с использованием световой энергии. При этом поглощается углекислый газ и выделяется кислород.

Эндоплазматическая сеть (Строение и функции эндоплазматической сети):

  • Мембрана ЭПС — место крепления существенной часть рибосом, синтезирующих полипептиды; после синтеза белок оказывается в каналах ЭПС, где происходит его созревание.
  • В каналах ЭПС происходит синтез липидов и углеводов
  • Транспорт веществ в комплекс Гольджи

Аппарат Гольджи (Строение и функции комплекса Гольджи):

  • «Дозревание» (модификация) синтезированных в клетке веществ
  • Выведение их за пределы клетки
  • Построение клеточной мембраны
  • Образование лизосом

Лизосомы (Строение и функции лизосомы):

  • Расщепление поступивших в клетку питательных веществ
  • Разрушение ненужных клетке органоидов
  • Автолиз (саморазрушение) клетки

Функции пероксисом:

  • Разложение ядовитого для клеток пероксида водорода на кислород и воду.

Функции клеточного центра (Строение клеточного центра):

  • Образование веретена деления при митозе и мейозе
  • Образование микротрубочек, базальных телец жгутиков и ресничек

plustilino © 2019. All Rights Reserved

строение и функции / Справочник :: Бингоскул

Все живые организмы на Земле состоят из клеток:

  • одноядерных и многоядерных,
  • сложных и простых,
  • эукатиотических и прокариотических.

Прокариоты или доядерные организмы не содержат оформленного ядра и устроены довольно просто. Это бактерии и сине-зеленые водоросли. Считается, что они первыми появились на Земле. Клетки эукариот устроены сложнее.

Рис. 1. Строение животной клетки. Органоиды, которые входят в ее состав

 

Органоиды и их функции

Эукариотическая клетка содержит ядро, цитоплазму (внутреннее жидкое содержимое) и цитоплазматическую мембрану. Это три основных, но не единственных составляющих клетки. Ее размеры измеряются в мкм (микрометры), одна единица которой равна миллионной доле метра. Размер животной клетки составляет 10-40 мкм, растительной – 100-200 мкм. 

Эукариотическая клетка устроена сложно. Это живая «фабрика», где происходят различные обменные процессы. Они идут за счет внутренних структур клетки или органоидов. 

Если классифицировать органоиды, то получится такая схема:

Одномембранные органоиды

 

Сформировались в ходе эволюции за счет впячивания  внутрь наружной мембраны и отпочковывания (отделения) ее участков. К этой группе органоидов относится 

1. Эндоплазматическая сеть. Это система мембран, которые похожи на крошечные цистерны. 

Их общая полость не сообщается с цитоплазмой. Сеть бывает двух видов: гладкая и шероховатая. На шероховатой со стороны цитоплазмы расположены рибосомы, которые синтезируют белки. От сети отделяются пузырьки с белками и переносятся в комплекс Гольджи. В гладкую встроены ферменты, синтезирующие липиды (жиры). 

Рис. 2. Строение эндоплазматической сети

 

2. Аппарат Гольджи. Большая часть синтезируемых в клетке веществ поступает в аппарат или комплекс Гольджи. Это особая система сложенных стопочкой мембранных цистерн, где идет сортировка белков. Часть из них встраивается в мембрану, другая часть – экспортируется из клетки. Дополнительно на стенках мембран синтезируются липиды и углеводы. Здесь же происходит синтез клеточных органелл, которые называют лизосомами.

3. Лизосомы – это мембранные пузырьки, содержащие ферменты. Они способны расщеплять белки, жиры, сложные углеводы (полисахара). Внутри лизосом кислая среда, за счет чего и идут процессы пищеварения. Происходит разложение отработанных компонентов клетки, а также веществ, поглощенных в результате пиноцитоза и фагоцитоза.

Рис. 3. Лизосомы

 

4. Вакуоли представляют собой особые полости, в которых содержится клеточный сок. В этих органоидах происходит накопление питательных веществ и вредных продуктов метаболизма. Благодаря вакуолям поддерживается водный баланс клетки. В клетках растений есть крупная центральная вакуоль, которая занимает почти весь клеточный объем. Она поддерживает осмотическое давление. 

 

Двумембранные органоиды

Это следующие органоиды:

1. Ядро – хранилище наследственного материала клетки. Благодаря ядру, каждая клетка тела производит себе подобные клетки. Ядро представляет собой крупный органоид до 6-7 мкм в диаметре. Оно покрыто двухслойной ядерной оболочкой, в которой находятся ядерные поры. С их помощью налажена связь с цитоплазмой и происходит обмен соединениями. В ядре содержатся ядрышки, где синтезируются р-РНК. Здесь находятся нити хромосом (ДНК) – основного наследственного вещества клетки. Хромосомы состоят из участков – генов, каждый из которых «отвечает» за определенные признаки клетки.

 

Рис. 4.  Схема ядра клетки

2. Митохондрии по-другому называют «маленькими силовыми станциями». Они отделены от цитоплазмы двухслойной мембраной. Наружный слой защищает органоид от внешней среды, а внутренний образует полости и ходы (кристы). Здесь происходит окисление органических веществ, идет синтез энергетического соединения АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). При ее распаде выделяется значительное количество энергии, которая необходима клетке. Митохондрий много в молодых, растущих клетках. С возрастом их количество уменьшается. 

Рис. 5.  Внешний вид митохондрии напоминает башмачок. Это органоид, дающий клетке энергию.

 

3. Пластиды – органоиды, характерные для растительных клеток. У высших растений их количество колеблется в пределах 10- 200 штук размером 3-10 мкм. Различают три вида пластид:

  • бесцветные – лейкопласты;
  • окрашенные в зеленый цвет – хлоропласты;
  • окрашенные в красные, желтые, оранжевые цвета – хромопласты.

Они могут превращаться друг в друга: лейкопласты, накопившие хлорофилл,      превращаются в хлоропласты. Если в хлоропластах накапливаются красные или бурые пигменты, они переходят в хромопласты. 

Наиболее важны хлоропласты, в составе которых содержится зеленый пигмент хлорофилл. Благодаря нему идет процесс фотосинтеза – самый важный процесс в природе, когда из простых неорганических соединений строится органическое вещество глюкоза. 

Рис. 6 Расположение хлоропластов

 

Снаружи хлоропласт покрыт двумя белково-липидными мембранами, а во внутренней полужидкой среде находятся свои рибосомы, ДНК и РНК, жировые включения, зерна крахмала. Также есть граны и мембранные каналы, на которых и происходит процесс фотосинтеза. Хлоропласты пассивно перемещаются внутри клетки, обычно находятся на самой освещенной стороне.

Клетки эукариот получили сложное строение в процессе эволюции. В них содержится множество органоидов, и происходят сложные биохимические процессы. Каждая клетка, являясь единицей всего живого, принимает участие в работе целого организма. Каждой клеточке предназначена определенная роль, которую она добросовестно выполняет. Благодаря такому строению любой многоклеточный организм уникален и работает «как часы».

 

Источники изображений: 

  • Рис. 1. — ru.wikipedia.org
  • Рис. 3. — vk.com/@umschbio_oge-lizosomy
  • Рис. 4. — By Mariana Ruiz LadyofHats, translation by Wassily
  • Рис. 5. —БрюсБлаус
  • Рис. 6. — mega-talant.com/biblioteka/prezentaciya-stroenie-kletki-92498.html

Растительная клетка: органоиды, их функции

04.03.2018

Клетки растений, как и клетки большинства живых организмов, состоят из клеточной оболочки, которая отмежевывает содержимое клетки (протопласт) от окружающей его среды. Клеточная оболочка включает в себя достаточно жесткую и прочную клеточную стенку (снаружи) и тонкую, эластичную цитоплазматическую мембрану (внутри). Наружный слой клеточной стенки, представляющий собой пористую целлюлозную оболочку с присутствующим в ней лигнином, состоит из пектинов. Такие составляющие определяют прочность и жесткость растительной клетки, обеспечивают её форму, способствуют лучшей защите внутриклеточного содержимого (протопласта) от неблагоприятных условий. Составляющие цитоплазматической мембраны – белки и липиды. Как клеточная стенка, так и мембрана обладают полупроницаемыми способностями и выполняют транспортную функцию, пропуская внутрь клетки воду и необходимые для жизнедеятельности элементы питания, а также регулируя обмен веществ между клетками и со средой. 


Протопласт растительной клетки включает в себя внутреннюю полужидкую среду мелкозернистой структуры (цитоплазму), состоящую из воды, органических соединений и минеральных солей, в которой находятся ядро – главная часть клетки – и другие органоиды. Впервые описал жидкое содержимое клетки и назвал его протоплазмой (1825–1827 г.) чешский физиолог, микроскопист Ян Пуркине. Органоиды являются постоянными клеточными структурами, выполняющими специфические, предназначенные только им функции. Кроме того, они отличаются между собой строением и химическим составом. Различают немембранные органоиды (рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты),

одномембранные (вакуоли, лизосомы, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть) и двумембранные (пластиды, митохрондрии). 


Вакуоль (одна или несколько) – важнейшая составляющая протопласта, характерная только для растительных клеток. В молодых клетках присутствуют, как правило, несколько небольших вакуолей, но по мере роста и старения клетки, мелкие вакуоли сливаются в одну большую (центральную) вакуоль. Она представляет собой ограниченный мембраной (тонопластом) резервуар с находящимся внутри него клеточным соком. Основной компонент клеточного сока – это вода (70–95%), в которой растворены органические и неорганические соединения: соли, сахара (фруктоза, глюкоза, сахароза), органические кислоты (щавелевая, яблочная, лимонная, уксусная и пр.), белки, аминокислоты. Все эти продукты являются промежуточным результатом метаболизма и временно накапливаются в вакуолях как запасные питательные вещества, чтобы в дальнейшем вторично участвовать в обменных процессах клетки. Также в клеточном соке присутствуют танины (дубильные вещества), фенолы, алкалоиды, антоцианы и различные пигменты, которые выводятся в вакуоль, изолируясь при этом от цитоплазмы. В вакуоли поступают и ненужные продукты жизнедеятельности клетки (отходы), например, щавелевокислый калий. 

Благодаря вакуолям клетка обеспечивается запасами воды и питательных веществ (белков, жиров, витаминов, минеральных солей), а также в ней поддерживается осмотическое внутриклеточное давление (тургор). В вакуолях происходит расщепление старых белков и органелл. 


Вторая отличительная особенность растительной клетки – присутствие в ней двумембранных органоидов – пластид. Открытие этих органоидов, их описание и классификация (1880–1883 г.) принадлежат немецким ученым – естествоиспытателю А. Шимперу и ботанику А. Мейеру. Пластиды представляют собой вязкие белковые тельца и разделяются на три основных типа: лейкопласты, хромопласты и хлоропласты. Все они под влиянием действия определенных факторов среды способны переходить из одного вида в другой. 


Среди всех типов пластид наиболее важную роль выполняют хлоропласты: в них осуществляется процесс фотосинтеза. Эти органоиды отличаются зеленой окраской, что связано с наличием в их составе значительного количества хлорофилла – зеленого пигмента, поглощающего энергию солнечного света и синтезирующего органические вещества из воды и углекислого газа. Хлоропласты отмежевываются от цитоплазмы клетки двумя мембранами (внешней и внутренней) и имеют линзообразную овальную форму (длина составляет около 5–10 мкм, а ширина колеблется от 2 до 4 мкм). Кроме хлорофилла в хлоропластах присутствуют каротиноиды (вспомогательные пигменты оранжевого цвета). Количество хлоропластов в растительной клетке может варьироваться от 1–2-х (простейшие водоросли) до 15–20 штук (клетка листка высших растений). 


Мелкие бесцветные пластиды лейкопласты встречаются в клетках тех органов растения, которые скрыты от действия солнечного света (корни или корневища, клубни, луковицы, семена). Форма их очень разнообразна (шаровидные, эллипсоидные, чашевидные, гантелевидные). Они осуществляют синтез питательных веществ (главным образом, крахмала, реже – жиров и белков) из моно- и дисахаридов. Под воздействием солнечных лучей лейкопласты имеют свойство превращаться в хлоропласты. 


Хромопласты образуются в результате накопления каротиноидов и содержат значительное количество пигментов желтого, оранжевого, красного, бурого цвета. Они присутствуют в клетках плодов и лепестков, определяя их яркую окраску. Хромопласты бывают дисковидные, серповидные, зубчатые, шарообразные, ромбовидные, треугольные и пр. Участвовать в процессе фотосинтеза они не могут по причине отсутствия в них хлорофилла. 


Двумембранные органоиды митохондрии представлены небольшими (несколько микронов в длину) образованиями чаще цилиндрической, но также гранулоподобной, нитевидной или округлой формы. Впервые обнаружены с помощью специального окрашивания и описаны немецким биологом Р. Альтманом как биопласты (1890 г.). Название митохондрий им дал немецкий патолог К. Бенда (1897 г.). Наружная мембрана митохондрии состоит из липидов и вдвое меньшего количества белковых соединений, она имеет гладкую поверхность. В составе внутренней мембраны преобладают белковые комплексы, а количество липидов не превышает третьей части от них. Внутренняя мембрана имеет складчатую поверхность, она образует гребневидные складки (кристы), за счет которых поверхность ее значительно увеличивается. Пространство внутри митохондрии заполнено более плотным, чем цитоплазма вязким веществом белкового происхождения — матриксом. Митохондрии очень чувствительны к условиям окружающей среды, и под ее влиянием могут разрушаться или менять форму. 



Они выполняют очень сложную физиологическую роль в процессах обмена веществ клетки. Именно в митохондриях происходит ферментативное расщепление органических соединений (жирных кислот, углеводов, аминокислот), и, опять-таки под воздействием ферментов синтезируются молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), являющейся универсальным источником энергии для всех живых организмов. Митохондрии синтезируют энергию и являются, в сущности, «энергетической станцией» клетки. Количество этих органоидов в одной клетке непостоянно и колеблется в пределах от нескольких десятков до нескольких тысяч. Чем активнее жизнедеятельность клетки, тем большее количество митохондрий она содержит. В процессе деления клетки митохондрии также способны делиться путем образования перетяжки. Кроме того, они могут сливаться между собой, образуя одну митохондрию. 


Аппарат Гольджи назван так по имени его первооткрывателя, итальянского ученого К. Гольджи (1897 г.). Органоид расположен вблизи ядра и представляет собой мембранную структуру, имеющую вид многоярусных плоских дисковидных полостей, расположенных одна над другой, от которых ответвляются многочисленные трубчатые образования, завершающиеся пузырьками. Основная функция аппарата Гольджи – это удаление из клетки продуктов ее жизнедеятельности. Аппарат имеет свойство накапливать внутри полостей секреторные вещества, включающие пектины, ксилозу, глюкозу, рибозу, галактозу. Система мелких пузырьков (везикул), расположенная на периферии этого органоида, выполняет внутриклеточную транспортную роль, перемещая синтезируемые внутри полостей полисахариды к периферии. Достигнув клеточной стенки или вакуоли, везикулы, разрушаясь, отдают им свое внутреннее содержимое. В аппарате Гольджи происходит также образование первичных лизосом. 


Лизосомы были открыты бельгийским биохимиком Кристианом де Дювом (1955 г.). Они представляют собой небольшие тельца, ограниченные одной защитной мембраной и являются одной из форм везикул. Содержат более 40 различных гидролитических ферментов (гликозидаз, протеиназ, фосфатаз, нуклеаз, липаз и пр.), расщепляющих белки, жиры, нуклеиновые кислоты, углеводы, в связи с чем участвуют в процессах разрушения отдельных органоидов или участков цитоплазмы. Лизосомы выполняют важную роль в защитных реакциях и внутриклеточном питании. 


Рибосомы – это очень мелкие немембранные органоиды близкой к шаровидной или эллипсоидной формы. Формируются в ядре клетки. Из-за маленьких размеров они воспринимаются как «зернистость» цитоплазмы. Некоторая часть их находится в свободном состоянии во внутренней среде клетки (цитоплазме, ядре, митохондриях, пластидах), остальные же прикреплены к наружным поверхностям мембран эндоплазматической сети. Количество рибосом в растительной клетке относительно невелико и составляет в среднем около 30000 шт. Рибосомы располагаются поодиночке, но иногда могут образовывать и группы – полирибосомы (полисомы). Этот органоид состоит из двух различных по величине частей, которые могут существовать порознь, но в момент функционирования органоида объединяются в одну структуру. Основная функция рибосом – синтез молекул белка из аминокислот. 


Цитоплазму растительной клетки пронизывает огромное множество ультрамикроскопических жгутов, разветвленных трубочек, пузырьков, каналов и полостей, ограниченных трехслойными мембранами и образующих систему, известную как эндоплазматическая сеть (ЭПС). Открытие этой системы принадлежит английскому ученому К. Портеру (1945 г.). ЭПС находится в контакте со всеми органоидами клетки и составляет вместе с ними единую внутриклеточную систему, осуществляющую обмен веществ и энергии, а также обеспечивающую внутриклеточный транспорт. Мембраны ЭПС с одной стороны связаны с наружной цитоплазматической мембраной, а с другой – с наружной оболочкой ядерной мембраны. 


По своему строению ЭПС неоднородна, различают два её типа: гранулярную, на мембранах которой расположены рибосомы и агранулярную (гладкую) – без рибосом. В рибосомах гранулярной сети происходит синтез белка, который затем поступает внутрь каналов ЭПС, а на мембранах агранулярной сети синтезируются углеводы и липиды, также поступающие затем в каналы ЭПС. Таким образом, в каналах и полостях ЭПС происходит накопление продуктов биосинтеза, которые затем транспортируются к органоидам клетки. Кроме того, эндоплазматическая сеть разделяет цитоплазму клетки на изолированные отсеки, обеспечивая тем самым отдельную среду для различных реакций.

Ядро представляет собой самый крупный клеточный органоид, ограниченный от цитоплазмы чрезвычайно тонкой и эластичной двумембранной ядерной оболочкой и является наиважнейшей частью живой клетки. Открытие ядра растительной клетки принадлежит шотландскому ботанику Р. Брауну (1831 г.). В молодых клетках ядро размещено ближе к центру, в старых — смещается к периферии, что связано с образованием одной большой вакуоли, занимающей значительную часть протопласта. Как правило, в растительных клетках имеется лишь одно ядро, хотя случаются двухъядерные и многоядерные клетки. Химический состав ядра представлен белками и нуклеиновыми кислотами. 


Ядро содержит значительное количество ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), выполняющей роль носителя наследственных свойств. Именно в ядре (в хромосомах) хранится и воспроизводится вся наследственная информация, которая определяет индивидуальность, особенности, функции, признаки клетки и всего организма в целом. Кроме того, одним из наиболее важных предназначений ядра является управление обменом веществ и большинством процессов, происходящих в клетке. Информация, поступающая из ядра, определяет физиологическое и биохимическое развитие растительной клетки.   

Внутри ядра находятся от одного до трех немембранных мелких телец округлой формы – ядрышек, погруженных в бесцветную, однородную, гелеобразную массу – ядерный сок (кариоплазму). Ядрышки состоят, главным образом, из белка; 5% их содержания составляет РНК (рибонуклеиновая кислота). Основная функция ядрышек – синтез РНК и формирование рибосом.

Функции и строение органоидов клетки

Любой человек знает ещё со школы, что все живые организмы, как растения, так и животные, состоят из клеток. Но вот из чего состоят они сами — это известно отнюдь не каждому, а если всё-таки и известно, то не всегда хорошо. В данной статье мы рассмотрим строение растительных и животных клеток, разберёмся в их отличиях и сходствах.

Но сначала давайте разберёмся, что же вообще такое органоид.

…

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Органоид — это орган клетки, осуществляющий какую-либо свою, индивидуальную функцию в ней, обеспечивая при этом её жизнеспособность, ведь без исключения каждый процесс, происходящий в системе, очень для этой системы важен. А все органоиды составляют систему. Органоиды ещё называют органеллами.

Это интересно: вакуоль и её особенности.

Растительные органеллы

Итак, рассмотрим, какие же органоиды имеются в растениях и какие именно функции они выполняют.

Ядро и цитоплазма

Ядро (ядерный аппарат) — один из самых важных органоидов. Оно отвечает за передачу наследственной информации — ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту). Ядро — органелла округлой формы. У него есть подобие скелета — ядерный матрикс. Именно матрикс отвечает за морфологию ядра, его форму и размеры. Внутри ядра содержится ядерный сок, или кариоплазма. Она представляет собой достаточно вязкую, густую жидкость, в которой находятся маленькое ядрышко, формирующее белки и ДНК, а также хроматин, который реализует накопленный генетический материал.

Сам ядерный аппарат вместе с другими органоидами находится в цитоплазме — жидкой среде. Цитоплазма состоит из белков, углеводов, нуклеиновых кислот и прочих веществ, являющихся результатами производства других органоидов. Главная функция цитоплазмы — передача веществ между органоидами для поддержания жизни. Так как цитоплазма — это жидкость, то внутри клетки происходит незначительное движение органелл.

Это интересно: органические вещества клетки, что входит в ее состав?

Мембранная оболочка

Мембранная оболочка, или плазмалемма, выполняет защитную функцию, оберегая органеллы от каких-либо повреждений. Мембранная оболочка представляет собой плёнку. Она не сплошная — оболочка имеет поры, через которые одни вещества входят в цитоплазму, а другие выходят. Складки и выросты мембраны обеспечивают прочное соединение клеток между собой. Защищена оболочка клеточной стенкой, это наружный скелет, придающий клетке особую форму.

Вакуоли

Вакуоли — это специальные резервуары для хранения клеточного сока. Он содержит в себе питательные вещества и продукты жизнедеятельности. Вакуоли накапливают его в процессе всей жизни клетки, подобные запасы необходимы в случае повреждений (редко) или же нехватки питательных веществ.

Аппарат, лизосомы и митохондрии

  • Аппарат, или комплекс Гольджи, — это органелла, предназначенная для выведения побочных, ненужных веществ за пределы мембранной оболочки.
  • Лизосома — органоид, окружённый специальной защитной мембраной. Внутри лизосомы всегда поддерживается кислотная среда. В её функции входит внутриклеточное переваривание макромолекул, превращение их в полезные вещества.
  • Митохондрии — своеобразные «энергостанции», имеют сферическую или эллипсоидную форму. Они обеспечивают клетку энергией. Процесс, происходящий в митохондриях, иногда называют «внутриклеточным дыханием». Эти органеллы, окисляя органические соединения, образуют АТФ (аденозинтрифосфат) — универсальный источник энергии для органоидов.

Хлоропласты, лейкопласты и хромопласты

Пластиды — двумембранные органоиды клетки, делящиеся на три вида — хлоропласты, лейкопласты и хромопласты:

  • Хлоропласты придают растениям зелёный цвет, они имеют округлую форму и содержат особое вещество — пигмент хлорофилл, участвующий в процессе фотосинтеза.
  • Лейкопласты — органеллы прозрачного цвета, отвечающие за переработку глюкозы в крахмал.
  • Хромопластами называют пластиды красного, оранжевого или жёлтого цвета. Они могут развиваться из хлоропластов, когда те теряют хлорофилл и крахмал. Мы можем наблюдать этот процесс, когда желтеют листья или созревают плоды. Хромопласты могут превратиться обратно в хлоропласты при определённых условиях.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть состоит из рибосом и полирибосом. Рибосомы синтезируются в ядрышке, они выполняют функцию биосинтеза белка. Рибосомные комплексы состоят из двух частей — большой и малой. Количество рибосом в пространстве цитоплазмы преобладающее.

Полирибосома — это множество рибосом, транслирующих одну большую молекулу вещества.

Органоиды животной клетки

Некоторые из органелл полностью совпадают с органоидами растительной, а некоторых растительных вообще нет в животных. Ниже приведена таблица сравнения особенностей строения.

Название органоида клеткиВ растительнойВ животной
Ядро и все его составляющиеИмеется; отличий нетИмеется; отличий нет
Мембранная оболочкаИмеется; защищена клеточной стенкой снаружиИмеется, клеточная стенка отсутствует
ЦитоплазмаИмеется; отличий нетИмеется; отличий нет
Вакуоли, пластидыИмеютсяНе имеются
Аппарат Гольджи, лизосомы и митохондрииИмеются; отличий нетИмеются; отличий нет
Пиноцитозный пузырёкНе имеетсяИмеется
ЦентриолиНе имеютсяИмеются

Разберёмся с последними двумя:

  • Центриоли — не до конца изученная органелла. Её функции до сих пор остаются загадкой, предполагается, что они определяют полюс животной клетки при её делении (размножении).
  • Пиноцитозный пузырёк — временная органелла, образующаяся во время пиноцитоза, процесса захвата капельки жидкости клеточной поверхностью. Сначала образуется пиноцитозный канал, от которого отходят пиноцитозные пузырьки. Пиноцитозный пузырёк предназначен для транспортировки полученного извне вещества, он движется, «гуляет» по цитоплазме до последующей переработки.

Можно сказать, что строение животной и растительной клеток различно потому, что растения и животные имеют различные формы жизни. Так, органоиды растительной клетки лучше защищены, потому что растения недвижимы — они не могут убежать от опасности. Пластиды имеются в растительной клетке, обеспечивая растению ещё один вид питания — фотосинтез. Животным же в силу их особенностей питание посредством переработки солнечного света совершенно ни к чему. А потому и ни одного из трёх видов пластидов в животной клетке быть не может.

Органоиды клетки и их функции

Изучите этот материал! Органоиды клетки и их функции. Изучая материал, прочитывайте каждое слово. Если какое-то предложение кажется не совсем понятным, перечитайте его заново. Чем лучше вы изучите материал, тем лучше будут результаты теста. В случае неудовлетворительного результата (менее 50%), пройдите тест ещё раз. Что такое органоиды клетки.

Органоиды клетки (они же органеллы), представляют собой как бы органы клетки, каждый из которых делает своё особое дело. Окончание «ид» в слове органоид обозначает подобие. То есть «органоид» значит «органоподобный».

Какие органоиды входят в состав клетки

Некоторые «органы» есть в клетке всегда, а некоторые временами. Органиоидами называют те части клетки, которые находятся внутри неё и есть постоянно. По этой же причине ядро клетки и ее ядрышко не называют органоидами, равно как и не являются органоидами клеточная мембрана, реснички и жгутики. И так к органоидам относятся: хромосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты, лизосомы. Но ядро и мембрану мы тоже рассмотрим в этой теме.

Из клеток состоят тела и животных и растений. У микроорганизмов (бактерий, микробов) тело состоит всего из одной клетки, т.е. они одноклеточные. Клетки растений и животных имеют некоторые отличия.

Если речь идет о животных клетках, то в число их органоидов также входят центриоли и микрофибриллы. А вот в число органоидов растительной клетки еще входят только свойственные растениям пластиды. Как в клетке один органоид делает что-то одно, другой – другое, так и клетки в многоклеточном организме – одни делают одно (например, воспринимают вкус на языке), другие другое (например, производят пищеварительный сок для желудка). Так что, от того, какую роль выполняет клетка зависит то, какие органоиды внутри неё есть.

Внимательно осмотрите схему клетки; прочитайте названия органоидов и посмотрите, где они расположены в клетке; постарайтесь запомнить внешний вид органоидов и где они находятся. Чтобы лучше замомнить названия, можете припомнить знакомое вам слово, которое похоже на это название.

Рисунок строения клетки, включая ее органоиды.

Функции органоидов клетки

Возьмём для примера клетку животного (животную клетку) и коротко опишем основные функции органоидов животной клетки. На самом деле у них есть ещё дополнительные функции. Кроме того, всегда нужно осознавать что ни одна наука не знает всего. Итак:

  • Плазматическая мембрана – тонкая пленка вокруг клетки состоящая из жиров (липидов) и белков. Обеспечивает транспортировку в клетку воды, минеральных и органических веществ, удаляет вредные продукты жизнедеятельности и защищает клетку.

  • Цитоплазма – внутренняя полужидкая среда клетки. Обеспечивает связь между ядром и органоидами.

  • Эндоплазматическая сеть – она же сеть каналов в цитоплазме. Принимает активное участие в синтезе белков, углеводов и липидов, занимается транспортировкой полезных веществ.

  • Митохондрии – органоиды, в которых окисляются органические вещества и синтезируются молекулы АТФ (носители энергии как аккумуляторы). По сути митохондрии это органоид клетки, синтезирующий энергию.

  • Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты) – только в растениях. Листья растений зелёные из-за хлоропластов, которые отвечают за использование солнечного света (фотосинтеза). В жёлтых листьях хлоропласты превратились в хромопласты. То же происходит и в яблоках и в других плодах, что говорит о спелости.

  • Рибосомы – органоиды на которых производится строительный материал клеток – белок (хотя у белка в организме очень много функций – и питание и помощь в управлении организмом и защита и многое другое).

  • Комплекс Гольджи – система полостей, похожая на лабиринт. На нём бывают закреплены рибосомы. По нему в клетке распространяются вещества. Ещё в нём производятся жиры.

  • Лизосомы схожи с желудками – они растворяют в себе ненужное.

  • Вакуоли — полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место накопления запасных питательных веществ; когда вы едите сочные фрукты, то сок течёт именно из вакуолей.

  • Ядро – его не называют органоидом, но здесь мы его рассмотрим. В нём хранится информация о строении всего тела. Ядро передаёт рибосомам информацию о том, как и какие делать белки.

Дочитали? Теперь попробуйте вспомнить что-нибудь. Что содержится в вакуолях? А что делают рибосомы? А как выглядит комплекс Гольджи? Найдите митохондрию на рисунке не глядя на подписи. Трудно ведь. Так что теперь прочитайте текст ещё раз, перечитывая трудные места. Требуется запомнить как выглядят органоиды, где расположены и что они делают в клетке.

Если всё готово, то можете приступать к тесту.

Перед выполнением укажите фамилию, имя и класс.

Результаты высылать не надо, т.к. они отображаются на сайте.

Критерии оценки:

0-40% — «2» (пройдите ещё раз)

50-60% — «3»

70-80% — «4»

90-100% — «5»

Ссылка на прохождение теста: https://multiurok.ru/tests/67003

Ответ § 8. Органоиды клетки и их функции

Особенностью эукариотических клеток является общий и единый мембранный принцип строения их структурных образований.

 

1) Какое общее название имеют разные структурные компоненты эукариотических клеток?

 

 

Используя текст § 8, выпишите:

 

Органоиды мембранные:

 

  • Ответ: эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосома, митохондрия, Пластиды

 

Органоиды немембранные:

 

 

Найдите эти органоиды на рисунке 9 учебника.

 

2) Объясните, почему цитоплазматическая мембрана выполняет роль барьера, обеспечивающего избирательное проникновение веществ из внешней и внутренней среды.

 

 

3) Заполните таблицу «Характерные признаки эндоплазматической сети».

 

  • Ответ:

     

    Признаки Эндоплазматическая сеть
    гладкая шероховатая
    Особенности строения Рибосомы отсутствуют Многочисленные рибосомы, усеивающие поверхгность мембран
    Функции Производит различные липиды и углеводы Процесс синтеза белков

 

4) Отметьте особенности строения комплекса Гольджи. Какова его роль в клетке?

 

 

5) Заполните пропуски в предложениях.

 

  • Ответ: Лизосома — это округлый органоид, который имеется только в клетках растений и грибов. Главная ее функция — внутриклеточное пищеварение. Лизосомы учавствуют в удалении отмирающих клеток и в удалении чужеродных веществ, проникающих в клетку.

 

6) Прочитайте текст учебника о митохондриях и хлоропластах. Сравните их между собой. Отметьте черты сходства и различия.

 

  • Ответ: Черты сходства: Окружены двойной мембраной, образуя тилакоиды, ДНК, способность к делению.

    Черты различия: Митохондрии учавствуют в дыхании; митохондрия имеется в живой и растительной клетке, а хлоропласты только в растительной.

 

Как повлияет на жизнедеятельность клетки уменьшение в ней количества митохондрий?

 

 

7) Какие органоиды характерны только для растительных клеток? Каково их общее название? От чего зависит их окраска? Опишите главный фотосинтезирующий органоид.

 

  • Ответ: Пластида — органоид, свойственный только растительным клеткам. Различают три вида пластид: зеленые — хлоропласты, желтые и оранжевые — храмопласты, бесцветные — лейкопласты. Хлорофилл — главный фотосинтезирующий пигмент,


Список клеточных органелл и их функции

Растения и животные состоят из множества более мелких единиц, называемых клетками. Каждая клетка имеет сложную структуру, которую можно рассмотреть под микроскопом, и содержит множество даже более мелких элементов, называемых органеллами. Клетки растений содержат некоторые органеллы, которых нет в клетках животных, например, клеточные стенки и хлоропласты. Каждая органелла выполняет определенные функции в жизни и здоровье клетки, и здоровье клетки важно для благополучия всего организма.

Ядро

Все клетки растений и животных, которые являются эукариотическими организмами, содержат истинное ядро, ограниченное ядерной мембраной. (Прокариоты, такие как бактерии и археи, не имеют ядра.) Эта структура содержит ДНК эукариотической клетки и направляет деятельность клетки.

Эндоплазматический ретикулум

У животных двухслойная клеточная мембрана образует внешнюю границу клетки, которая защищает содержимое клетки и регулирует то, что входит в клетки и выходит из них.У растений плазматическая мембрана находится прямо под прочной клеточной стенкой, которая поддерживает растительную ткань. Эндоплазматический ретикулум представляет собой обширный мембранный комплекс, простирающийся по всей цитоплазме от внешней мембраны ядерной оболочки. Он содержит около половины мембранной ткани клетки. Грубый эндоплазматический ретикулум содержит рибосомы, вырабатывающие белки. Гладкая эндоплазматическая сеть производит липиды.

Аппарат Гольджи

Эта органелла, также называемая комплексом Гольджи или телом Гольджи, выглядит как стопка сплющенных воздушных шаров с водой.Он обрабатывает белки, продуцируемые эндоплазматическим ретикулумом и рибосомами, изменяя и сохраняя их, пока не упакует их в пузырьки. Лизосомы также происходят из аппарата Гольджи. Это мешочки, содержащие ферменты, способные расщеплять макромолекулы клеток.

Хранение органелл

Везикулы — это мембранные мешочки, в которых переносятся или хранятся различные соединения. Вырабатываются в основном в мембранных системах плазматической мембраны, эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи, они перемещаются по клетке вдоль цитоплазматических нитей, чтобы вывести свое содержимое на другие органеллы или за пределы клетки.Вакуоли в растительных клетках имеют большие размеры. Одна большая вакуоль занимает большую часть клеточного пространства и поддерживает размер клетки и тургорное давление (давление, которое содержимое клетки оказывает на стенку). Вакуоли животных клеток меньше по размеру. Они хранят соединения и помогают регулировать воду и отходы.

Органеллы, производящие энергию

Митохондрии — это органеллы в форме арахиса, встречающиеся как у растений, так и у животных. В местах клеточного дыхания они расщепляют сахар, чтобы заправить клетку.Хлоропласты встречаются в клетках растений. Они содержат хлорофиллы, и в них происходит фотосинтез, позволяя клеткам растений образовывать сахар из воздуха и воды в присутствии солнечного света. Считается, что как митохондрии, так и хлоропласты произошли от свободноживущих прокариотических организмов, которые были поглощены эукариотическими клетками и развили симбиотические отношения с этими клетками в начале истории жизни.

Гистология, клетка — StatPearls — Книжная полка NCBI

Введение

Клетка — это фундаментальная организационная единица жизни.Все живые существа состоят из клеток, которые затем подразделяются в зависимости от наличия или отсутствия ядра на два типа: эукариотических клеток (греч., Eu = истина, karyo = орех, ядро) — эти клетки присутствуют у всех людей, животных и растений с четким, отчетливым ядром. Прокариотические клетки — это некоторые бактерии и сине-зеленые водоросли, которые не содержат четкого и отчетливого ядра, но ядерный материал распределен внутри цитоплазмы. Клетки с похожей структурой и функцией объединяются, образуя ткань . Ткани в основном подразделяются на четыре различных типа, а именно эпителиальные, соединительные, мышечные и нервные ткани. Комбинация этих тканей присутствует в органе. Общее количество клеток, их тип, размер и форма в конечном итоге определяют размер, структуру и функцию каждого конкретного организма. [1]

Человеческое тело состоит из от пятидесяти до ста триллионов клеток. [2] Они демонстрируют большое разнообразие размеров, строения, количества и функций. По оценкам, сам человеческий мозг содержит около ста миллиардов нейронов и такое же количество поддерживающих глиальных клеток.[3] Размер клеток значительно зависит от диаметра: от 7,5 мкм (эритроциты) до 150 мкм (яйцеклетки). Они подразделяются на разные типы и предназначены для выполнения специализированных действий, таких как нервные клетки, мышечные клетки и т. Д. Согласно классическим оценкам, в теле взрослого человека существует почти 200 различных типов клеток, основанных на гистологической или морфологической перспективе. Тем не менее, наши знания о клетках, составляющих человеческое тело, о том, как они меняются от человека к человеку, на протяжении развития, здоровья или болезни, все еще весьма ограничены.Клетки изучались, классифицировались и точно характеризовались с семнадцатого века, когда Роберт Гук впервые идентифицировал их под микроскопом. Однако мы еще не определили все молекулярные составляющие клеток и то, как они взаимодействуют, образуя ткани и системы органов. Следовательно, может быть много типов клеток, которые нам не известны, много клеточных изменений и взаимодействий, о которых мы еще не подозреваем. В 2017 году возникла грандиозная инициатива, а именно Международная инициатива по атласу клеток человека, по разработке всеобъемлющей справочной карты всех клеток человека.Эта инициатива направлена ​​на создание основы для понимания здоровья человека в дополнение к диагностике и лечению заболеваний.

Понимание деталей каждого типа ячеек требует отдельного исследования. Следовательно, в данной статье будут описаны только некоторые из основных и существенных характеристик нормальной клетки.

Структура

При изучении клетки каждая из них окружена хрупкой плазматической мембраной, которая отделяет клетку и ее содержимое от окружающей среды. Каждая клетка имеет протоплазму, которая представляет собой комбинацию цитоплазмы и ядра.Цитоплазма состоит из цитозоля (гиалоплазмы) и органелл. Клеточная мембрана действует как ограждающий материал.

Ячейка представляет собой комбинацию различных структур:

Клеточная органелла:

Точно так же, как нашему телу для правильного функционирования необходимы различные специализированные типы органов и тканей, у клеток также есть специализированные части, называемые органеллами. Каждый из них выполняет разные функции. Каждая органелла выполняет определенную и уникальную работу, без которой клетка не сможет выжить.Вот несколько примеров: тельца Гольджи, митохондрии, рибосомы, лизосомы, эндоплазматический ретикулум и т. Д.

Клеточные включения : Это небольшие неживые структуры, которые находятся в цитоплазме клетки. Несколько примеров: меланин, гликоген, ферменты и т. Д.

Цитоплазма, присутствующая в цитоплазме, водянистая, но цитоплазма гелеобразная из-за присутствия органелл. Цитоплазма состоит из сотен или даже тысяч маленьких органов или органелл.Цитозоль также имеет внутри себя цитоскелет, полностью состоящий из микрофиламентов, микротрубочек и промежуточных волокон. Этот цитоскелет придает клетке определенную форму, а также помогает поддерживать ее. [4]

Функция

Типы ячеек:

Ячейки бывают разных типов с собственной уникальной функцией. По оценкам, у взрослого человека присутствует более 200 различных типов клеток. Вот некоторые из них:

  1. Стволовые клетки: Это первичные клетки, из которых возникают все остальные клетки.Они снова бывают разных типов для каждого типа клеток.

  2. Мышечные клетки: В основном они бывают трех типов — скелетные, гладкие и сердечные клетки

  3. Костные клетки: Эти клетки составляют кость. Они бывают трех видов — остеоциты, остеокласты и остеобласты

  4. Хрящевые клетки: Это три типа — хондроциты, хондробласты и хондрокласты

  5. Клетки крови: Их много типов — тромбоциты, красная кровь клетки, лейкоциты, нейтрофилы, базофилы и др.

  6. Половые клетки: Они бывают двух типов — сперматозоиды и яйцеклетки. Кроме того, они проходят различные стадии развития, такие как (у мужчин) примордиальные клетки, первичные сперматоциты, вторичные сперматоциты, сперматиды, и, наконец, достигают стадии зрелых сперматозоидов. Кроме того, мы находим поддерживающие клетки, такие как клетки Сертоли, и клетки, секретирующие гормоны, такие как клетки Лейдига,

  7. Нервные клетки: Они бывают разных типов — нейроны, олигодендроциты, астроциты, микроглия и т. Д.[5]

  8. Жировые клетки: Это липоциты.

Общие функции ячеек:

Поскольку существует много разных типов ячеек, их функции тоже. Поэтому мы суммируем некоторые из их основных функций следующим образом.

  1. Структура: Ячейки помогают придавать и поддерживать определенную форму и структуру каждой части тела.

  2. Рост: Стволовые клетки дают начало развитию новых типов клеток путем деления клеток.В детстве наблюдается резкий рост размера / количества клеток, но он ограничивается по достижении взрослого возраста. Этот процесс регулируется генами, способствующими росту, которые различны для каждого органа и ткани тела. [6]
  3. Апоптоз: Это процесс самопереваривания и удаления мертвых и изношенных клеток. [7] Это необходимо для ремоделирования, морфогенеза и регенерации клеток и тканей. Он ненормально высокий в случае дегенеративных заболеваний и слишком низкий в случае раковых клеток.[8]
  4. Метаболизм: Это происходит за счет синтеза белков, углеводов и липидов, необходимых клеткам для роста и их пролиферации. [9]

  5. Регулировка температуры: Метаболизм способствует выработке митохондриями энергии, необходимой для функционирования клетки и организма. А с производством энергии происходит повышение температуры.

  6. Связь: Мы всегда думаем о нейронах, играющих важную роль в передаче информации от мозга к различным частям тела.Но есть и другие типы связи между клетками и внутри клеток с помощью ферментов, гормонов и т. Д. Хорошо известно, что клетки находятся в постоянном взаимодействии друг с другом для различных целей, таких как метаболизм, рост, развитие, деление, транспорт и т. Д. [10]

  7. Транспортировка веществ через мембрану: мембрана вокруг клетки проявляет избирательную проницаемость. Транспорт может быть активным или пассивным. Некоторые элементы, такие как вода, углекислый газ, кислород, глюкоза и т. Д.

  8. Размножение: Деление и размножение клеток происходит почти во всех клетках тела. Но когда мужские и женские половые клетки соприкасаются и сливаются, это приводит к образованию совершенно нового человека в форме зиготы.

Цикл клетки:

Изменения, происходящие в клетке повторяющимся циклическим образом, приводящие к образованию дочерних клеток, называются клеточным циклом. Большинство клеток тела делятся и реплицируются, но не все клетки демонстрируют сходные модели клеточных циклов.Некоторые клетки митотически делятся на протяжении всей жизни, такие как стволовые клетки, некоторые действительно делятся в раннем возрасте и позже перестают делиться даже при повреждении, как нейроны, но некоторые клетки делятся, когда есть потребность, например, клетки печени.

Клетка обычно делится двумя способами:

  1. Митоз

  2. Мейоз

Интерфаза: Это состояние между двумя митотическими делениями. Далее он подразделяется на этапы G1, этап S и этапы G2 (G = Gap).

Митоз возникает в соматических клетках организма. Этот процесс необходим по двум причинам: рост организма и замена мертвых / изношенных клеток. Здесь клетки делятся, чтобы произвести двух дочерей, которые являются точными копиями материнской клетки.

Мейоз: этот вид деления происходит в половых клетках — сперматозоидах у мужчин и яйцеклетке у женщин. Эти половые клетки находятся в половых гаметах — яичках у мужчин и яичниках у женщин. При таком типе деления материнская клетка производит дочерние клетки, не копии, а уникальные собственные.

Митоз (стадия M) : Он подразделяется на четыре стадии:

  1. Профаза

  2. Метафаза

  3. Анафаза

  4. Телофаза

первая телофаза

Мейосис

Мейоз вторые деления мейоза.

Первое подразделение Meiotic: Это длинное подразделение, которое делится на следующие четыре этапа

  1. Leptotene

  2. Zygotene

  3. Pachytene

  4. Diplotene1170003

    5. Говорят, что он похож на митоз, за ​​исключением того, что:

    1. Содержание ДНК уменьшается вдвое.

    2. Дочерние ячейки не идентичны материнской ячейке.

    Препарат ткани

    Клетки можно наблюдать в жизнеспособном состоянии, выращивая их в культуре, подходящей для изучения их под микроскопом. Срок для такого роста — in vitro (лат. Vitrum = стекло). В такой среде клетки продолжают расти вместе с непрерывными клеточными линиями и выполнять функции, связанные с клетками тела.

    Всякий раз, когда клетки изолируются от окружающей среды для исследования, они теряют свою структуру, функцию и очень мало обнаруживают своего фактического жизненного устройства у здоровых и больных.Следовательно, их структурная целостность поддерживается за счет взятия очень тонких срезов вместе с окружающей их тканью, которые подходят для изучения под световым и электронным микроскопом. Они помечены трассирующими материалами, чтобы можно было вспомнить их историю разрезов в разные промежутки времени. Секции настолько тонкие и хрупкие, что для безопасного обращения их необходимо закрепить на стеклянных направляющих.

    Для светового микроскопа срезы требуют подготовки парафиновой техникой. Эта подготовка требует следующих восьми хронологических шагов:

    1. Взятие образца ткани: Образец ткани получают хирургическим иссечением или биопсией с очисткой всей соединительной ткани и нежелательных структур; это делается острыми инструментами, так что фактическая структура рассматриваемых клеток / тканей не искажается.Длина исследуемой ткани не должна превышать 1 см. для лучшей фиксации.

    2. Фиксация ткани: После вскрытия образец требует немедленной фиксации. Фиксация укрепляет мягкие ткани и предотвращает посмертные изменения и деформацию клеток / тканей. Формалин — фиксатор, обычно используемый для световых микроскопических исследований. Одним из преимуществ фиксации помимо предотвращения посмертной дегенерации является лучшее окрашивание тканей, уничтожение всех патогенных микроорганизмов (безопасное обращение), высвобождение клеточных гидролитических ферментов и т. Д.

    3. Обезвоживание: Это происходит при прохождении фиксированной ткани за счет увеличения крепости алкоголя до достижения абсолютного спирта.

    4. Очистка: Теперь нужно удалить спирт, присутствующий в ткани, что происходит путем пропускания ткани через последовательные смены ксилола, чтобы удалить весь спирт.

    5. Embedded: Ткань, содержащая ксилол, теперь проходит через последовательные смены теплого парафина, так что все пространства в ткани, занятые ранее водой, а теперь ксилолом, заменяются парафиновым воском.Вскоре ткань затвердевает при охлаждении воска.

    6. Разделение: Теперь ткань готова для разрезания. Срезы тканей берут с помощью автоматического инструмента, называемого микротомом, который дает хрупкие срезы размером от 1 до 9 микрометров. Для световой микроскопии обычно требуются срезы толщиной от 4 до 8 микрометров. Если необходимы еще более тонкие секции, то заливка выполняется в пластик или эпоксидную смолу, а не в парафин.

    7. Установка и окрашивание : Тонкие срезы устанавливают на предметные стекла и промывают ксилолом для удаления парафинового воска.Затем он прошел через спирт уменьшающейся крепости и, наконец, промыт водой. Теперь ткань на предметном стекле готова к окрашиванию. Депарафинированные срезы окрашивают гематоксилином и эозином (H&E). [11]

    Гистохимия и цитохимия

    Цитохимия — это анализ, визуализация и идентификация микроанатомических местоположений биохимического содержимого и его среды внутри клетки. Эта визуализация осуществляется на гистологических срезах и упоминается с использованием методов электронной микроскопии или биохимических анализов.Многие сложные методы полезны для цитохимических анализов, таких как цитохимия ферментов, микроосжигание, микроспектрофотометрия, радиоавтография, криотехники, рентгеновский микроанализ и иммуноцитохимия. Эти методы играют важную роль в предоставлении дискретной информации об ультраструктуре и органеллах клеток. Методы микроосжигания могут дать представление о распределении минеральных элементов, таких как кальций (Ca), натрий (Na), калий (K) и т. Д., В клетках, тканях и органах.Ферменты могут быть локализованы в клетке или ткани путем ферментативного преобразования определенных хромогенных субстратов, что дает видимые результаты. Таким образом, это метод цитохимического окрашивания, который дает ферментативные колориметрические реакции. В качестве альтернативы микроспектрофотометрия может измерять спектры внутриклеточных органелл с использованием электромагнитного излучения с разными длинами волн. Органеллы и ультраструктуры визуализируются по их дифференциальному взаимодействию с этими длинами волн. Рентгенография и рентгеновские лучи помогают визуализировать картину расположения радиоактивно меченных изотопов в клетках и тканях.В иммунохимических методах используется использование специфически меченых антител для визуализации анатомических структур и их локализации на основе конкретного белка или антигена в клетках к конкретному первичному антителу. В целом цитохимия клетки подразумевает обнаружение и идентификацию биохимического содержимого клетки. Это помогло выяснить функциональные особенности клеток, а также тканей в различных патологических, физиологических и экспериментальных условиях.

    Напротив, гистохимия — это идентификация и распределение химических компонентов внутри и между клетками.Он использует комбинацию гистологических и биохимических методов, таких как пятна и индикаторы, и использует световую и электронную микроскопию для изучения химических компонентов клеток и тканей. Техника обязательна для визуализации биологических структур. Гистохимические методы помогают понять молекулярные основы различных патологий и, в частности, прогрессирования рака. С появлением современных технологий стало возможным окрашивание живых клеток. Флуоресцентные красители, такие как собственные флуорофоры, генетически кодируемые флуорофоры, системы самомечений или меток на основе лигазы, позволили использовать гистохимический анализ живых клеток.Применение гистохимии для исследования структуры и функции твердых тканей, таких как одонтобласты, обеспечило терапевтические подходы к минерализации дентина [12]. Методы иммуногистохимии также полезны для выяснения дифференцировки нервных клеток во время развития [13]. Кроме того, гистохимические методы могут использоваться как метод регенеративной и репаративной медицины. Гистохимические методы регулярно помогают в диагностике нарушений обмена веществ и некоторых патологий.

    Свет для микроскопии

    Когда мы изучаем клетку под световым микроскопом, мы можем увидеть структуру клетки и ее органелл. Некоторые из более мелких деталей можно оценить только при исследовании с помощью более совершенного электронного микроскопа.

    Цитоплазма (греч. Kytos = покрытие) : Также называется плазмой (греч. Плазма = формованная), поскольку выглядит так, как будто она сформирована вокруг ядра. Он очень насыщен двумя типами широко разделенных компонентов: цитоплазматическими органеллами и макромолекулами.Цитоплазматические органеллы (мелкие органы) будут плавать в цитоплазматическом матриксе (цитозоле). Также будут присутствовать второстепенные структуры, называемые тельцами включения, такие как пигментированные гранулы или накопленные жировые капли [14].

    Ядро: Это самая жесткая и самая большая клеточная органелла. [15] Обычно он занимает центральную часть клетки. Его название происходит от того факта, что он выглядит как орех посреди скорлупы (латинское, nux = орех, греческое, karyo = орех) . Ядро запрограммировано на управление всеми функциями клетки.Следовательно, он упоминается как « мозг » клетки. Ядро окружает двухслойная тонкая мембрана, называемая ядерной оболочкой (ядерная мембрана), которая имеет бесчисленные перфорации. Эти поры называются n ядерными порами , , которые обладают избирательной проницаемостью. [16] В центре ядра мы находим одно или несколько небольших немембранных телец, называемых ядрышками / ядрышками , состоящих из РНК, которая помогает создавать рибосомы.Ядра представляют собой неоднородные структуры с электронно-плотными (темными) и электронно-просвечивающими (светлыми) участками. Эти плотные области, называемые гетерохроматином , состоят из плотно свернутого неактивного хроматина, обнаруживаемого в нерегулярных скоплениях, часто по периферии ядра. С другой стороны, электроннопрозрачный ядерный материал, называемый эухроматином , представляет собой часть ДНК, которая активна в синтезе РНК. Гетерохроматин и эухроматин вместе называются хроматин (греч., Chroma = цвет) , поскольку они проявляют сродство к определенным красителям . Он содержит молекулы ДНК (наследственные молекулы), которые появляются в виде гранул или нитей, называемых хроматином , когда клетка находится в неделящемся состоянии. При делении они выглядят как короткие, стержневидные, плотно скрученные структуры и теперь называются хромосомами . Клетки человека обычно содержат 46 хромосом (за исключением зрелых половых клеток, которые содержат гаплоидное число хромосом, то есть 23 хромосомы). Молекулы ДНК несут основной код для создания всех ферментов и других белков клетки.Таким образом, они определяют структуру и функцию клеток. Неокрашивающий компонент, в котором взвешены ядрышки, известен как ядерный сок .

    Рибосомы: Рибосомы имеют диаметр примерно 15 нм и выглядят как прикрепленные, так и свободные структуры. Многие из них прикрепляются к грубой эндоплазматической сети. И многие из них также можно увидеть разбросанными по цитоплазме. Когда они присутствуют по отдельности, они, как говорят, являются моносомами, а когда присутствуют в группах, то называются полирибосомами.Каждая из этих рибосом имеет субъединицы, состоящие из рибонуклеиновой кислоты (РНК). РНК может быть рРНК (рибосомная РНК), мРНК (информационная РНК) или тРНК (транспортная РНК). Их функция заключается в синтезе белков для использования как внутри, так и вне клетки. Следовательно, говорят, что это фабрика белка клетки. Они «переводят» ДНК в белки.

    Эндоплазматическая сеть (ER) : Это означает «сеть», присутствующую по направлению к центру цитоплазмы, и считается одной из крупнейших органелл.Это мембранный канал, состоящий из цистерн или канальцев. Цитоплазма внутри этих канальцев называется вакуоплазмой , а снаружи — гиалоплазмой или цитозолем. Это сложная органелла, выполняющая различные функции, такие как синтез белка, хранение кальция, синтез стероидов и метаболизм липидов. Считается, что ER имеет разные формы, и каждый связан с определенной функцией. Было замечено, что клетки, участвующие в синтезе чрезмерного количества белков, имеют больше листов, а клетки, участвующие в синтезе липидов, имеют больше канальцев.[17] Существует два типа ER: грубая и гладкая. Грубая эндоплазматическая сеть покрыта множеством рибосом и помогает в синтезе белка. Гладкая эндоплазматическая сеть синтезирует определенные липиды и углеводы.

    Шероховатая эндоплазматическая сеть (rER): Они идентифицируются по мембранам с шероховатой внешней поверхностью, которая обусловлена ​​прикрепленными рибосомами. Они действуют как миниатюрная система кровообращения для клетки или внутренняя система доставки клетки.Их просвет непрерывен с просветом гладкой эндоплазматической сети и околоядерного пространства. Их основная функция — модификация синтезируемых белков, которые потребляются клетками.

    Гладкая эндоплазматическая сеть (sER): Эти структуры представляют собой мембраны с гладкой внешней поверхностью, поскольку они не покрыты какими-либо рибосомами. Их основная функция — производство липидов и дальнейшая обработка мембранных белков, которые синтезируются грубым эндоплазматическим ретикулумом.Они также помогают в детоксикации наркотиков.

    Обычно только хорошо свернутые белки доставляются в аппарат Гольджи для дальнейшего использования. Если есть какой-либо дефект или неполная укладка белков, они подвергаются ER-ассоциированной деградации. В определенных условиях, когда происходит увеличение производства белка и накопление неправильно свернутых белков, это приводит к состоянию, называемому стрессом ER. [18]

    Аппарат Гольджи : Аппарат Гольджи — это неправильные тела, расположенные рядом с ядром клетки.Их можно наблюдать под световым микроскопом по окрашиванию солями серебра. При наблюдении под электронным микроскопом можно увидеть, что однослойная мембрана связывает их ленточным способом. Они похожи на sER и состоят из стопок цистерн и небольших округлых пузырьков на периферии. Они помогают в биосинтезе белка и упаковке белковых молекул для экспорта из клетки. Материалы из ER достигнут тел Гольджи в виде пузырьков.С функциональной точки зрения аппарат Гольджи делится на три области: цис-Гольджи, транс-Гольджи и медиальный Гольджи.

    Лизосомы : это пузырьки, которые отщепляются от аппарата Гольджи. Они содержат химические вещества ( ферментов, ), которые помогают в разложении и переработке клеточных отходов с помощью процесса, известного как аутофагия. Этот процесс помогает устранить нежелательные молекулы и инородные частицы, такие как бактерии / вирусы / инородные тела, которые попадают в клетки. Этот процесс происходит под действием таких химических веществ, как лизосомальные гидролазы, которые выделяются лизосомами.Идентифицировано почти 60 различных видов гидролаз [19]. Поэтому они известны как « мешки для пищеварения, » или «» для удаления клеточного мусора. ’Иногда их также называют« сумкой для самоубийц », потому что в некоторых редких случаях лизосомы могут выделять свои химические вещества, тем самым убивая саму клетку. Недавние исследования придали лизосомам новое измерение, обнаружив, что они не только мешки тупика, но также регулируют энергетический обмен и клеточный клиренс.Также считается, что они играют роль в восстановлении плазматической мембраны, резорбции костей и иммунном ответе [20].

    Митохондрии : Они имеют форму стержней или гранул, отсюда и название митохондрии (митохондрии = гранулы, хондрий = стержень). Говорят, что они являются «электростанцией / домом » клетки, поскольку они будут обеспечивать всю энергию, необходимую клетке для движения, деления, сокращения, производства секреторных продуктов и всех других функций клетки; это происходит за счет расщепления пищи, которая помогает вырабатывать АТФ, который является основным топливом для всех видов деятельности клеток, требующих энергии.Их размер варьируется от 0,5 до 2 мкм в длину. Их количество в каждой клетке зависит от активности самой рассматриваемой клетки: она высока в метаболически активной клетке и низка — в неактивной. У них две оболочки: внутренняя и внешняя. Внутренний слой имеет множество складок, и эти складки называются кристами. Внутри внутренней мембраны находится гранулированный материал, называемый матрицей, который содержит основные ферменты, необходимые для производства аденозинтрифосфата (АТФ).Расположение клеточного дыхания (процесс, который производит клеточную энергию).

    Везикулы и вакуоли : Эти структуры действуют как отсеки хранения клетки. Обычно они содержат белки, отходы, пищу и т. Д. В случае растительных клеток они удерживают воду в вакуолях.

    Центриоли и центросомы : Это важные структуры, которые играют роль в делении и репликации клеток.

    Клеточная мембрана : Она также известна как плазматическая мембрана или плазмалемма (греч. Lemma = кора).Это трехламинарная мембрана, состоящая преимущественно из липидов (жиров). Его толщина составляет 7,5 нм, и он настолько тонкий, что его можно увидеть только в электронный микроскоп. Также он содержит небольшое количество белков и углеводов. Это липиды, такие как фосфолипиды, холестерин и гликолипиды, и белки, такие как интегральный мембранный белок, периферический мембранный белок и гликопротеины. Различные типы белков помогают в активном переносе химикатов, продуктов питания и отходов. Мембрана в основном удерживает клетку вместе, отделенной от окружающей среды, придает определенную форму и сохраняет ее.В случае поломки содержимое ячейки выльется наружу. Мембрана демонстрирует избирательную проницаемость, очень проницаемую для кислорода и воды, но ограниченную проницаемостью для ионов натрия, ионов калия и т. Д. Некоторые из крупных молекул проникают в клетку путем эндоцитоза. Они также несут специфические рецепторы определенных ферментов или гормонов. Некоторые клетки также специализируются на поглощении чужеродных материалов с помощью процесса, называемого фагоцитозом. При поглощении небольших молекул жидкости этот процесс называется пиноцитозом.

    На поверхности некоторых клеток видны выступы в виде ресничек, жгутиков или микроворсинок.

    Патофизиология

    Кислород, будучи бирадикалом, реагирует с ионами различных металлов и биологическими молекулами, что называется окислением. Однако сам процесс дыхания (митохондриальное дыхание) производит множество форм активных форм кислорода, таких как супероксид-анион-радикал (O2 · -), пероксид водорода (h3O2) и гидроксильный радикал (· OH). Этому окислению подвержены все биологические молекулы, включая ДНК. Тем не менее, организм использует различные антиоксидантные механизмы, такие как супероксиддисмутазы, пероксидазы, пероксиредоксины, глутатион и глутаредоксины, чтобы управлять стрессом и уменьшать его количество.ДНК подвергается постоянному повреждению из-за своей клеточной среды и клеточных метаболитов, в дополнение к внешним мутагенам, которые могут вызывать разрыв цепи ДНК во время репликации. Циклинзависимые киназы (CDK), которые присущи регуляции клеточного цикла, также играют важную роль в репарации ДНК. [21] Двухцепочечные разрывы (DSB) являются наиболее токсичными повреждениями ДНК. Если их не отремонтировать или отремонтировать неправильно, они могут привести к потере гетерозиготности или могут вызвать серьезные хромосомные перестройки.Одноцепочечные разрывы, депуринизация, депиримидинирование, O6-метилгуанины и дезаминирование цитозина являются схожими типами повреждений ДНК. Если не исправить систему репарации ДНК, это может привести к развитию патологий. Система репарации, которая корректирует повреждение ДНК, включает в себя соединение негомологичных концов ДНК (NHEJ), эксцизионную репарацию оснований (BER), репарацию одноцепочечных разрывов (SSBR) и гомологичную рекомбинацию (HR) и репарацию межцепочечных поперечных связей (ICL). Нарушение ЧСС и ICL может привести к развитию анемии Фанкони, семейного рака груди и рака яичников.Недостаточность NHEJ может привести к развитию тяжелого комбинированного иммунодефицита. Патологии, связанные с нарушением BER и SSBR, включают синдром гипер-IgM и колоректальную карциному. Дефектный SSBR также проявляется атаксией. Следовательно, пути ответа на повреждение ДНК, которые защищают стабильность генома, по своей сути важны для предотвращения нейродегенерации и злокачественной трансформации клеток в дополнение к нормальному росту и развитию, иммунному развитию и нейрогенезу. [22]

    В зависимости от внешних стимулов или требований окружающей среды клетки претерпевают несколько изменений внутри себя.Эти изменения носят как физиологический, так и патологический характер и приводят к прогрессированию болезни. Эти изменения обычно бывают следующих пяти типов, называемых клеточными адаптациями:

    Гипертрофия: Это состояние, при котором мышечные клетки / волокна набирают мышечную массу, намного превышающую их возможности, без увеличения количества волокон. , общее увеличение размера конструкции. Лучше всего это проявляется в беременной матке и мышцах бодибилдеров. Это увеличение мышечной массы было связано с белковым фактором роста, называемым инсулиноподобным фактором роста 1 (IGF-1).[23]

    Гиперплазия: Это состояние, при котором количество клеток быстро делится, что приводит к общему увеличению размера структуры. Он может быть физиологическим или патологическим. Лучший пример физиологического типа — беременная матка. Патологически он может быть доброкачественным или злокачественным. Доброкачественная гиперплазия предстательной железы (ДГПЖ) — лучший пример доброкачественной гиперплазии. Гиперплазия эндометрия при карциноме эндометрия не редкость. [24] Гиперплазия эндометрия — это патологическое состояние, при котором железистая ткань эндометрия и строма, выстилающая матку, демонстрируют серьезные гиперпластические изменения.

    Атрофия: Это полная противоположность гипертрофии, при которой клетки начинают уменьшаться в размерах, что приводит к общему уменьшению размера ткани или органа. Атрофия вилочковой железы в зрелом возрасте — классический пример физиологической атрофии. Атрофия неиспользования — это термин, используемый для состояний, при которых атрофия имеет место в определенной ткани / органах после длительного неиспользования этой конкретной структуры. Атрофия клеток / тканей происходит из-за общей потери клеточных органелл, белков и цитоплазмы.[25]

    Метаплазия: Это состояние изменения клеточной идентичности путем замены одного типа здоровых клеток другим типом здоровых клеток в ткани / органе. Его вызывает ненормальный стимул. [26] Это состояние обычно проявляется в нижнем отделе пищевода из-за хронического гастроэзофагеального рефлюкса.

    Дисплазия: Это состояние, при котором происходит ненормальное расположение клеток из-за изменения их обычного поведения роста.

    Клиническая значимость

    1.Синдромы митохондриальной цитопатии: Это состояние, при котором митохондриальная ДНК аномальна; это может нарушить функцию митохондрий в частности и функцию клетки в целом. Это вызвано либо мутациями ядерной ДНК, либо мутациями в наследуемой по материнской линии форме митохондриального генома. Несмотря на то, что симптомы сильно различаются, они могут проявляться в виде мышечной слабости, высокого уровня молочной кислоты и даже дегенеративных поражений головного мозга. Диагноз ставится на основании биопсии, взятой из мышечных клеток под электронным микроскопом.Выявляются паракристаллические включения митохондрий, что является характерной чертой этого нарушения. Исследования также включают измерение лактата в сыворотке крови, лактата спинномозговой жидкости и некоторые нейрорадиологические тесты. Было идентифицировано почти 200 различных типов мутаций заболеваний митохондриальной ДНК, и еще больше обнаруживается с лучшими средствами и знаниями [27]. Нарушение регуляции или мутации митохондрий также связаны со злокачественными изменениями гемопоэтических стволовых клеток, ведущими к лейкемии.[28]

    2. Дефекты аппарата Гольджи: Изменение структуры и функции комплекса Гольджи является признаком различных сердечно-сосудистых заболеваний, таких как сердечная недостаточность, кардиомегалия и аритмия. Дисфункция тел Гольджи также наблюдается при других состояниях, но в первую очередь связана с сердечно-сосудистыми заболеваниями, поскольку она отвечает за транспорт, биосинтез и распределение белков сердечно-сосудистой системы. [29]

    3. Дефекты клеточной мембраны: Нарушения клеточной мембраны наблюдаются в красных кровяных тельцах (эритроцитах) и обычно наследуются из-за мутаций в мембране, приводящих к аномалиям в эритроцитах, что сокращает их продолжительность жизни и преждевременно выводится из кровообращения.Это явление наблюдается при наследственных заболеваниях, таких как наследственный сфероцитоз, стоматоцитоз, овалоцитоз и эллиптоцитоз. [30] Дефекты клеточной мембраны также возникают при таких состояниях, как мышечные дистрофии, когда есть ошибки в белках, расположенных в клеточных мембранах. Эти расстройства включают дистрофинопатию, миопатию Бетлема, мерозинопатию, дисферлинопатию, саркогликанопатии и кавеолинопатию. Дефект внутри клеточной мембраны может привести к притоку и оттоку различных молекул, которые могут вызвать дегенерацию мышечных клеток.[31] Мембранные дефекты также появляются при расстройствах, связанных с рецепторами, таких как болезнь Грейвса, некоторые типы диабета и ожирения, рассеянный склероз; измененное липидное состояние, такое как рассеянный склероз и мышечная дистрофия; нарушение проницаемости мембраноподобного муковисцидоза, ведущее состояние бактериальных токсинов; некоторые заболевания, связанные со специфическими транспортными изменениями и дефектами цитоскелета-мембраны, такие как болезнь Чедиака-Хигаши. [32]

    4. Болезни накопления лизосом (LSD): Лизосомы содержат более 50 различных типов мембранных белков.Стоит отметить, что нарушение или дисфункция некоторых специфических белков в лизосомах привело к обнаружению почти 50 различных типов лизосомных болезней накопления. Лизосомная мутация и лизосомные гены предрасполагают человека к целому ряду состояний. Наиболее распространенные болезни, связанные с ЛСД, такие как ожирение, инфекции, рак и нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Паркинсона, болезнь Гоше и болезнь Альцгеймера. [20]

    5. Дефекты ядра: Мутации в структуре и составе ядер также присутствуют при таких заболеваниях, как мышечная дистрофия, рак, старение, кардиомиопатии.[33] Нейродегенеративные заболевания показывают аномальное накопление патогенной внутриядерной агрегации белков в виде внутриядерных телец включения. [34]

    6. Дефекты эндоплазматического ретикулума: Исследователи наблюдали, что различные ER-образующие белки играют роль в таких заболеваниях, как наследственная спастическая параплегия и болезнь Альцгеймера. [17] Имеются данные, подтверждающие, что длительный стресс ER приводит ко многим заболеваниям, таким как диабет 2 типа, нейродегенерация, заболевания печени, атеросклероз и рак.[18]

    7. Цитоплазматические ошибки: Как мы знаем, каждое строение клетки должно быть идеальным количеством. Исследования показали, что аномально большое количество цитоплазмы приводит к дефектам в выравнивании хромосом, морфологии полюсов веретена и передаче сигналов контрольной точки, что приводит к ошибкам сегрегации хромосом. [35]

    8. Мутация: Нарушения митоза возникают в результате длительного воздействия радиации (особенно ядерной радиации). Это также может произойти с некоторыми химическими веществами и лекарствами.Но некоторые клетки не подвергаются митозу, как нервные клетки, сердечные клетки. Говорят, что они находятся на стадии го.

    9. Опухоли: Скорость деления клеток сильно различается в разных клетках. Он наиболее высок в эпителиальных клетках, подверженных трению. Ставка коррелирует со спросом. Чрезмерный неконтролируемый рост приводит к состоянию, известному как t umors . [36]

    Рисунок

    Животная клетка, диаграмма клетки, клеточная стенка, ядерная мембрана, вакуоль, клеточные включения, ядрышко, хроматиновая сеть, центросома, состоящая из центросферы, включающей две центриоли.Предоставлено Gray’s Anatomy Plates

    Рисунок

    Оплодотворение яйцеклетки, процесс оплодотворения яйцеклетки мышей, женского и мужского пронуклеусов. Предоставлено Gray’s Anatomy Plates

    Рисунок

    Это гистологический слайд вируса герпеса человека-6 (HHV-6), ранее известного как HBLV, типа вируса герпеса, который был обнаружен в октябре 1986 года. Это микрофотография. инфицированные клетки с тельцами включения как в ядре, так и в цитоплазме.(подробнее …)

    Рисунок

    Кольцевые сидеробласты: аномальное отложение железа в митохондриях предшественников эритроцитов, образующих кольцо вокруг ядра. Предоставлено Пауло Энрике Орланди Моурао (CC By https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)

    Рисунок
    ДНК

    в ядре, обернутом хроматином, имеет длину примерно 200 пар оснований вокруг каждого нуклеосома. Предоставлено Норой Аль Абуд, доктором генетики

    Ссылки

    1.
    Bianconi E, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. Оценка количества клеток в теле человека. Ann Hum Biol. 2013 ноябрь-декабрь; 40 (6): 463-71. [PubMed: 23829164]
    2.
    Hatano A, Chiba H, Moesa HA, Taniguchi T., Nagaie S, Yamanegi K, Takai-Igarashi T, Tanaka H, ​​Fujibuchi W. CELLPEDIA: хранилище информации о клетках человека для клетки исследования и дифференцированный анализ.База данных (Оксфорд). 2011; 2011: bar046. [Бесплатная статья PMC: PMC3204613] [PubMed: 22039163]
    3.
    von Bartheld CS, Bahney J, Herculano-Houzel S. Поиск истинного количества нейронов и глиальных клеток в человеческом мозгу: обзор за 150 лет подсчета клеток. J Comp Neurol. 2016 15 декабря; 524 (18): 3865-3895. [Бесплатная статья PMC: PMC5063692] [PubMed: 27187682]
    4.
    Флетчер Д.А., Маллинз Р.Д. Клеточная механика и цитоскелет. Природа. 28 января 2010 г .; 463 (7280): 485-92.[Бесплатная статья PMC: PMC2851742] [PubMed: 20110992]
    5.
    Якель С., Димоу Л. Глиальные клетки и их функция в мозге взрослого человека: путешествие по истории их абляции. Front Cell Neurosci. 2017; 11:24. [Бесплатная статья PMC: PMC5303749] [PubMed: 28243193]
    6.
    Луи Дж. К., Барон Дж. Механизмы, ограничивающие рост тела у млекопитающих. Endocr Rev.2011 июнь; 32 (3): 422-40. [Бесплатная статья PMC: PMC3365796] [PubMed: 21441345]
    7.
    Ахтар Ф, Бохари ГРП.StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 16 мая 2021 года. Апоптоз. [PubMed: 29762996]
    8.
    Wong RS. Апоптоз при раке: от патогенеза к лечению. J Exp Clin Cancer Res. 2011 26 сентября; 30:87. [Бесплатная статья PMC: PMC3197541] [PubMed: 21943236]
    9.
    Zhu J, Thompson CB. Метаболическая регуляция роста и пролиферации клеток. Nat Rev Mol Cell Biol. 2019 июл; 20 (7): 436-450. [Бесплатная статья PMC: PMC6592760] [PubMed: 30976106]
    10.
    Mattes B, Scholpp S. Возникающая роль контактно-опосредованной клеточной коммуникации в развитии тканей и заболеваниях. Histochem Cell Biol. 2018 ноя; 150 (5): 431-442. [Бесплатная статья PMC: PMC6182708] [PubMed: 30255333]
    11.
    Slaoui M, Bauchet AL, Fiette L. Отбор и обработка образцов тканей для гистопатологической оценки. Методы Мол биол. 2017; 1641: 101-114. [PubMed: 28748459]
    12.
    Costello LC, Франклин РБ, Рейнольдс Массачусетс. Важная роль и значение цитрата в составе, структуре и функции тканей полости рта / пародонта / черепно-лицевой области.Madridge J Dent Oral Surg. 2018; 3 (1): 85-90. [Бесплатная статья PMC: PMC6426309] [PubMed: 30

    1]
    13.
    Ли DC, Chen JH, Hsu TY, Chang LH, Chang H, Chi YH, Chiu IM. Нервные стволовые клетки способствуют регенерации нервов посредством индуцированной IL12 дифференцировки шванновских клеток. Mol Cell Neurosci. 2017 Март; 79: 1-11. [PubMed: 27865767]
    14.
    Луби-Фелпс К. Физическая химия цитоплазмы и ее влияние на функцию клеток: обновленная информация. Mol Biol Cell. 2013 сентябрь; 24 (17): 2593-6.[Бесплатная статья PMC: PMC3756912] [PubMed: 23989722]
    15.
    Lombardi ML, Lammerding J. Измененные механические свойства ядра при болезни. Методы Cell Biol. 2010; 98: 121-41. [PubMed: 20816233]
    16.
    Вебстер М., Виткин К.Л., Коэн-Фикс О. Определение размера ядра: форма ядра, размер и сборка ядерной оболочки. J Cell Sci. 2009 15 мая; 122 (Pt 10): 1477-86. [Бесплатная статья PMC: PMC2680097] [PubMed: 19420234]
    17.
    Schwarz DS, Blower MD.Эндоплазматический ретикулум: структура, функция и ответ на клеточную сигнализацию. Cell Mol Life Sci. 2016 Янв; 73 (1): 79-94. [Бесплатная статья PMC: PMC4700099] [PubMed: 26433683]
    18.
    Озкан Л., Табас И. Роль стресса эндоплазматического ретикулума в метаболических заболеваниях и других расстройствах. Annu Rev Med. 2012; 63: 317-28. [Бесплатная статья PMC: PMC32

    ] [PubMed: 22248326]
    19.
    Xu H, Ren D. Физиология лизосом. Annu Rev Physiol. 2015; 77: 57-80. [Бесплатная статья PMC: PMC4524569] [PubMed: 25668017]
    20.
    Баллабио А. Потрясающая лизосома. EMBO Mol Med. 2016, 01 февраля; 8 (2): 73-6. [Бесплатная статья PMC: PMC4734841] [PubMed: 26787653]
    21.
    Тивари В., Уилсон DM. Повреждение ДНК и связанные с ним дефекты репарации ДНК при заболеваниях и преждевременном старении. Am J Hum Genet. 2019 1 августа; 105 (2): 237-257. [Бесплатная статья PMC: PMC6693886] [PubMed: 31374202]
    22.
    О’Дрисколл М. Заболевания, связанные с неправильной реакцией на повреждение ДНК. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012 Dec 01; 4 (12) [Бесплатная статья PMC: PMC3504433] [PubMed: 23209155]
    23.
    Стекло DJ. Сигнальные пути гипертрофии и атрофии скелетных мышц. Int J Biochem Cell Biol. 2005 Октябрь; 37 (10): 1974-84. [PubMed: 16087388]
    24.
    Montgomery BE, Daum GS, Dunton CJ. Гиперплазия эндометрия: обзор. Obstet Gynecol Surv. 2004 Май; 59 (5): 368-78. [PubMed: 15097798]
    25.
    Боналдо П., Сандри М. Клеточные и молекулярные механизмы мышечной атрофии. Dis Model Mech. 2013 Янв; 6 (1): 25-39. [Бесплатная статья PMC: PMC3529336] [PubMed: 23268536]
    26.
    Giroux V, Rustgi AK. Метаплазия: адаптация к повреждению ткани и предшественник последовательности дисплазия-рак. Нат Рев Рак. 2017 Октябрь; 17 (10): 594-604. [Бесплатная статья PMC: PMC5998678] [PubMed: 28860646]
    27.
    Шмидель Дж., Джексон С., Шефер Дж., Райхманн Х. Митохондриальные цитопатии. J Neurol. 2003 Март; 250 (3): 267-77. [PubMed: 12638015]
    28.
    Аль Агэели Э. Изменения митохондрий и связанных метаболических путей при лейкемии: обзор повествования.Саудовская Аравия J Med Med Sci. 2020 январь-апрель; 8 (1): 3-11. [Бесплатная статья PMC: PMC6945320] [PubMed: 31929772]
    29.
    Лу Л., Чжоу К., Чен З., Чен Л. Значительная роль аппарата Гольджи в сердечно-сосудистых заболеваниях. J. Cell Physiol. 2018 Апрель; 233 (4): 2911-2919. [PubMed: 28574583]
    30.
    Barcellini W, Bianchi P, Fermo E, Imperiali FG, Marcello AP, Vercellati C, Zaninoni A, Zanella A. Наследственные дефекты мембран красных клеток: диагностические и клинические аспекты. Переливание крови.2011 июл; 9 (3): 274-7. [Бесплатная статья PMC: PMC3136593] [PubMed: 21251470]
    31.
    Одзава Э., Нишино И., Нонака И. Сарколеммопатия: мышечные дистрофии с дефектами клеточной мембраны. Brain Pathol. 2001 апр; 11 (2): 218-30. [Бесплатная статья PMC: PMC8098542] [PubMed: 11303797]
    32.
    Goldberg DM, Riordan JR. Роль оболочек в заболевании. Clin Physiol Biochem. 1986; 4 (5): 305-36. [PubMed: 3022980]
    33.
    Цвергер М., Хо С.Й., Ламмердинг Дж. Ядерная механика при болезнях.Annu Rev Biomed Eng. 2011 15 августа; 13: 397-428. [Бесплатная статья PMC: PMC4600467] [PubMed: 21756143]
    34.
    Woulfe JM. Аномалии ядра и ядерных включений при нейродегенеративном заболевании: работа в стадии разработки. Neuropathol Appl Neurobiol. 2007 Февраль; 33 (1): 2-42. [PubMed: 17239006]
    35.
    Jevtić P, Levy DL. Больше цитоплазмы, больше проблем. Dev Cell. 2017 г. 8 мая; 41 (3): 221-223. [PubMed: 28486126]
    36.
    Уржумов В.Д., Пасиешвили Н.М., Капустник Н.В., Мирошниченко М.С., Борзенкова И.В., Молодан Д.В., Гриневич В.Н.Клинико-морфологические особенности опухоли Вильмса: анализ литературных данных и случай из практики. Виад Лек. 2019 31 октября; 72 (10): 2050-2055. [PubMed: 31983151]

    Границы | Межорганическое сообщение между митохондриями и эндолизосомальной системой

    Введение

    Эукариотические клетки содержат ограниченные мембраной органеллы, которые позволяют им разделять специализированные биохимические реакции, такие как выработка АТФ, распад липидов или деградация белков, выполняя их в определенных клеточных участках.Чтобы в полной мере воспользоваться очевидными преимуществами такой специализации, органеллы внутри клетки должны общаться и обмениваться информацией и метаболитами. Действительно, сейчас хорошо известно, что такие взаимодействия необходимы для поддержания клеточного гомеостаза. Связь между органеллами не обязательно требует физических контактов, поскольку информация между органеллами может передаваться посредством передачи определенных метаболитов. Однако сайты мембранного контакта (MCS) представляют собой быстрый и эффективный способ общения.Такие межорганические физические контакты в настоящее время являются предметом большого количества исследований, и они были связаны со многими клеточными процессами, такими как передача сигналов, регуляция гомеостаза кальция, метаболизм липидов, а также локализация и динамика органелл (Helle et al., 2013; Daniele and Schiaffino). , 2014). Взаимодействия между органеллами также очень важны для контроля качества белков, поскольку неправильно свернутые, окисленные и устаревшие белки опасны для клетки, и с ними необходимо обращаться соответствующим образом для поддержания правильного протеостаза.Эта проблема решается в клетке органеллами, работающими вместе в сложной и скоординированной сети (Baixauli et al., 2014; Gottschling and Nyström, 2017).

    Митохондрии и лизосомы находятся в центре разрушительных генетических заболеваний. Исследования митохондриальных и вызванных лизосомами заболеваний были сосредоточены на попытке понять молекулярную патологию пораженной органеллы. Однако недавно было обнаружено, что генетические дефекты в одном типе органелл могут привести к повреждению другого.В частности, генетическое нарушение митохондрий вызывает вторичное нарушение лизосом, а генетические дефекты в лизосомах могут приводить к дисфункции митохондрий, подчеркивая функциональную связь между этими двумя органеллами.

    Митохондрии являются фундаментальными метаболическими органеллами в клетках, но они также участвуют в гомеостазе железа и кальция, а также в регуляции апоптоза и все чаще признаются ключевыми сигнальными платформами (Friedman and Nunnari, 2014; Chandel, 2015).Как и остальные органеллы, митохондрии должны взаимодействовать с другими органеллами, чтобы выполнять свои функции, обмениваясь материалом и передавая сигналы, ответственные за регулирование метаболизма, внутриклеточную передачу сигналов и поддержание клеток (Murley and Nunnari, 2016). Эта связь может быть установлена ​​разными способами, такими как везикулярный транспорт (как первоначально обнаружено для органелл секреторного пути), обмен метаболитов или сигнальных молекул путем диффузии или через прямые физические контакты.

    Лучше всего охарактеризованные МСК — это физические контакты, установленные между митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом (ЭР). Эти контакты называются митохондриально-ассоциированными мембранами (МАМ), и они имеют решающее значение для многих внутриклеточных процессов, особенно для регуляции гомеостаза кальция, метаболизма липидов, деления митохондрий или регуляции синтеза и деления митохондриальной ДНК (Friedman et al., 2011; Bravo- Sagua et al., 2014; Lewis et al., 2016). Эти контакты обеспечивают поток кальция между двумя органеллами, координируя производство АТФ и способствуя буферизации кальция в митохондриях.В определенных условиях расстояние между митохондриями и ER может варьироваться, влияя на их связь и функцию органелл. Напр., Плотные соединения между митохондриями и ER могут вызывать перегрузку митохондрий кальцием и проницаемость митохондриальных мембран, заставляя клетку участвовать в программе апоптоза (Csordás et al., 2006).

    Интересно, что дефекты MAMs или их гомеостаза были связаны с определенными заболеваниями, подчеркивая важность контактов между органеллами для контроля гомеостаза как клеток, так и организма.Ожирение вызывает увеличение количества МАМ в печени, что ставит под угрозу митохондриальную активность и вызывает окислительный стресс (Arruda et al., 2014; Ma et al., 2017). У тучных животных экспериментальная индукция МАМ ухудшает метаболический гомеостаз, а их нарушение улучшает окислительную способность митохондрий (Arruda et al., 2014). МАМ также связаны с воспалением, и есть данные, свидетельствующие о том, что МАМ участвуют в запуске воспалительной реакции на окислительный стресс. Индукторы активных форм кислорода (АФК) активируют инфламмасому, определяя ее локализацию в МАМ (Zhou et al., 2011). МАМ связаны с нейродегенеративными заболеваниями (Manfredi and Kawamata, 2016; Paillusson et al., 2016), поэтому их частота и активность повышаются как у семейных, так и у спорадических пациентов с болезнью Альцгеймера (Area-Gomez et al., 2012). Сниженное количество ассоциаций ER-митохондрии и изменение обмена Ca 2+ между этими двумя органеллами наблюдали на двух разных моделях мышей с боковым амиотрофическим склерозом (ALS) (Paillusson et al., 2016). Утрата гомеостаза МАМ также была связана с раком, диабетом и легочной артериальной гипертензией (Sutendra et al., 2011; Георгий и др., 2015; Ma et al., 2017; Родригес-Аррибас и др., 2017).

    Эндолизосомная система — это высокодинамичный мембранный отсек, который имеет решающее значение для поддержания клеточного гомеостаза. Эндолизосомная система состоит из нескольких мембраносвязанных органелл, таких как ранние эндосомы, мультивезикулярные тельца (MVB), лизосомы, связанные с лизосомами органеллы (LRO) и другие специализированные органеллы (Klumperman and Raposo, 2014). Во время созревания эндосом отрастание внутрь ограничивающих мембран формирует небольшие внутрипросветные пузырьки (ILVs) в органеллах, называемых MVBs.Эндосомы, MVB и лизосомы регулируют передачу сигналов, секрецию и деградацию рецепторов и других клеточных компонентов. MVB могут сливаться с плазматической мембраной и высвобождать свои ILV во внеклеточную среду в виде экзосом или, альтернативно, они могут сливаться с лизосомами для разложения их содержимого. Помимо деградации, лизосомы выполняют множество других важных функций, выступая в качестве кислых запасов кальция, которые высвобождают кальций в ответ на различные стимулы, секретируя их содержимое посредством экзоцитоза или восстанавливая плазматическую мембрану (Perera and Zoncu, 2016).Кроме того, лизосомы могут определять метаболическое состояние клетки, как это происходит в условиях голодания или стресса, в которых mTORC1 активируется и высвобождается из лизосомальной мембраны, вызывая транскрипционный ответ для увеличения биогенеза и активности лизосом (Roczniak-Ferguson et al. ., 2012; Settembre et al., 2013; Ballabio, 2016).

    В этом обзоре будут рассмотрены некоторые из недавних открытий, касающихся связи между митохондриями и эндолизосомной системой. Физические контакты между лизосомами и митохондриями — недавнее открытие благодаря достижениям в методах микроскопии и молекулярной биологии, и они в основном изучались на дрожжах.Помимо этих физических контактов, везикулы митохондриального происхождения (MDV) представляют собой еще одно средство достижения молекулярного переноса между митохондриями и эндолизосомной системой. Хотя были идентифицированы различные способы связи между этими органеллами, их биологическое значение часто еще не ясно.

    Взаимодействие митохондрий и вакуолей в дрожжах

    Дрожжи стали мощной моделью для изучения связей между органеллами. Вакуоль является эквивалентом лизосомы у дрожжей, и первое описание функциональной связи между вакуолью и митохондриями подтвердило ее роль в метаболизме липидов.В самом деле, измененный синтез кардиолипина вызывает повреждение вакуолей (Chen et al., 2008). Кардиолипин — это анионный фосфолипид, который преимущественно находится во внутренней мембране митохондрий, и его диссоциация от митохондрий приводит к дисфункции митохондрий. Удаление кардиолипинсинтазы, фермента, ответственного за синтез кардиолипина в митохондриях, вызывает несколько дефектов в вакуолях и влияет на выживаемость клеток (Chen et al., 2008). Дрожжи, несущие мутацию в кардиолипинсинтазе, имеют дефектную морфологию вакуолей, сниженную активность v-АТФазы и вакуолярную базификацию.Следовательно, кардиолипин играет ключевую роль в функциональном взаимодействии митохондрий и вакуолей. Хотя механизм, лежащий в основе этого перекрестного взаимодействия, неясен, он, по-видимому, связан с нарушением ионного гомеостаза, поскольку делеция обменника Na + / H + улучшила вакуолярные дефекты.

    Другая функциональная корреляция между вакуолью и митохондриями была обнаружена во время старения дрожжей. Старые дрожжи демонстрируют фрагментацию митохондрий, потерю митохондриальной ДНК в их потомстве и повышенные уровни митохондриальных АФК (Lam et al., 2011; McFaline-Figueroa et al., 2011). Были идентифицированы два гена, связанных со старением: VMA1 , кодирующий субъединицу v-АТФазы, и VPh3 , интегральный мембранный белок ER, необходимый для сборки v-ATPase. Избыточная экспрессия VMA1 и VPh3 снижает вакуумолярный pH, задерживая митохондриальную дисфункцию, связанную со старением. Этот эффект продления жизни связан со способностью вакуоли накапливать нейтральные аминокислоты, а не с ее разрушающей функцией (Hughes and Gottschling, 2012).Пониженная вакуолярная кислотность у старых дрожжей также ремоделирует митохондриальный протеом (Hughes and Gottschling, 2012). При потере вакуолярной кислотности специфические мембранные белки митохондриальных мембран сортируются в отсек митохондриального происхождения (MDC) (рис. 1). Затем этот мембранный отсек высвобождается в результате деления и транспортируется в вакуоль для расщепления белка с помощью аутофагии. Белки избирательно включаются в MDC, и для этого требуются митохондриальные рецепторы импорта Tom70 и Tom71.Этот механизм представляет собой защитный путь для сохранения целостности митохондрий во время стресса (Hughes et al., 2016).

    Рисунок 1 . Перекрестные помехи между митохондриями и лизосомальной вакуолью у дрожжей. Существуют два различных механизма молекулярного обмена между митохондриями и лизосомальной вакуолью: везикулярный транспорт и физические контакты. Белки митохондриальной мембраны могут транспортироваться из митохондрий в вакуоль посредством образования митохондриального производного компартмента (MDC), особенно для их деградации в результате аутофагии.Этот механизм является защитным путем для сохранения целостности митохондрий во время стресса. Кроме того, митохондрии и лизосомная вакуоль устанавливают физические контакты, вакуоль и митохондриальный участок (vCLAMP), который включает белки Vps39, Ypt7 и Lam6 и неидентифицированный митохондриальный компонент. Это соединение участвует в обмене питательными веществами и липидами между этими органеллами. Lam6 также присутствует в структуре встречи эндоплазматического ретикулума-митохондрии (ERMES), физическом контакте между митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом.Присутствие Lam6 в обоих митохондриальных контактах делает возможной их совместную регуляцию. Следовательно, vCLAMP более широко распространен у мутанта ERMES и, наоборот, при нарушении vCLAMP имеется больше ERMES. MDC, компартмент митохондриального происхождения; vCLAMP, вакуоль и митохондриальный пластырь; ERMES, структура встречи эндоплазматического ретикулума и митохондрий; (?), неидентифицированный митохондриальный компонент vCLAMP.

    Два параллельных исследования продемонстрировали, что существуют физические контакты между митохондриями и дрожжевой вакуолью, известной как вакуоль и митохондриальный участок (vCLAMP) (Рисунок 1).Путем скрининга дрожжевых мутантов были обнаружены два гена, которые влияют на формирование физического контакта между ER и митохондриями, структуру встречи эндоплазматического ретикулума и митохондрий (ERMES) (Elbaz-Alon et al., 2014). Делеция двух белков, кодируемых этими генами, Vps39 и Vam7, которые участвуют в слиянии в вакуоли (Ungermann, 2015), вызывает увеличение количества ERMES, хотя они не действуют непосредственно на эти структуры. Vps39 ранее был идентифицирован как часть связывающего комплекса гомотипического слияния и сортировки белков (HOPS), и он был локализован в местах контакта между вакуолью и митохондриями (Elbaz-Alon et al., 2014). В параллельном исследовании физические контакты между митохондриями и вакуолями были обнаружены с помощью электронной микроскопии, и хотя Vps39 участвовал в этом взаимодействии, Ypt7 был идентифицирован в вакуолярной части контакта (Hönscher et al., 2014) (Рисунок 1). В обоих случаях наблюдалась связь между ERMES и vCLAMP, что подтверждается увеличением количества ERMES при нарушении vCLAMP. И наоборот, когда ERMES нарушены, появляется больше vCLAMP. Примечательно, что дрожжевые мутанты для обоих митохондриальных контактов являются летальными, демонстрируя, что как вакуолярные, так и ER-контакты с митохондриями вносят вклад в митохондриальную функцию, возможно, выполняя частично повторяющиеся функции (Elbaz-Alon et al., 2014; Hönscher et al., 2014). Эти соединения необходимы для опосредования транспорта фосфолипидов между митохондриями и эндомембранной системой во время синтеза фосфолипидов, процесса, для которого требуются обе органеллы. Более того, vCLAMPs также обогащены специфическими переносчиками ионов и аминокислот, так что активность vCLAMPs может выходить за рамки транспорта липидов до восприятия и использования питательных веществ (Elbaz-Alon et al., 2014). Интересно, что формирование этих контактов зависит от метаболизма клетки.У дрожжей, выращенных на глюкозе, больше участков контакта между митохондриями и вакуолями, и это количество уменьшается, когда они выращиваются в глицерине (Hönscher et al., 2014). Следовательно, ERMES и vCLAMP регулируются в ответ на метаболический статус клеток, что позволяет предположить, что оба контакта участвуют в сходной активности, но в разных условиях, то есть в респираторном или ферментативном метаболизме.

    Координация этих различных сайтов контакта была дополнительно выявлена ​​при изучении Lam6, нового белка, который регулирует оба сайта контакта у дрожжей (Elbaz-Alon et al., 2015). Lam6 присутствует как на сайтах контактов ERMES, так и vCLAMP (Figure 1), хотя он не является существенным для образования этих контактов, и его отсутствие не влияет на их целостность. Скорее, Lam6 может расширять контакты между органеллами, и действительно, vCLAMP удлиняется у мутантов ERMES, но это увеличение не происходит, когда Lam6 удален. Аналогичным образом, ERMES больше не возникает, когда vCLAMP нарушается в отсутствие Lam6, что доказывает, что Lam6 опосредует перекрестные помехи между контактами различных органелл у дрожжей, и в частности между контактами ERMES и vCLAMP (Elbaz-Alon et al., 2015).

    Перекрестные помехи между митохондриями и эндолизосомами у млекопитающих

    Молекулярные механизмы, обеспечивающие связь между митохондриями и лизосомами в клетках млекопитающих, остаются неясными. Первоначальный способ коммуникации был обнаружен, когда было показано, что митохондрии формируют специфические пузырьки, нацеленные на эндолисомную систему (Soubannier et al., 2012). Белковый груз MDV селективно включается, и он может быть ограничен элементами на внешней мембране или может также включать компоненты внутренней мембраны и матрицы (рис. 2).Молекулярный механизм, который управляет образованием MDVs, отличается от деления митохондрий, поскольку MDVs образуются в Drp1-молчащих клетках, Drp1 является ключевым белком в делении митохондрий (Soubannier et al., 2012). Паркин индуцирует PINK1-зависимое образование MDVs в условиях митохондриального стресса, которые обогащены специфическими для митохондрий белками, такими как Tom20, которые нацелены на эндолизосомную систему для деградации (McLelland et al., 2014). Эти MDV изначально нацелены на MVB ​​и, наконец, сливаются с лизосомами.Такое образование пузырьков может быть быстрым ответом на митохондриальный стресс, доставляя окисленный груз в лизосомы, чтобы сохранить целостность органеллы (McLelland et al., 2014; Sugiura et al., 2014). Сообщалось также, что MDV участвуют в контроле качества митохондрий при остром стрессе сердечной системы (Cadete et al., 2016).

    Рисунок 2 . Различные способы связи митохондрий и лизосом у млекопитающих. Новые данные подтверждают существование интенсивных перекрестных помех между митохондриями и эндолизосомным компартментом у млекопитающих.Функциональный стресс или дисфункция одной органеллы влияет на другую. Таким образом, митохондриальный стресс вызывает вторичную лизосомную дисфункцию, которая вызывает активацию TFEB и транскрипционный ответ, связанный с биогенезом лизосом. Кроме того, в условиях стресса везикулы митохондриального происхождения (MDV) образуются в процессе, зависящем от паркина и PINK1. Эти MDV транспортируют устаревшие митохондриальные белки в эндолизосомную систему для их деградации — быстрый ответ, установленный для удаления окисленных белков.Попадая на эндолизосомный путь, митохондриальное содержимое может разлагаться лизосомальными ферментами или высвобождаться во внеклеточную среду через экзосомы. Физические связи между митохондриями и лизосомой или меланосомой необходимы для местного снабжения АТФ, гомеостаза Ca 2+ , транспорта Fe 2+ и для обработки VDAC1. Mfn2 регулирует физическую связь митохондрии и меланосомы. MVB, Мультивезикулярное тело; MDV, везикулы митохондриального происхождения; PINK1, PTEN-индуцированная киназа 1; VDAC1, изоформа 1 митохондриального потенциал-зависимого анионного канала; Mfn2, Mitofusin2; TFEB, фактор транскрипции EB.

    Аутофагия — это процесс удаления клеточных компонентов путем их инкапсуляции в двухмембранную структуру с последующей деградацией в лизосомах. В частности, избирательное удаление поврежденных митохондрий с помощью аутофагии известно как митофагия. Митофагия, как и образование MDV, зависит от паркина и PINK1 (Youle and Narendra, 2011; Roberts et al., 2016). Однако MDV также образуются, когда подавляются важные компоненты аутофагии, такие как Atg5, Beclin-1 или Rab9. Более того, MDV не локализуются совместно с LC3, маркером аутофагосомы, демонстрируя, что они не зависят от канонического процесса аутофагии (Soubannier et al., 2012; McLelland et al., 2014). И MDV, и митофагия являются механизмами контроля качества для работы с поврежденными митохондриями. Тем не менее, учитывая, что образование MDV является более быстрым и менее радикальным процессом и не зависит от классического механизма митофагии, это может быть первым ответом на митохондриальный стресс, предшествующий митофагии (McLelland et al., 2014; Sugiura et al., 2014).

    Дисфункция митохондрий вызывает нарушение лизосом, представляя функциональную связь между митохондриями и лизосомами (рис. 2).Делеция митохондриального фактора транскрипции A (TFAM) была использована в качестве модели митохондриальной дисфункции (Vernochet et al., 2012; Viader et al., 2013), поскольку TFAM необходим для репликации и транскрипции митохондриальной ДНК (мтДНК) ( Ларссон и др., 1998). В отсутствие TFAM меньше мтДНК, меньше транскриптов, кодирующих гены мтДНК, и нарушается цепь переноса электронов (Gustafsson et al., 2016). После делеции TFAM в Т-клетках повреждение митохондрий увеличивает количество лизосом.Однако лизосомная активность сильно нарушена, что вызывает накопление сфингомиелина и промежуточных продуктов аутофагии, а также вызывает воспалительные реакции (Baixauli et al., 2015). Повышенная масса лизосом была вызвана активацией фактора транскрипции TFEB (транскрипционный фактор EB), основного фактора транскрипции, контролирующего биогенез лизосом. Повышение клеточных уровней NAD + путем добавления предшественника NAD + улучшило лизосомную функцию в этой модели, что свидетельствует о том, что пониженные уровни NAD + в клетках с нарушенной митохондриальной функцией вызывают дисфункцию лизосом.Действительно, нарушение митохондриальной функции в нейронах путем генетической делеции AIF, OPA1 или PINK1 или с помощью специфических митохондриальных ингибиторов провоцирует морфологические изменения лизосом (Demers-Lamarche et al., 2016). При таких митохондриальных изменениях лизосомы становятся больше и в них накапливаются лизосомные вакуоли, хотя нейроны кажутся здоровыми и жизнеспособными. В этих условиях также были зарегистрированы более высокий лизосомный pH, пониженная активность лизосомальных ферментов и накопление субстратов аутофагии.Лечение антиоксидантами частично спасло эти лизосомные дефекты, предполагая, что избыток митохондриальных АФК вызывает дисфункцию лизосом (Demers-Lamarche et al., 2016).

    Совсем недавно была обнаружена еще одна функциональная связь между митохондриями и лизосомами. Фармакологически нарушенные митохондрии влияют на биогенез лизосом, увеличивая экспрессию некоторых лизосомных белков: Lamp1, белка лизосомальной мембраны; и лизосомальные ферменты для разложения, такие как кислая альфа-глюкозидаза и катепсины.Этот эффект на активность лизосом зависит от продолжительности повреждения митохондрий. Соответственно, некоторые лизосомные гены активируются после 1 недели лечения, но их экспрессия снижается после 4 недель лечения, что также наблюдается в фибробластах, полученных от пациентов с дефицитом комплекса I, и в эмбриональных фибробластах мыши из модели митохондриальной дисфункции у мышей. (Фернандес-Москера и др., 2017). Индукция лизосомного биогенеза при раннем повреждении митохондрий зависит от TFEB и требует передачи сигналов AMPK, представляющих ответ на митохондриальный стресс, повышенный поток аутофагии и способность удалять поврежденные митохондрии (Fernández-Mosquera et al., 2017).

    Помимо этой функциональной и везикулярной связи, прямые межорганические контакты между митохондриями и эндолизосомным компартментом были идентифицированы у млекопитающих, особенно в гипоксических клетках и эритроцитах (Sheftel et al., 2007; Hamdi et al., 2016). В условиях гипоксии митохондрии чрезмерно сливаются, и они устанавливают физические контакты с поздними эндолизосомами (рис. 2). Такой межорганический контакт может быть важным для расщепления VDAC1 цистеиновой протеазой, в основном расположенной в эндолизосомах.Расщепленный VDCA1 имеет другую конформацию, которая защищает митохондрии от аутофагии и увеличивает метаболическую эффективность (Brahimi-Horn et al., 2015). В эритроцитах взаимодействия между митохондриями и поздними эндосомами облегчают транспорт железа между этими двумя органеллами (Sheftel et al., 2007; Hamdi et al., 2016).

    Физические связи между митохондриями и меланосомами

    Органеллы, связанные с лизосомами (LRO), представляют собой гетерогенный набор органелл, которые обладают некоторыми чертами, общими с лизосомами, но которые зависят от типа клеток.В соответствии с их различными функциями, LRO различаются по составу и морфологии, и их можно различить по первоисточнику их мембраны и их внутрипросветному содержимому. Часть содержимого LRO происходит из эндолизосомной системы, и большинство из них содержат лизосомальные белки и имеют низкий рН просвета (Raposo et al., 2007).

    Меланосомы — это LRO пигментированных клеток, предназначенных для синтеза, хранения и транспортировки меланинов. Меланосомы считаются биологическими моделями биогенеза и подвижности органелл.Они происходят из эндосомных предшественников и впоследствии созревают за счет прогрессирующего отложения меланина и транспортируются к периферии клетки (Raposo et al., 2001). Контакты между митохондриями и меланосомами видны с помощью электронной микроскопии и томографии, и эти связи влияют на ок. 1% меланосом (Daniele et al., 2014). Формирование этих контактов основано не на слиянии мембран, а на установлении фибриллярных мостиков между двумя органеллами (Рис. 2).Полагают, что Mitofusin 2 играет важную роль в этих контактах, удивительно новая функция этого белка, который первоначально был идентифицирован как часть MAMs (de Brito and Scorrano, 2008). Контакты митохондрии и меланосомы более многочисленны в перинуклеарной области, где генерируются новые меланосомы, и, действительно, было обнаружено, что стимуляция биогенеза меланосом усиливает присутствие этих контактов. Более того, эти контакты могут опосредовать синтез АТФ, необходимый для созревания и подкисления меланосом, а также влиять на другие процессы в меланосомах, такие как синтез меланина и обмен небольшими молекулами.Меланосомы считаются кислыми запасами кальция, что указывает на то, что они также могут играть важную роль в передаче сигналов кальция. Благодаря антиоксидантной роли меланина и улавливанию свободных радикалов, это соединение может участвовать в контроле окислительно-восстановительного статуса меланоцитов.

    Митохондриальные молекулы секретируются во внеклеточную среду экзосомами

    Экзосомы — это внеклеточные везикулы, которые секретируются всеми типами клеток и происходят из MVB при их слиянии с плазматической мембраной.Присутствие митохондриальных молекул в экзосомах представляет собой еще одно косвенное свидетельство перекрестного взаимодействия между митохондриями и эндолизосомной системой (Torralba et al., 2016). Перед экспортом во внеклеточную среду токсичный, устаревший или поврежденный митохондриальный материал загружается в эндолизосомы для деградации или внеклеточного экспорта. Экзосомы содержат генетический материал, в основном некодирующую РНК, но также и мтДНК (Guescini et al., 2010a, b) (рисунок 2). Более того, мезенхимальные стволовые клетки и астроциты могут продуцировать еще более крупные везикулы, которые содержат целые митохондриальные частицы и мтДНК (Phinney et al., 2015; Хаякава и др., 2016). Физиологическая функция транспорта митохондриальной ДНК и белков из клетки остается неясной, как и молекулярные события, ответственные за их загрузку в везикулы. MDV или прямые межорганические контакты могут представлять собой быстрый механизм снятия митохондриального стресса с целью поддержания клеточной пригодности, возможно, используемый, когда нарушены другие пути деградации (Desdín-Micó and Mittelbrunn, 2017).

    Заключительные замечания

    Изучение всех аспектов межорганических связей стало возможным благодаря новым методам визуализации сверхвысокого разрешения и молекулярной биологии, подходам, которые пролили больше света на эту развивающуюся и многообещающую область исследований.Перекрестные помехи и зависимость между органеллами могут быть фундаментальными для лучшего соотношения неправильно понимаемых в настоящее время клеточных процессов. В самом деле, вторичные эффекты на родственные органеллы важны в патофизиологии заболевания, и они могут представлять собой отправную точку для определения новых терапевтических мишеней для лечения заболеваний человека. Это особенно важно в случае митохондриальных и лизосомных заболеваний, разрушительных патологий, которые в основном представляют собой неудовлетворенные медицинские потребности. Митохондрии и лизосомы (или LRO) взаимодействуют на разных уровнях и разными способами, чтобы контролировать гомеостаз клетки, и эти связи необходимы для правильного функционирования обеих органелл.У млекопитающих связь между органеллами в основном описывается на функциональном уровне, наблюдаемом как вторичное повреждение лизосом или LRO при изменении митохондрий, особенно когда клетки находятся в состоянии стресса. Из-за роли лизосом в деградации, эта коммуникация может быть быстрым способом, во-первых, снизить митохондриальный стресс и сохранить целостность митохондрий. Хотя физический контакт между митохондриями и эндолизосомным компартментом в основном изучался у дрожжей, недавние данные свидетельствуют о том, что он сохраняется у млекопитающих.Связь между этими органеллами может координировать процессы, которые требуют участия обеих органелл, такие как метаболическая адаптация, метаболизм фосфолипидов, регуляция передачи сигналов кальция и контроль клеточного гомеостаза.

    Авторские взносы

    Все перечисленные авторы внесли существенный, прямой и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее к публикации.

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Мы благодарим Г. Десдина-Мико и доктора Э. Карраско за полезные идеи и комментарии к рукописи. Эта работа поддержана исследовательским грантом CP 14/00219 от Fondo de Investigación Sanitaria del Instituto de Salud Carlos III, Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), Европейского исследовательского совета (ERC-2016-StG 715322-EndoMitTalk) и Instituto де Салуд Карлос III (FIS16 / 188).

    Список литературы

    Area-Gomez, E., del Carmen Lara Castillo, M., Tambini, M. D., Guardia-Laguarta, C., de Groof, A. J. C., Madra, M., et al. (2012). Повышенная регуляция функции митохондриально-ассоциированных мембран ER при болезни Альцгеймера. EMBO J. 31, 4106–4123. DOI: 10.1038 / emboj.2012.202

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Арруда, А. П., Перс, Б. М., Парлакгюл, Г., Гюней, Э., Иноуэ, К., и Хотамислигил, Г. С. (2014). Хроническое обогащение контакта эндоплазматического ретикулума печени и митохондрий приводит к дисфункции митохондрий при ожирении. Nat. Med. 20, 1427–1435. DOI: 10,1038 / нм.3735

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Байшаули, Ф., Асин-Перес, Р., Вильярроя-Бельтри, К., Маццео, К., Нуньес-Андраде, Н., Габанде-Родригес, Э. и др. (2015). Митохондриальное дыхание контролирует лизосомную функцию во время воспалительных Т-клеточных реакций. Cell Metab. 22, 485–498. DOI: 10.1016 / j.cmet.2015.07.020

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Байшаули, Ф., Лопес-Отин, К., Миттельбрунн, М. (2014). Экзосомы и аутофагия: скоординированные механизмы для поддержания клеточной пригодности. Фронт. Иммунол. 5, 1–6. DOI: 10.3389 / fimmu.2014.00403

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Brahimi-Horn, M. C., Lacas-Gervais, S., Adaixo, R., Ilc, K., Rouleau, M., Notte, A., et al. (2015). Локальная митохондриально-эндолизосомная микрослияние расщепляет потенциал-зависимый анионный канал 1, что способствует выживанию при гипоксии. Мол. Клетка. Биол. 35, 1491–1505. DOI: 10.1128 / MCB.01402-14

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Браво-Сагуа Р., Торреальба Н., Паредес Ф., Моралес П. Э., Пеннанен К., Лопес-Крисосто К. и др. (2014). Коммуникация органелл: сигнальный перекресток между гомеостазом и болезнью. Внутр. J. Biochem. Cell Biol. 50, 55–59. DOI: 10.1016 / j.biocel.2014.01.019

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кадете, В.J., Deschênes, S., Cuillerier, A., Brisebois, F., Sugiura, A., Vincent, A., et al. (2016). Формирование везикул митохондриального происхождения — это активный и физиологически значимый процесс контроля качества митохондрий в сердечной системе. J. Physiol. 594, 5343–5362. DOI: 10.1113 / JP272703

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чен С., Тарсио М., Кейн П. М. и Гринберг М. Л. (2008). Кардиолипин обеспечивает взаимодействие митохондрий и вакуолей. Мол. Биол. Ячейка 19, 5047–5058. DOI: 10.1091 / mbc.E08-05-0486

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Csordás, G., Renken, C., Várnai, P., Walter, L., Weaver, D., Buttle, K. F., et al. (2006). Структурные и функциональные особенности и значение физической связи между ER и митохондриями. J. Cell Biol. 174, 915–921. DOI: 10.1083 / jcb.200604016

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Даниэле, Т., Hurbain, I., Vago, R., Casari, G., Raposo, G., Tacchetti, C., et al. (2014). Митохондрии и меланосомы устанавливают физические контакты, модулируемые Mfn2 и участвующие в биогенезе органелл. Curr. Биол. 24, 393–403. DOI: 10.1016 / j.cub.2014.01.007

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Даниэле, Т., и Скьяффино, М.В. (2014). Биогенез органелл и межорганеллярные связи: лучше при контакте, чем изолированно. Commun. Интегр.Биол. 7: e29587. DOI: 10.4161 / cib.29587

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Demers-Lamarche, J., Guillebaud, G., Tlili, M., Todkar, K., Bélanger, N., Grondin, M., et al. (2016). Потеря митохондриальной функции нарушает лизосомы. J. Biol. Chem. 291, 10263–10276. DOI: 10.1074 / jbc.M115.695825

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эльбаз-Алон Ю., Айзенберг-Борд М., Шиндер В., Стиллер С.Б., Шимони Э., Видеманн Н. и др. (2015). Lam6 регулирует степень контактов между органеллами. Cell Rep. 12, 7–14. DOI: 10.1016 / j.celrep.2015.06.022

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эльбаз-Алон, Ю., Розенфельд-Гур, Э., Шиндер, В., Футерман, А. Х., Гейгер, Т., и Шульдинер, М. (2014). Динамический интерфейс между вакуолями и митохондриями дрожжей. Dev. Ячейка 30, 95–102. DOI: 10.1016 / j.devcel.2014.06.007

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фернандес-Москера, Л., Диого, К. В., Ямбире, К. Ф., Сантос, Г. Л., Луна Санчес, М., Бенит, П. и др. (2017). Острый и хронический дефицит дыхательной цепи митохондрий по-разному регулируют биогенез лизосом. Sci. Отчет 7: 45076. DOI: 10.1038 / srep45076

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фридман, Дж. Р., Лакнер, Л. Л., Уэст, М., ДиБенедетто, Дж. Р., Нуннари, Дж. И Воельц, Г. К. (2011). Канальцы ER маркируют участки митохондриального деления. Наука 334, 358–362.DOI: 10.1126 / science.1207385

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Джорджи К., Миссироли С., Патергнани С., Душински Дж., Вецковски М. Р. и Пинтон П. (2015). Мембраны, ассоциированные с митохондриями: состав, молекулярные механизмы и физиопатологические последствия. Антиоксид. Редокс-сигнал. 22, 995–1019. DOI: 10.1089 / ars.2014.6223

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Guescini, M., Genedani, S., Стокки В. и Агнати Л. Ф. (2010a). Астроциты и клетки глиобластомы выделяют экзосомы, несущие мтДНК. Дж. Нейронная передача . 117, 1–4. DOI: 10.1007 / s00702-009-0288-8

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Guescini, M., Guidolin, D., Vallorani, L., Casadei, L., Gioacchini, A.M., Tibollo, P., et al. (2010b). Миобласты C2C12 высвобождают микровезикулы, содержащие мтДНК и белки, участвующие в передаче сигнала. Exp. Cell Res. 316, 1977–1984.DOI: 10.1016 / j.yexcr.2010.04.006

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Густафссон, К. М., Фалькенберг, М., Ларссон, Н. Г. (2016). Поддержание и экспрессия митохондриальной ДНК млекопитающих. Annu. Ред. Biochem . 85, 133–160. DOI: 10.1146 / annurev-biochem-060815-014402

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хамди А., Рошан Т. М., Кахавита Т. М., Мейсон А. Б., Шефтель А. Д. и Понка П. (2016).Митохондрии эритроидных клеток получают эндосомное железо по механизму «поцелуй и беги». Biochim. Биофиз. Acta Mol. Ячейка Res . 1863, 2859–2867. DOI: 10.1016 / j.bbamcr.2016.09.008

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хаякава, К., Эспозито, Э., Ван, X., Терасаки, Ю., Лю, Ю., Син, К. и др. (2016). Перенос митохондрий от астроцитов к нейронам после инсульта. Природа 539, 123–123. DOI: 10.1038 / природа19805

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хелле, С.К., Канфер, Г., Колар, К., Ланг, А., Мишель, А. Х., Корнманн, Б. (2013). Организация и функционирование участков мембранного контакта. Biochim. Биофиз. Acta 1833, 2526–2541. DOI: 10.1016 / j.bbamcr.2013.01.028

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Hönscher, C., Mari, M., Auffarth, K., Bohnert, M., Griffith, J., Geerts, W., et al. (2014). Клеточный метаболизм регулирует участки контакта между вакуолями и митохондриями. Dev. Ячейка 30, 86–94.DOI: 10.1016 / j.devcel.2014.06.006

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хьюз, А. Л., Готчлинг, Д. Э. (2012). Повышение pH вакуоля в раннем возрасте ограничивает функцию митохондрий и продолжительность жизни дрожжей. Природа 492, 261–265. DOI: 10.1038 / природа11654

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хьюз, А. Л., Хьюз, К. Э., Хендерсон, К. А., Язвенко, Н., Готчлинг, Д. Э. (2016). Селективная сортировка и разрушение белков митохондриальной мембраны у старых дрожжей. Elife 5, 1–25. DOI: 10.7554 / eLife.13943

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лам, Ю. Т., Аунг-Хтут, М. Т., Лим, Ю. Л., Янг, Х. и Дауэс, И. В. (2011). Изменения активных форм кислорода начинаются рано во время репликативного старения клеток Saccharomyces cerevisiae . Free Radic. Биол. Med. 50, 963–970. DOI: 10.1016 / j.freeradbiomed.2011.01.013

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ларссон, Н.Г., Ван, Дж., Вильгельмссон, Х., Олдфорс, А., Растин, П., Левандоски, М. и др. (1998). Фактор транскрипции митохондрий A необходим для поддержания мтДНК и эмбриогенеза у мышей. Nat. Genet. 18, 231–236. DOI: 10.1038 / ng0398-231

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Льюис, С. К., Учияма, Л. Ф., и Нуннари, Дж. (2016). ER-митохондрии связывают синтез мтДНК с делением митохондрий в клетках человека. Наука 353: aaf5549.DOI: 10.1126 / science.aaf5549

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ма, Дж. Х., Шен, С., Ван, Дж. Дж., Хе, З., Пун, А., Ли, Дж. И др. (2017). Сравнительный протеомный анализ митохондриально-ассоциированной мембраны ER (MAM) в долгосрочной модели диабета 2 типа на грызунах. Sci. Отчет 7: 2062. DOI: 10.1038 / s41598-017-02213-1

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Манфреди, Г., и Кавамата, Х. (2016). Взаимодействие митохондрий и эндоплазматического ретикулума при боковом амиотрофическом склерозе. Neurobiol. Дис. 90, 35–42. DOI: 10.1016 / j.nbd.2015.08.004

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    McFaline-Figueroa, J. R., Vevea, J., Swayne, T. C., Zhou, C., Liu, C., Leung, G., et al. (2011). Контроль качества митохондрий во время наследования связан с асимметрией продолжительности жизни и возрастной асимметрией матери и дочери у почкующихся дрожжей. Ячейка старения 10, 885–895. DOI: 10.1111 / j.1474-9726.2011.00731.x

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    МакЛелланд, Г.Л., Субанье, В., Чен, К. Х., Макбрайд, Х. М., и Фон, Э. А. (2014). Паркин и PINK1 функционируют в пути везикулярного переноса, регулируя контроль качества митохондрий. EMBO J. 33, 282–295. DOI: 10.1002 / embj.201385902

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Paillusson, S., Stoica, R., Gomez-Suaga, P., Lau, D.H., Mueller, S., Miller, T., et al. (2016). Что-то не так с моей МАМ; ось ER – митохондрии и нейродегенеративные заболевания. Trends Neurosci. 39, 146–157. DOI: 10.1016 / j.tins.2016.01.008

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Финни, Д. Г., Ди Джузеппе, М., Нья, Дж., Сала, Э., Шива, С., Сент-Круа, К. М. и др. (2015). Мезенхимальные стволовые клетки используют внеклеточные везикулы для передачи митофагии и челночных микроРНК. Nat. Commun. 6: 8472. DOI: 10.1038 / ncomms9472

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Рапозо, Г., Маркс, М.С., Катлер, Д.Ф. (2007). Органеллы, связанные с лизосомами: специализация компартментов после Гольджи. Curr. Opin. Cell Biol. 19, 394–401. DOI: 10.1016 / j.ceb.2007.05.001

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Рапосо, Г., Тенза, Д., Мерфи, Д. М., Берсон, Дж. Ф., и Маркс, М. С. (2001). Четкая сортировка и локализация белков в премеланосомах, меланосомах и лизосомах в пигментированных меланоцитарных клетках. J. Cell Biol. 152, 809–823. DOI: 10.1083 / jcb.152.4.809

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Робертс, Р. Ф., Танг, М. Ю., Фон, Э. А., и Дуркан, Т. М. (2016). Защита митохондрий: пути митофагии и митохондриальные везикулы. Внутр. J. Biochem. Cell Biol. 79, 427–436. DOI: 10.1016 / j.biocel.2016.07.020

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Roczniak-Ferguson, A., Petit, C.S., Froehlich, F., Qian, S., Ky, J., Angarola, B., et al. (2012). Фактор транскрипции TFEB связывает передачу сигналов mTORC1 с транскрипционным контролем гомеостаза лизосом. Sci. Сигнал. 5: ra42. DOI: 10.1126 / scisignal.2002790

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Родригес-Аррибас, М., Якхин-Диоп, С.М., Педро, Х.М., Гомес-Суага, П., Гомес-Санчес, Р., Мартинес-Чакон, Г. и др. (2017). Митохондриально-ассоциированные мембраны (МАМ): обзор и их роль в болезни Паркинсона. Мол. Neurobiol. 54, 6287–6303. DOI: 10.1007 / s12035-016-0140-8

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сеттембре, К., Фральди, А., Медина, Д. Л., и Баллабио, А. (2013). Сигналы от лизосомы: центр управления клеточным очищением и энергетическим метаболизмом. Nat. Rev. Mol. Ячейка Биол . 14, 283–296. DOI: 10.1038 / nrm3565

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шефтел, А.Д., Чжан, А.С., Браун, К., Ширихай, О.С., и Понка, П. (2007). Прямой межорганелларный перенос железа от эндосомы к митохондрии. Кровь 110, 125–132. DOI: 10.1182 / кровь-2007-01-068148

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Субанье, В., МакЛелланд, Г. Л., Зунино, Р., Браски, Э., Риппштейн, П., Фон, Э. А. и др. (2012). Путь везикулярного транспорта доставляет груз из митохондрий в лизосомы. Curr. Биол. 22, 135–141. DOI: 10.1016 / j.cub.2011.11.057

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сугиура, А., Маклелланд, Г. Л., Фон, Э. А., и МакБрайд, Х. М. (2014). Новый способ контроля качества митохондрий: везикулы митохондриального происхождения. EMBO J. 33, 2142–2156. DOI: 10.15252 / embj.201488104

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сутендра, Г., Дромпарис, П., Райт, П., Боннет, С., Хароми, А., Хао, З. и др. (2011). Роль Nogo и митохондриально-эндоплазматического ретикулума при легочной гипертензии. Sci. Пер. Med. 3: 88ra55.DOI: 10.1126 / scitranslmed.3002194

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Торральба Д., Байшаули Ф. и Санчес-Мадрид Ф. (2016). Митохондрии не знают границ: механизмы и функции межклеточного митохондриального переноса. Фронт. Cell Dev. Биол . 4: 107. DOI: 10.3389 / fcell.2016.00107

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Верночет, К., Мурье, А., Бези, О., Макотела, Ю., Буше, Дж., Рарден, М.J., et al. (2012). Жировоспецифическая делеция TFAM увеличивает митохондриальное окисление и защищает мышей от ожирения и инсулинорезистентности. Cell Metab. 16, 765–776. DOI: 10.1016 / j.cmet.2012.10.016

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Viader, A., Sasaki, Y., Kim, S., Strickland, A., Workman, C.S, Yang, K., et al. (2013). Аберрантный метаболизм липидов шванновских клеток, связанный с митохондриальным дефицитом, приводит к дегенерации аксонов и невропатии. Нейрон 77, 886–898. DOI: 10.1016 / j.neuron.2013.01.012

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Связь между митохондриями и другими органеллами: новый взгляд на митохондрии при раке | Cell & Bioscience

  5. 1.

    Уоллес, округ Колумбия. Митохондрии и рак. Нат Рев Рак. 2012; 12: 685–98.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  6. 2.

    Тан Л, Вэй Ф, Ву И, Хе И, Ши Л, Сюн Ф, Гонг З, Го Ц, Ли Х, Дэн Х, Цао К, Чжоу М, Сян Б, Ли Х, Ли И, Ли Г, Сюн W, Zeng Z. Роль метаболизма в методах радиорезистентности раковых клеток и радиосенсибилизации. J Exp Clin Cancer Res. 2018; 37: 87.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  7. 3.

    Лези Э., Свердлов Р.Х. Митохондрии при нейродегенерации. Adv Exp Med Biol. 2012; 942: 269–86.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  8. 4.

    Нуннари Дж., Суомалайнен А. Митохондрии: в болезни и в здравии. Клетка. 2012; 148: 1145–59.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  9. 5.

    Subramaniam SR, Chesselet MF. Дисфункция митохондрий и окислительный стресс при болезни Паркинсона. Prog Neurobiol. 2013; 106–107: 17–32.

    PubMed Статья CAS PubMed Central Google ученый

  10. 6.

    Джакомелло М., Пеллегрини Л. Возраст контакта митохондрий с ЭР: вопрос толщины. Смерть клетки отличается. 2016; 23: 1417–27.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  11. 7.

    Марчи С., Патергнани С., Пинтон П. Связь эндоплазматического ретикулума и митохондрий: одно касание, множество функций. Biochim Biophys Acta. 1837; 2014: 461–9.

    Google ученый

  12. 8.

    Ратури А., Симмен Т. Где эндоплазматический ретикулум и митохондрия связывают узел: ассоциированная с митохондриями мембрана (МАМ). Biochim Biophys Acta. 1833; 2013: 213–24.

    Google ученый

  13. 9.

    Боумэн Дж. М., Перокки Ф., Гирджис Х. С., Плованич М., Белчер-Тимм КА, Санкак Й, Бао XR, Стритматтер Л., Гольдбергер О., Богорад Р. Л., Котелянский В., Мотха В. К.. Интегративная геномика определяет MCU как важный компонент митохондриального унипортера кальция.Природа. 2011; 476: 341–5.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  14. 10.

    Chaudhuri D, Sancak Y, Mootha VK, Clapham DE. MCU кодирует поры, проводящие токи кальция в митохондриях. Элиф. 2013; 2: e00704.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  15. 11.

    Morciano G, Marchi S, Morganti C, Sbano L, Bittremieux M, Kerkhofs M, Corricelli M, Danese A, Karkucinska-Wieckowska A, Wieckowski MR, Bultynck G, Giorgi C, Pinton P.Роль митохондриально-ассоциированных мембран ER в регуляции кальция в специфических для рака условиях. Неоплазия. 2018; 20: 510–23.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  16. 12.

    Берридж М.Дж. Путь передачи сигналов инозитолтрисфосфат / кальций в здоровье и болезни. Physiol Rev.2016; 96: 1261–96.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  17. 13.

    Csordas G, Varnai P, Golenar T, Roy S, Purkins G, Schneider TG, Balla T, Hajnoczky G. Визуализация межорганеллевых контактов и локальной динамики кальция на границе ER-митохондрий. Mol Cell. 2010; 39: 121–32.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  18. 14.

    Csordas G, Renken C, Varnai P, Walter L, Weaver D, Buttle KF, Balla T., Mannella CA, Hajnoczky G. Структурные и функциональные особенности и значение физической связи между ER и митохондриями.J Cell Biol. 2006; 174: 915–21.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  19. 15.

    де Брито О.М., Скоррано Л. Митофузин 2 связывает эндоплазматический ретикулум с митохондриями. Природа. 2008; 456: 605–10.

    PubMed Статья CAS Google ученый

  20. 16.

    Наон Д., Занинелло М., Джакомелло М., Варанита Т., Греспи Ф, Лакшминаранаян С., Серафини А., Семензато М., Херкенн С., Эрнандес-Альварес М.И., Зорзано А., Де Стефани Д., Дорн Г.В. 2-й, Скоррано Л.Критическая переоценка подтверждает, что Митофузин 2 является связующим звеном эндоплазматического ретикулума и митохондрий. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2016; 113: 11249–54.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  21. 17.

    Filadi R, Greotti E, Turacchio G, Luini A, Pozzan T, Pizzo P. Удаление митофузина 2 увеличивает сцепление эндоплазматического ретикулума и митохондрий. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2015; 112: E2174–81.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  22. 18.

    Szabadkai G, Bianchi K, Varnai P, De Stefani D, Wieckowski MR, Cavagna D, Nagy AI, Balla T, Rizzuto R. Опосредованное шапероном соединение эндоплазматического ретикулума и митохондриальных Са2 + каналов. J Cell Biol. 2006; 175: 901–11.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  23. 19.

    Монтейт Г.Р., Преварская Н., Робертс-Томсон С.Дж. Сигнальная связь между кальцием и раком. Нат Рев Рак. 2017; 17: 367–80.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  24. 20.

    Fan C, Tang Y, Wang J, Xiong F, Guo C, Wang Y, Zhang S, Gong Z, Wei F, Yang L, He Y, Zhou M, Li X, Li G, Xiong W, Zeng Z. Роль длинных некодирующих РНК в метаболизме глюкозы при раке. Молочный рак. 2017; 16: 130.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  25. 21.

    Prole DL, Taylor CW. Инозитол-1,4,5-трифосфатные рецепторы и их белковые партнеры как центры передачи сигналов. J Physiol. 2016; 594: 2849–66.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  26. 22.

    Szado T, Vanderheyden V, Parys JB, De Smedt H, Rietdorf K, Kotelevets L, Chastre E, Khan F, Landegren U, Soderberg O, Bootman MD, Roderick HL. Фосфорилирование инозитол-1,4,5-трифосфатных рецепторов протеинкиназой B / Akt подавляет высвобождение Ca2 + и апоптоз. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2008; 105: 2427–32.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  27. 23.

    Сонг М.С., Салмена Л., Пандольфи П.П. Функции и регуляция опухолевого супрессора PTEN. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012; 13: 283–96.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  28. 24.

    Missiroli S, Bonora M, Patergnani S, Poletti F, Perrone M, Gafa R, Magri E, Raimondi A, Lanza G, Tacchetti C, Kroemer G, Pandolfi PP, Pinton P, Giorgi C. PML at Мембраны, связанные с митохондриями, имеют решающее значение для подавления аутофагии и развития рака.Cell Rep. 2016; 16: 2415–27.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  29. 25.

    Марчи С., Маринелло М., Бонони А., Бонора М., Джорджи С., Римесси А., Пинтон П. Селективная модуляция IP (3) R подтипа III с помощью Akt регулирует высвобождение ER Ca (2) (+) и апоптоз. Cell Death Dis. 2012; 3: e304.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  30. 26.

    Wang YA, Li XL, Mo YZ, Fan CM, Tang L, Xiong F, Guo C, Xiang B, Zhou M, Ma J, Huang X, Wu X, Li Y, Li GY, Zeng ZY, Xiong W. Эффекты метаболического микроокружения опухоли на регуляторных Т-клетках. Молочный рак. 2018; 17: 168.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  31. 27.

    Плевова П., Бушаль Дж., Фюраскова М., Форетова Л., Навратилова М., Заплеталова Дж., Цурик Р., Кубала О., Прокоп Дж., Колар З. Экспрессия белка PML при наследственном и спорадическом раке молочной железы.Новообразования. 2007; 54: 263–8.

    CAS PubMed Google ученый

  32. 28.

    Vervloessem T, Kerkhofs M, La Rovere RM, Sneyers F, Parys JB, Bultynck G. Ингибиторы Bcl-2 как противораковые терапевтические средства: влияние и на передачу сигналов кальция. Клеточный кальций. 2018; 70: 102–16.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  33. 29.

    Юле Р.Дж., Штрассер А. Семейство белков BCL-2: противоположные действия, которые опосредуют гибель клеток.Nat Rev Mol Cell Biol. 2008; 9: 47–59.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  34. 30.

    Lian Y, Xiong F, Yang L, Bo H, Gong Z, Wang Y, Wei F, Tang Y, Li X, Liao Q, Wang H, Zhou M, Xiang B, Wu X, Li Y , Li X, Chen X, Li G, Guo C, Zeng Z, Xiong W. Длинная некодирующая РНК AFAP1-AS1 действует как конкурирующая эндогенная РНК miR-423-5p, способствуя метастазированию карциномы носоглотки посредством регулирования пути Rho / Rac. J Exp Clin Cancer Res.2018; 37: 253.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  35. 31.

    Ронг Ю.П., Бултинк Дж., Аромоларан А.С., Чжун Ф., Парис Дж. Б., Де Смедт Х., Миньяри Г. А., Родерик Х. Л., Бутман М. Д., Дистелхорст С. В.. Домен Bh5 Bcl-2 ингибирует высвобождение кальция и апоптоз ER путем связывания регуляторного и связывающего домена рецептора IP3. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2009; 106: 14397–402.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  36. 32.

    Monaco G, Decrock E, Arbel N, van Vliet AR, La Rovere RM, De Smedt H, Parys JB, Agostinis P, Leybaert L, Shoshan-Barmatz V, Bultynck G. Домен Bh5 антиапоптотического Bcl-XL, но не связанного с ним Bcl-2, ограничивает потенциал-зависимый анионный канал 1 (VDAC1) -опосредованный перенос проапоптотических сигналов Ca2 + в митохондрии. J Biol Chem. 2015; 290: 9150–61.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  37. 33.

    Bonneau B, Ando H, Kawaai K, Hirose M, Takahashi-Iwanaga H, Mikoshiba K. IRBIT контролирует апоптоз, взаимодействуя с гомологом Bcl-2, Bcl2l10, и способствуя контакту ER с митохондриями. Элиф. 2016; 5: e19896.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  38. 34.

    Vandecaetsbeek I, Vangheluwe P, Raeymaekers L., Wuytack F, Vanoevelen J. Насосы Ca2 + эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи. Cold Spring Harb Perspect Biol.2011; 3: a004184.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  39. 35.

    Lynes EM, Bui M, Yap MC, Benson MD, Schneider B, Ellgaard L, Berthiaume LG, Simmen T. Пальмитоилированные TMX и калнексин нацелены на мембрану, связанную с митохондриями. EMBO J. 2012; 31: 457–70.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  40. 36.

    Смит Дж. Т., Хван С. Ю., Томита Т., Де Хейвен В. И., Мерсер Дж. С., Патни Дж. В..Активация и регулирование поступления кальция из хранилища. J Cell Mol Med. 2010; 14: 2337–49.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  41. 37.

    Wei F, Wu Y, Tang L, He Y, Shi L, Xiong F, Gong Z, Guo C, Li X, Liao Q, Zhang W, Zhou M, Xiang B, Li X, Li Y , Li G, Xiong W., Zeng Z. BPIFB1 (LPLUNC1) ингибирует миграцию и инвазию носоглоточной карциномы, взаимодействуя с VTN и VIM. Br J Рак. 2018; 118: 233–47.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  42. 38.

    Ян С., Чжан Дж. Дж., Хуанг XY. Orai1 и STIM1 имеют решающее значение для миграции и метастазирования клеток опухоли молочной железы. Раковая клетка. 2009. 15: 124–34.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  43. 39.

    Хан М.Т., Вагнер Л. 2-й, Юл Д.И., Бханамати К., Джозеф С.К. Akt-киназное фосфорилирование инозитол-1,4,5-трифосфатных рецепторов.J Biol Chem. 2006; 281: 3731–7.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  44. 40.

    Зинда М. Дж., Джонсон М. А., Пол Дж. Д., Хорн С., Коничек Б. В., Лу Ч., Сандаски Дж., Томас Дж. Э., Нойбауэр Б. Л., Лай М. Т., Графф Дж. Р.. AKT-1, -2 и -3 экспрессируются как в нормальных, так и в опухолевых тканях легких, молочной железы, простаты и толстой кишки. Clin Cancer Res. 2001; 7: 2475–9.

    CAS PubMed Google ученый

  45. 41.

    Gonzalez-Angulo AM, Krop I, Akcakanat A, Chen H, Liu S, Li Y, Culotta KS, Tarco E, Piha-Paul S, Moulder-Thompson S, Velez-Bravo V, Sahin AA, Doyle LA, Do KA , Winer EP, Mills GB, Kurzrock R, Meric-Bernstam F. Исследование фазы Ib SU2C паклитаксела и MK-2206 при запущенных солидных опухолях и метастатическом раке молочной железы. J Natl Cancer Inst. 2015; 107: p.dju493.

    Артикул CAS Google ученый

  46. 42.

    Уайт С, Ли С, Ян Дж., Петренко Н.Б., Мадеш М., Томпсон С.Б., Фоскетт Дж.Ворота эндоплазматического ретикулума к апоптозу за счет Bcl-X (L) модуляции InsP3R. Nat Cell Biol. 2005; 7: 1021–8.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  47. 43.

    Pinton P, Ferrari D, Magalhaes P, Schulze-Osthoff K, Di Virgilio F, Pozzan T, Rizzuto R. Снижение загрузки внутриклеточных хранилищ Ca (2+) и снижение емкостного притока Ca (2+) в клетках, сверхэкспрессирующих Bcl-2. J Cell Biol. 2000. 148: 857–62.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  48. 44.

    Xie Q, Su J, Jiao B, Shen L, Ma L, Qu X, Yu C, Jiang X, Xu Y, Sun L. ABT737 обращает вспять резистентность к цисплатину, регулируя передачу сигнала Ca2 + ER-митохондрий у человека. раковые клетки яичников. Int J Oncol. 2016; 49: 2507–19.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  49. 45.

    Fan Z, Yu H, Cui N, Kong X, Liu X, Chang Y, Wu Y, Sun L, Wang G.ABT737 увеличивает чувствительность холангиокарциномы к цисплатину за счет регуляции митохондриальной динамики. Exp Cell Res. 2015; 335: 68–81.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  50. 46.

    Meunier J, Hayashi T. Рецепторы сигма-1 регулируют экспрессию Bcl-2 посредством зависимой от активных форм кислорода транскрипционной регуляции ядерного фактора kappaB. J Pharmacol Exp Ther. 2010; 332: 388–97.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  51. 47.

    Дорн Г.В. 2-й, Сонг М., Уолш К. Функциональные последствия связывания митохондрий-SR, опосредованного митофузином 2. J Mol Cell Cardiol. 2015; 78: 123–8.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  52. 48.

    Schneeberger M, Dietrich MO, Sebastian D, Imbernon M, Castano C, Garcia A, Esteban Y, Gonzalez-Franquesa A, Rodriguez IC, Bortolozzi A, Garcia-Roves PM, Gomis R, Nogueiras R, Horvath TL, Zorzano A, Claret M. Митофузин 2 в нейронах POMC связывает стресс ER с резистентностью к лептину и энергетическим дисбалансом.Клетка. 2013; 155: 172–87.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  53. 49.

    Муньос Дж. П., Иванова С., Санчес-Вандельмер Дж., Мартинес-Кристобаль П., Ногера Е., Санчо А., Диас-Рамос А., Эрнандес-Альварес М. И., Себастьян Д., Маувезин С., Паласин М., Зорзано А. Mfn2 модулирует UPR и функцию митохондрий посредством репрессии PERK. EMBO J. 2013; 32: 2348–61.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  54. 50.

    Джорджи С., Ито К., Лин Х.К., Сантанджело С., Вецковски М.Р., Лебедзинска М., Бонони А., Бонора М., Душински Дж., Бернарди Р., Риццуто Р., Таккетти С., Пинтон П., Пандольфи П.П. PML регулирует апоптоз в эндоплазматическом ретикулуме, модулируя высвобождение кальция. Наука. 2010; 330: 1247–51.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  55. 51.

    Area-Gomez E, Del Carmen Lara Castillo M, Tambini MD, Guardia-Laguarta C, de Groof AJ, Madra M, Ikenouchi J, Umeda M, Bird TD, Sturley SL, Schon EA.Повышенная регуляция функции митохондриально-ассоциированных мембран ER при болезни Альцгеймера. Эмбо Дж. 2012; 31: 4106–23.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  56. 52.

    Lei M, Wang X, Ke Y, Solaro RJ. Регулирование переходного Ca (2 +) с помощью PP2A в нормальном сердце и при сердечной недостаточности. Front Physiol. 2015; 6:13.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  57. 53.

    Сангодкар Дж., Перл А., Томе Р., Киселар Дж., Кастринский Д. Б., Завар Н., Изадмехр С., Мажар С., Виреджа Д. Д., О’Коннор С. М., Хун Д., Дхаван Н. С., Шлатцер Д., Яо С., Леонард Д., Борчук А. С. , Гокулранган Дж., Ван Л., Свенсон Е., Фаррингтон С. К., Юань Е., Авелар Р. А., Стахник А., Смит Б., Гидвани В., Джаннини Х. М., Маккуэйд Д., МакКлинч К., Ван З., Левин А. С., Сирс Р. К., Чен Е. Ю., Дуан Q, Datt M, Haider S, Ma’ayan A, DiFeo A, Sharma N, Galsky MD, Brautigan DL, Ioannou YA, Xu W, Chance MR, Ohlmeyer M, Narla G. Активация белка-супрессора опухоли PP2A ингибирует KRAS-управляемую рост опухоли.J Clin Invest. 2017; 127: 2081–90.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  58. 54.

    Bononi A, Bonora M, Marchi S, Missiroli S, Poletti F, Giorgi C, Pandolfi PP, Pinton P. Идентификация PTEN в ER и MAM и его регуляция передачи сигналов Ca (2+) и апоптоза зависимым от протеинфосфатазы образом. Смерть клетки отличается. 2013; 20: 1631–43.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  59. 55.

    Ди Кристофано А, Пандольфи PP. Множественные роли PTEN в подавлении опухолей. Клетка. 2000; 100: 387–90.

    PubMed Статья Google ученый

  60. 56.

    Лю Х., Фэн Х, Эннис К.Н., Берманн К.А., Сарма П., Цзян Т.Т., Кофуджи С., Ню Л., Страттон И., Томас Х.Э., Юн СО, Сасаки А.Т., Плас ДР. Фармакологическое нацеливание S6K1 при неоплазии с дефицитом PTEN. Cell Rep. 2017; 18: 2088–95.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  61. 57.

    Джорджи С., Бонора М., Соррентино Г., Миссироли С., Полетти Ф., Суски Дж. М., Галиндо Рамирес Ф., Риццуто Р., Ди Вирджилио Ф., Зито Е., Пандольфи П. П., Вецковски М. Р., Маммано Ф., Дель Саль Г., Пинтон П. стр. 53 в эндоплазматическом ретикулуме регулирует апоптоз Са2 + -зависимым образом. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2015; 112: 1779–84.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  62. 58.

    Wei F, Jing YZ, He Y, Tang YY, Yang LT, Wu YF, Tang L, Shi L, Gong ZJ, Guo C, Zhou M, Xiang B, Li XL, Li Y, Li GY , Сюн З., Цзэн З.Й., Сюн Ф.Клонирование и характеристика предполагаемой промоторной области AFAP1-AS1. J Рак. 2019; 10: 1145–53.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  63. 59.

    Xiong F, Deng S, Huang HB, Li XY, Zhang WL, Liao QJ, Ma J, Li XL, Xiong W, Li GY, Zeng ZY, Guo C. Влияние и механизмы молекул врожденного иммунитета на подавление рака носоглотки. Чин Мед Дж (англ.). 2019; 132: 749–52.

    PubMed Статья Google ученый

  64. 60.

    Verfaillie T, Rubio N, Garg AD, Bultynck G, Rizzuto R, Decuypere JP, Piette J, Linehan C, Gupta S, Samali A, Agostinis P. PERK требуется на участках контакта ER-митохондрий для передачи апоптоза после ROS- на основе стресса ER. Смерть клетки отличается. 2012; 19: 1880–91.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  65. 61.

    Axten JM, Medina JR, Feng Y, Shu A, Romeril SP, Grant SW, Li WH, Heerding DA, Minthorn E, Mencken T, Atkins C, Liu Q, Rabindran S, Kumar R, Hong X , Гетц А., Стэнли Т., Тейлор Дж. Д., Сигети С. Д., Томберлин Г. Х., Хасселл А. М., Калер К. М., Шевчук Л. М., Гампе RT.Открытие 7-метил-5- (1 — {[3- (трифторметил) фенил] ацетил} -2,3-дигидро-1H-индол-5-ил) -7H-пирроло [2,3-d] пиримидина. -4-амин (GSK2606414), мощный и селективный первый в своем классе ингибитор протеинкиназы R (PKR) -подобной киназы эндоплазматического ретикулума (PERK). J Med Chem. 2012; 55: 7193–207.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  66. 62.

    Аткинс К., Лю К., Минторн Э, Чжан С.Ю., Фигероа Д.Д., Мосс К., Стэнли Т.Б., Сандерс Б., Гетц А., Галл Н., Чоудри А.Э., Алсаид Х., Джакер Б.М., Экстен Дж.М., Кумар Р. .Характеристика нового ингибитора киназы PERK с противоопухолевой и антиангиогенной активностью. Может Res. 2013; 73: 1993–2002.

    CAS Статья Google ученый

  67. 63.

    Bravo R, Gutierrez T, Paredes F, Gatica D, Rodriguez AE, Pedrozo Z, Chiong M, Parra V, Quest AF, Rothermel BA, Lavandero S. Эндоплазматический ретикулум: стресс ER регулирует биоэнергетику митохондрий. Int J Biochem Cell Biol. 2012; 44: 16–20.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  68. 64.

    Дуань С., Го Ш, Сюй З, Хе И, Лян Ц, Мо И, Ван И, Сюн Ф, Го Ц, Ли И, Ли Х, Ли Г, Цзэн З, Сюн З, Ван Ф. Группа естественных убийц 2D рецептор и его лиганды в иммунном ускользании от рака. Молочный рак. 2019; 18:29.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  69. 65.

    Jiang X, Wang J, Deng X, Xiong F, Ge J, Xiang B, Wu X, Ma J, Zhou M, Li X, Li Y, Li G, Xiong W, Guo C, Zeng Z • Роль микроокружения опухоли в опосредованном PD-L1 / PD-1 ускользании от опухоли иммунного ответа.Молочный рак. 2019; 18:10.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  70. 66.

    Кларк HJ, Chambers JE, Liniker E, Marciniak SJ. Стресс эндоплазматического ретикулума при злокачественных новообразованиях. Раковая клетка. 2014; 25: 563–73.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  71. 67.

    Kutomi G, Tamura Y, Tanaka T, Kajiwara T., Kukita K, Ohmura T, Shima H, Takamaru T, Satomi F, Suzuki Y, Torigoe T., Sato N, Hirata K.Оксидоредуктин 1-альфа эндоплазматического ретикулума человека является новым предиктором плохого прогноза рака груди. Cancer Sci. 2013; 104: 1091–6.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  72. 68.

    Bo H, Fan L, Li J, Liu Z, Zhang S, Shi L, Guo C, Li X, Liao Q, Zhang W, Zhou M, Xiang B, Li X, Li G, Xiong W. , Zeng Z, Xiong F, Gong Z. Высокая экспрессия lncRNA AFAP1-AS1 способствует прогрессированию рака толстой кишки и предсказывает плохой прогноз.J Рак. 2018; 9: 4677–83.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  73. 69.

    Bu Y, Diehl JA. PERK объединяет онкогенные сигналы и выживание клеток во время развития рака. J. Cell Physiol. 2016; 231: 2088–96.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  74. 70.

    Хоу Х, Лю И, Лю Х, Чен Х, Лю М., Че Х, Го Ф, Ван Ц, Чжан Д., Ву Дж, Чен Х, Шен Ц, Ли Ц, Пэн Ф, Би Й , Ян З, Ян Г, Ай Дж, Гао Х, Чжао С.Молчание PERK подавляет рост клеток глиомы при низком уровне глюкозы за счет блокирования p-AKT и последующей транслокации митохондрий HK2. Научный доклад 2015; 5: 9065.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  75. 71.

    Nagelkerke A, Bussink J, Mujcic H, Wouters BG, Lehmann S, Sweep FC, Span PN. Гипоксия стимулирует миграцию клеток рака груди через PERK / ATF4 / LAMP3-ответвление развернутого белкового ответа. Рак молочной железы Res.2013; 15: R2.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  76. 72.

    Prinz WA. Торговля липидами без везикул: где, почему, как? Клетка. 2010; 143: 870–4.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  77. 73.

    Schlattner U, Tokarska-Schlattner M, Rousseau D, Boissan M, Mannella C, Epand R, Lacombe ML. Митохондриальный перенос кардиолипина / фосфолипида: роль комплексов сайта контакта с мембраной и белков-переносчиков липидов.Chem Phys Lipids. 2014; 179: 32–41.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  78. 74.

    van Vliet AR, Verfaillie T, Agostinis P. Новые функции мембран, связанных с митохондриями, в передаче сигналов в клетках. Biochim Biophys Acta. 1843; 2014: 2253–62.

    Google ученый

  79. 75.

    Вэнс Дж. Э. МАМ (мембраны, связанные с митохондриями) в клетках млекопитающих: липиды и не только.Biochim Biophys Acta. 1841; 2014: 595–609.

    Google ученый

  80. 76.

    Tamura Y, Harada Y, Nishikawa S, Yamano K, Kamiya M, Shiota T, Kuroda T, Kuge O, Sesaki H, Imai K, Tomii K, Endo T. Tam41 является необходимой CDP-диацилглицеринсинтазой. для биосинтеза кардиолипина в митохондриях. Cell Metab. 2013; 17: 709–18.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  81. 77.

    Osman C, Haag M, Wieland FT, Brugger B, Langer T. Митохондриальная фосфатаза, необходимая для биосинтеза кардиолипина: фосфатаза PGP Gep4. EMBO J. 2010; 29: 1976–87.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  82. 78.

    Mejia EM, Hatch GM. Митохондриальные фосфолипиды: роль в функции митохондрий. J Bioenerg Biomembr. 2016; 48: 99–112.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  83. 79.

    Цзян Ф., Райан М.Т., Шламе М., Чжао М., Гу З., Клингенберг М., Пфаннер Н., Гринберг М.Л. Отсутствие кардиолипина в нулевом мутанте crd1 приводит к снижению потенциала митохондриальной мембраны и снижению функции митохондрий. J Biol Chem. 2000; 275: 22387–94.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  84. 80.

    Deng X, Xiong F, Li X, Xiang B, Li Z, Wu X, Guo C, Li X, Li Y, Li G, Xiong W, Zeng Z. Применение атомно-силовой микроскопии в исследованиях рака .J Нанобиотехнологии. 2018; 16: 102.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  85. 81.

    Fan C, Tang Y, Wang J, Xiong F, Guo C, Wang Y, Xiang B, Zhou M, Li X, Wu X, Li Y, Li X, Li G, Xiong W, Zeng Z Возникающая роль микроРНК, кодируемых вирусом Эпштейна-Барра, в карциноме носоглотки. J Рак. 2018; 9: 2852–64.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  86. 82.

    Кибиш М.А., Хан Х, Ченг Х., Чуанг Дж.Х., Сейфрид Теннесси. Кардиолипин и аномалии цепи переноса электронов в митохондриях опухолей головного мозга мышей: липидомные данные, подтверждающие теорию рака Варбурга. J Lipid Res. 2008. 49: 2545–56.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  87. 83.

    Fujimoto M, Hayashi T, Su TP. Роль холестерина в ассоциации мембран эндоплазматического ретикулума с митохондриями.Biochem Biophys Res Commun. 2012; 417: 635–9.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  88. 84.

    Issop L, Fan J, Lee S, Rone MB, Basu K, Mui J, Papadopoulos V. Митохондриально-ассоциированное образование мембран в гормонально-стимулированном стероидогенезе клеток Лейдига: роль ATAD3. Эндокринология. 2015; 156: 334–45.

    PubMed Статья CAS PubMed Central Google ученый

  89. 85.

    Sbiera S, Leich E, Liebisch G, Sbiera I, Schirbel A, Wiemer L, Matysik S, Eckhardt C, Gardill F, Gehl A, Kendl S, Weigand I, Bala M, Ronchi CL, Deutschbein T, Schmitz G, Rosenwald A, Allolio B, Fassnacht M, Kroiss M. Mitotane ингибирует стерол- O -ацилтрансферазу 1, запускающую липид-опосредованный стресс эндоплазматического ретикулума и апоптоз в клетках карциномы коры надпочечников. Эндокринология. 2015; 156: 3895–908.

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  90. 86.

    Adada M, Luberto C, Canals D. Ингибиторы цикла сфингомиелина: сфингомиелинсинтазы и сфингомиелиназы. Chem Phys Lipids. 2016; 197: 45–59.

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  91. 87.

    Шредер М., Костелло Дж., Годиньо Л.Ф., Ислингер М. Взаимодействие пероксисом и митохондрий и болезни. J Inherit Metab Dis. 2015; 38: 681–702.

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  92. 88.

    Коэн Ю., Клуг Я., Димитров Л., Эрез З., Чуарцман С. Г., Элингер Д., Йофе И., Солиман К., Гартнер Дж., Томс С., Шекман Р., Эльбаз-Алон И., Зальквар Е., Шульдинер М. Пероксисомы противопоставляются стратегическим участки на митохондриях. Mol BioSyst. 2014; 10: 1742–8.

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  93. 89.

    Hosoi KI, Miyata N, Mukai S, Furuki S, Okumoto K, Cheng EH, Fujiki Y. Ось VDAC2-BAK регулирует проницаемость пероксисомальной мембраны.J Cell Biol. 2017; 216: 709–22.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  94. 90.

    Тан И, Хе И, Чжан П, Ван Дж, Фан Ц, Ян Л, Сюн Ф, Чжан С., Гонг З, Ни С, Ляо Ц, Ли Х, Ли Х, Ли И, Ли Дж. , Zeng Z, Xiong W., Guo C. LncRNA регулируют цитоскелет и связанную с ним передачу сигналов Rho / ROCK при метастазировании рака. Молочный рак. 2018; 17: 77.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  95. 91.

    Fransen M, Lismont C, Walton P. Связь пероксисома-митохондрии: как и почему? Int J Mol Sci. 2017; 18: 1126.

    PubMed Central Статья CAS PubMed Google ученый

  96. 92.

    Niu Z, Shi Q, Zhang W, Shu Y, Yang N, Chen B, Wang Q, Zhao X, Chen J, Cheng N, Feng X, Hua Z, Ji J, Shen P. Caspase- 1 расщепляет PPARgamma для усиления проопухолевого действия ТАМ. Nat Commun. 2017; 8: 766.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  97. 93.

    Монсальве Ф.А., Пьярасани Р.Д., Дельгадо-Лопес Ф., Мур-Карраско Р. Мишени рецепторов, активируемых пролифератором пероксисом, для лечения метаболических заболеваний. Медиаторы Inflamm. 2013; 2013: 549627.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  98. 94.

    Patterson AD, Shah YM, Matsubara T., Krausz KW, Gonzalez FJ. Индукция альфа-рецептора, активируемого пролифератором пероксисом, разобщающего белка 2 защищает от токсичности для печени, вызванной ацетаминофеном.Гепатология. 2012; 56: 281–90.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  99. 95.

    Luo C, Lim JH, Lee Y, Granter SR, Thomas A, Vazquez F, Widlund HR, Puigserver P. Опосредованная PGC1alpha транскрипционная ось подавляет метастазирование меланомы. Природа. 2016; 537: 422–6.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  100. 96.

    Fan J, Li X, Issop L, Culty M, Papadopoulos V. ACBD2 / ECI2-опосредованные взаимодействия пероксисома-митохондрии в биосинтезе стероидов клетками Лейдига. Мол Эндокринол. 2016; 30: 763–82.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  101. 97.

    Хуанг Т.Ю., Чжэн Д., Хумард Дж. А., Браулт Дж. Дж., Хикнер Р. К., Кортрайт Р. Н.. Сверхэкспрессия PGC-1альфа увеличивает пероксисомную активность и окисление митохондриальных жирных кислот в первичных мышечных трубках человека.Am J Physiol Endocrinol Metab. 2017; 312: E253–63.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  102. 98.

    Моханти А., Макбрайд Х.М. Новые роли митохондрий в эволюции, биогенезе и функции пероксисом. Front Physiol. 2013; 4: 268.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  103. 99.

    Thoms S, Gronborg S, Gartner J.Взаимодействие органелл при пероксисомальных расстройствах. Тенденции Мол Мед. 2009; 15: 293–302.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  104. 100.

    Schonenberger MJ, Kovacs WJ. Пути передачи сигналов гипоксии: модуляторы кислородсодержащих органелл. Front Cell Dev Biol. 2015; 3: 42.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  105. 101.

    Шай Н., Шульдинер М., Зальквар Э.Пероксисома не является островком-участком контакта с пероксисомой. Biochem Biophys Acta. 1863; 2016: 1061–9.

    Google ученый

  106. 102.

    Mattiazzi Usaj M, Brloznik M, Kaferle P, Zitnik M, Wolinski H, Leitner F, Kohlwein SD, Zupan B, Petrovic U. Исследование локализации дрожжей Pex11 по всему геному определяет взаимодействия пероксисомы с митохондриями через ERMES сложный. J Mol Biol. 2015; 427: 2072–87.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  107. 103.

    Дай Д.Ф., Цзяо Я., Мартин Г.М., Марчинек Д.Д., Басистый Н., Куорлз Е.К., Рабинович П.С. Каталаза, нацеленная на митохондрии: увеличение продолжительности жизни и роль в различных моделях заболеваний. Prog Mol Biol Transl Sci. 2017; 146: 203–41.

    PubMed Статья Google ученый

  108. 104.

    Tang Y, Wang J, Lian Y, Fan C, Zhang P, Wu Y, Li X, Xiong F, Li X, Li G, Xiong W, Zeng Z. Связывание длинных некодирующих РНК и SWI / Комплексы SNF к ремоделированию хроматина при раке.Молочный рак. 2017; 16:42.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  109. 105.

    Walker CL, Pomatto LCD, Tripathi DN, Davies KJA. Редокс-регуляция гомеостаза и протеостаза пероксисом. Physiol Rev.2018; 98: 89–115.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  110. 106.

    Wei F, Tang L, He Y, Wu Y, Shi L, Xiong F, Gong Z, Guo C, Li X, Liao Q, Zhang W, Ni Q, Luo J, Li X, Li Y , Пэн Ц., Чен Х, Ли Г, Сюн В, Цзэн З.BPIFB1 (LPLUNC1) подавляет радиорезистентность в карциноме носоглотки, подавляя экспрессию VTN. Cell Death Dis. 2018; 9: 432.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  111. 107.

    Zhang Y, Xia M, Jin K, Wang S, Wei H, Fan C, Wu Y, Li X, Li X, Li G, Zeng Z, Xiong W. Функция тирозина рецептора c-Met киназа в канцерогенезе и связанные с ней терапевтические возможности. Молочный рак. 2018; 17:45.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  112. 108.

    Salcher S, Hermann M, Kiechl-Kohlendorfer U, Ausserlechner MJ, Obexer P. Опосредованное C10ORF10 / DEPP накопление ROS является критическим модулятором аутофагии, индуцированной FOXO3. Молочный рак. 2017; 16:95.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  113. 109.

    Reczek CR, Chandel NS. АФК-зависимая передача сигнала. Curr Opin Cell Biol. 2015; 33: 8–13.

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  114. 110.

    Шибер М, Шандель НС. АФК действуют при передаче сигналов редокс и окислительном стрессе. Curr Biol. 2014; 24: R453–62.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  115. 111.

    Diebold L, Chandel NS. Регуляция митохондриальных АФК пролиферирующих клеток. Free Radic Biol Med. 2016; 100: 86–93.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  116. 112.

    Хэ И, Цзин И, Вэй Ф, Тан И, Ян Л, Ло Дж, Ян П, Ни Кью, Панг Дж, Ляо Цюй, Сюн Ф, Го Ц, Сян Б, Ли Х, Чжоу М, Ли И, Сюн W, Zeng Z, Li G. Длинная некодирующая РНК PVT1 предсказывает плохой прогноз и индуцирует радиорезистентность, регулируя репарацию ДНК и апоптоз клеток при карциноме носоглотки. Cell Death Dis. 2018; 9: 235.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  117. 113.

    Raza MH, Siraj S, Arshad A, Waheed U, Aldakheel F, Alduraywish S, Arshad M.Терапевтические подходы с модуляцией АФК в лечении рака. J Cancer Res Clin Oncol. 2017; 143: 1789–809.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  118. 114.

    Vazquez F, Lim JH, Chim H, Bhalla K, Girnun G, Pierce K, Clish CB, Granter SR, Widlund HR, Spiegelman BM, Puigserver P. Экспрессия PGC1alpha определяет субпопуляцию опухолей меланомы человека с повышенной емкость митохондрий и устойчивость к окислительному стрессу. Раковая клетка.2013; 23: 287–301.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  119. 115.

    Tan Z, Luo X, Xiao L, Tang M, Bode AM, Dong Z, Cao Y. Роль PGC1alpha в метаболизме рака и ее терапевтические последствия. Mol Cancer Ther. 2016; 15: 774–82.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  120. 116.

    Луо С., Видлунд Х.Р., Пуигсервер П. Коактиваторы PGC-1: руководство митохондриальным биогенезом опухолей.Тенденции рака. 2016; 2: 619–31.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  121. 117.

    Wei F, Wu Y, Tang L, Xiong F, Guo C, Li X, Zhou M, Xiang B, Li X, Li G, Xiong W., Zeng Z. Анализ тенденций заболеваемости и смертности от рака в Китай. Sci China Life Sci. 2017; 60: 1271–5.

    PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  122. 118.

    Torrano V, Valcarcel-Jimenez L, Cortazar AR, Liu X, Urosevic J, Castillo-Martin M, Fernandez-Ruiz S, Morciano G, Caro-Maldonado A, Guiu M, Zuniga-Garcia P, Graupera М, Белльмант А, Пандия П., Лоренте М, Мартин-Мартин Н., Сазерленд Дж. Д., Санчес-Москера П., Бозал-Бастерра Л., Забала-Летона А, Арруабаррена-Аристорена А, Беренгер А, Эмбад N, Угальде-Олано А, Lacasa-Viscasillas I, Loizaga-Iriarte A, Unda-Urzaiz M, Schultz N, Aransay AM, Sanz-Moreno V, Barrio R, Velasco G, Pinton P, Cordon-Cardo C, Locasale JW, Gomis RR, Carracedo A.Корегулятор метаболизма PGC1alpha подавляет метастазирование рака простаты. Nat Cell Biol. 2016; 18: 645–56.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  123. 119.

    Quiros PM, Mottis A, Auwerx J. Митоядерная коммуникация в гомеостазе и стрессе. Nat Rev Mol Cell Biol. 2016; 17: 213–26.

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  124. 120.

    Canto C, Menzies KJ, Auwerx J. Метаболизм NAD (+) и контроль энергетического гомеостаза: балансирующее действие между митохондриями и ядром. Cell Metab. 2015; 22: 31–53.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  125. 121.

    Гуха М., Авадхани Н.Г. Ретроградная передача сигналов митохондрий на стыке биоэнергетики, генетики и эпигенетики опухолей. Митохондрия. 2013; 13: 577–91.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  126. 122.

    Tu C, Zeng Z, Qi P, Li X, Guo C, Xiong F, Xiang B, Zhou M, Liao Q, Yu J, Li Y, Li X, Li G, Xiong W. Идентификация геномных изменений при карциноме носоглотки и вирус Эпштейна-Барра, происходящий от карциномы носоглотки, путем полногеномного секвенирования. Канцерогенез. 2018; 39: 1517–28.

    PubMed Статья Google ученый

  127. 123.

    Шульц М.А., Хаган С.С., Датта А., Чжан Ю., Фриман М.Л., Сикка С.К., Абдель-Магид А.Б., Мондал Д.Факторы транскрипции Nrf1 и Nrf2 регулируют трансактивацию рецепторов андрогенов в клетках рака простаты. PLoS ONE. 2014; 9: e87204.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  128. 124.

    Бугно М., Даниэль М., Чепелев Н.Л., Уиллмор В.Г. Смена передач в исследованиях Nrf1, от механизмов регуляции до его роли в болезнях и профилактике. Biochem Biophys Acta. 1849; 2015: 1260–76.

    Google ученый

  129. 125.

    Виллегас Р., Уильямс С.М., Гао Ю.Т., Лонг Дж., Ши Дж., Цай Х, Ли Х, Чен С.К., Тай Э.С., Ху Ф, Цай Кью, Чжэн В., Шу ХО. Генетическая изменчивость семейств генов рецептора, активируемого пролифератором пероксисом (PPAR) и рецептора гамма-коактиватора 1 (PGC1), активируемого пролифератором пероксисом, и диабет 2 типа. Энн Хам Жене. 2014; 78: 23–32.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  130. 126.

    Сингх С., Симпсон Р.Л., Беннетт Р.Г.Релаксин активирует гамма-рецептор, активируемый пролифератором пероксисом (PPARgamma), посредством пути с участием коактиватора PPARgamma 1альфа (PGC1alpha). J Biol Chem. 2015; 290: 950–9.

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  131. 127.

    Hock MB, Kralli A. Транскрипционный контроль биогенеза и функции митохондрий. Annu Rev Physiol. 2009. 71: 177–203.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  132. 128.

    Скарпулла RC, Вега РБ, Келли Д.П. Транскрипционная интеграция митохондриального биогенеза. Тенденции в эндокринологии и метаболизме: ТЕМ. 2012; 23: 459–66.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  133. 129.

    Уртадо де Ллера А., Мартин-Идальго Д., Хиль М.С., Гарсия-Марин Л.Дж., Брагадо М.Дж. Пути кальция / CaMKKalpha / beta и цАМФ / PKA являются важными вышестоящими регуляторами активности AMPK в сперматозоидах хряка. Биол Репрод.2014; 90: 29.

    PubMed Статья CAS Google ученый

  134. 130.

    Fang EF, Scheibye-Knudsen M, Chua KF, Mattson MP, Croteau DL, Bohr VA. Передача сигналов о повреждении ядерной ДНК митохондриям при старении. Nat Rev Mol Cell Biol. 2016; 17: 308–21.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  135. 131.

    Лу Дж., Шарма Л.К., Бай Ю. Влияние мутаций митохондриальной ДНК и митохондриальной дисфункции в онкогенезе.Cell Res. 2009; 19: 802–15.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  136. 132.

    Секито Т., Лю З., Торнтон Дж., Бутов, РА. RTG-зависимая передача сигналов от митохондрий к ядру регулируется MKS1 и связана с образованием приона дрожжей [URE3]. Mol Biol Cell. 2002; 13: 795–804.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  137. 133.

    Sekito T, Thornton J, Butow RA. Передача сигналов от митохондрий к ядру регулируется субклеточной локализацией факторов транскрипции Rtg1p и Rtg3p. Mol Biol Cell. 2000; 11: 2103–15.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  138. 134.

    Феррейра Джуниор младший, Спирек М., Лю З., Бутов, РА. Взаимодействие между Rtg2p и Mks1p в регуляции пути RTG Saccharomyces cerevisiae .Ген. 2005; 354: 2–8.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  139. 135.

    Cardamone MD, Tanasa B, Cederquist CT, Huang J, Mahdaviani K, Li W, Rosenfeld MG, Liesa M, Perissi V. Передача митохондриальных ретроградных сигналов у млекопитающих опосредуется транскрипционным кофактором GPS2 через прямые митохондрии. транслокация ядра. Mol Cell. 2018; 69: 757–772 e757.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  140. 136.

    Pasini B, Stratakis CA. Мутации SDH в онкогенезе и наследственные эндокринные опухоли: урок из синдромов феохромоцитома-параганглиома. J Intern Med. 2009; 266: 19–42.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  141. 137.

    Frezza C, Zheng L, Folger O, Rajagopalan KN, MacKenzie ED, Jerby L, Micaroni M, Chaneton B, Adam J, Hedley A, Kalna G, Tomlinson IP, Pollard PJ, Watson DG, Deberardinis RJ , Шломи Т., Руппин Э., Готлиб Э.Гемоксигеназа является синтетически смертельной для опухолевого супрессора фумаратгидратазы. Природа. 2011; 477: 225–8.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  142. 138.

    Барделла С., Оливеро М., Лоренцато А., Геуна М., Адам Дж., О’Флаэрти Л., Растин П., Томлинсон И., Поллард П.Дж., Ди Ренцо М.Ф. Клетки, в которых отсутствует опухолевый супрессор фумаразы, защищены от апоптоза посредством независимого от фактора гипоксии, AMPK-зависимого механизма.Mol Cell Biol. 2012; 32: 3081–94.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  143. 139.

    Ward PS, Patel J, Wise DR, Abdel-Wahab O, Bennett BD, Coller HA, Cross JR, Fantin VR, Hedvat CV, Perl AE, Rabinowitz JD, Carroll M, Su SM, Sharp KA, Левин Р.Л., Томпсон СВ. Общей чертой связанных с лейкемией мутаций IDh2 и IDh3 является активность неоморфного фермента, превращающего альфа-кетоглутарат в 2-гидроксиглутарат.Раковая клетка. 2010. 17: 225–34.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  144. 140.

    Koivunen P, Lee S, Duncan CG, Lopez G, Lu G, Ramkissoon S, Losman JA, Joensuu P, Bergmann U, Gross S, Travins J, Weiss S, Looper R, Ligon KL, Verhaak RG , Yan H, Kaelin WG Jr. Трансформация (R) -энантиомером 2-гидроксиглутарата, связанного с активацией EGLN. Природа. 2012; 483: 484–8.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  145. 141.

    Вивиан С.Дж., Бринкер А.Е., Гроу С., Кестлер, округ Колумбия, Лежандр С., Гуден Г.К., Салхиа Б., Велч Д.Р. Геномный фон митохондрий влияет на метилирование ядерной ДНК и экспрессию генов. Cancer Res. 2017; 77: 6202–14.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  146. 142.

    Гуха М., Сринивасан С., Рутел Дж., Кашина А.К., Карстенс Р.П., Мендоза А., Кханна С., Ван Винкл Т., Авадхани Н.Г. Митохондриальная ретроградная передача сигналов индуцирует эпителиально-мезенхимальный переход и генерирует стволовые клетки рака груди.Онкоген. 2014; 33: 5238–50.

    CAS PubMed Статья Google ученый

  147. 143.

    He R, Liu P, Xie X, Zhou Y, Liao Q, Xiong W, Li X, Li G, Zeng Z, Tang H. -34a. J Exp Clin Cancer Res. 2017; 36: 145.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  148. 144.

    Ro S, Ma HY, Park C, Ortogero N, Song R, Hennig GW, Zheng H, Lin YM, Moro L, Hsieh JT, Yan W. Митохондриальный геном кодирует множество небольших некодирующих РНК. Cell Res. 2013; 23: 759–74.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  149. 145.

    Поцци А., Плацци Ф., Милани Л., Гизелли Ф., Пассамонти М. СмитРНК: могут ли митохондрии «изгибать» ядерную регуляцию? Mol Biol Evol. 2017; 34: 1960–73.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  150. 146.

    Dong Y, Yoshitomi T, Hu JF, Cui J. Длинные некодирующие РНК координируют функции между митохондриями и ядром. Эпигенетика хроматина. 2017; 10: 41.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  151. 147.

    Чжун Y, Du Y, Yang X, Mo Y, Fan C, Xiong F, Ren D, Ye X, Li C, Wang Y, Wei F, Guo C, Wu X, Li X, Li Y , Li G, Zeng Z, Xiong W. Циркулярные РНК функционируют как цеРНК, чтобы регулировать и контролировать прогрессирование рака у человека.Молочный рак. 2018; 17:79.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  152. 148.

    Но Дж. Х., Ким К. М., Абдельмохсен К., Юн Дж. Х., Панда А.С., Мунк Р., Ким Дж., Кертис Дж., Моад, Калифорния, Уолер С.М., Индиг ИП, де Паула В., Дудекула Д.Б., Де С, Пиао Y, Yang X, Martindale JL, de Cabo R, Gorospe M. HuR и GRSF1 модулируют ядерный экспорт и митохондриальную локализацию lncRNA RMRP. Genes Dev. 2016; 30: 1224–39.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  153. 149.

    Карден Т., Сингх Б., Муга В., Баджпай П., Сингх К. Эпигенетическая модификация miR-663 контролирует ретроградную передачу сигналов от митохондрий к ядру и прогрессирование опухоли. J Biol Chem. 2017; 292: 20694–706.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  154. 150.

    Виллегас Дж., Бурцио V, Виллота С., Ландерер Е., Мартинес Р., Сантандер М., Мартинес Р., Пинто Р., Вера М. И., Боккардо Е., Вилла Л. Л., Бурцио Л. О.. Экспрессия новой некодирующей митохондриальной РНК в пролиферирующих клетках человека.Nucleic Acids Res. 2007. 35: 7336–47.

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  155. 151.

    Fan C, Wang J, Tang Y, Wang Y, Xiong F, Zhang S, Li X, Xiang B, Wu X, Guo C, Ma J, Zhou M, Li X, Xiong W, Li Y , Li G, Zeng Z. Длинная некодирующая РНК LOC284454 способствует миграции и инвазии карциномы носоглотки посредством модуляции пути передачи сигналов Rho / Rac. Канцерогенез. 2018. https://doi.org/10.1093/carcin/bgy143.

    Артикул PubMed Google ученый

    156. Содержание лекции

    Органеллы, связанные с мембраной

    Эукариотические клетки содержат коллекции белков, которые функционируют как единое целое, называемое органеллами. Некоторые из этих органелл окружены мембраной, сходной по структуре с клеточной мембраной, но с другим составом белков и фосфолипидов.

    Органеллы, связанные с мембраной, обладают рядом преимуществ для эукариотических клеток.Во-первых, клетки могут концентрировать и выделять ферменты и реагенты в меньшем объеме, тем самым увеличивая скорость и эффективность химических реакций. Во-вторых, клетки могут удерживать потенциально вредные белки и молекулы в мембраносвязанных органеллах, защищая остальные клетки от их вредного воздействия. Например, лизосома, представляющая собой мембраносвязанную органеллу, содержит множество ферментов, которые переваривают белок, нуклеиновые кислоты и липиды. Если бы эти ферменты были выпущены в цитозоль, они могли бы пережевывать белки, нуклеиновые кислоты и липиды клетки, что привело бы к гибели клетки.Мембрана, окружающая лизосому, удерживает эти пищеварительные ферменты от остальной части клетки.

    Организация микротрубочек цитоплазмы

    Органеллы и белки обычно не распределяются по клетке случайным образом, а организованы путем их локализации в областях, где они необходимы. Клетка использует микротрубочки и моторные белки, чтобы помочь локализовать органеллы. Микротрубочки — это длинные нити, которые проходят по всей цитоплазме. Два типа моторных белков, кинезины и динеины, проходят по микротрубочкам и генерируют силу для протягивания органелл через цитоплазму.

    Микротрубочки представляют собой полимеры гетеродимера альфа- и бета-тубуллина. Тубулин полимеризуется в линейные протофиламенты, а микротрубочка содержит 13 протофиламентов, расположенных в цилиндре с полым ядром. Микротрубочки поляризованы на отрицательный конец и положительный конец. Микротрубочки растут из своих плюсовых концов за счет добавления дополнительных субъединиц тубулина. Минус-концы микротрубочек нестабильны и стабилизируются белками в центре организации микротрубочек (MTOC). Если MTOC находится в центре клетки, микротрубочки излучаются наружу своими плюс-концами к плазматической мембране

    Кинезины и динеины проходят по микротрубочкам, используя энергию гидролиза АТФ.Оба набора белков содержат моторные домены, которые связывают микротрубочки и гидролизуют АТФ. Моторные домены генерируют движение по микротрубочкам. Большинство кинезинов движется к положительному концу микротрубочек, тогда как динеин движется к отрицательному концу. Это дает клеткам два инструмента для контроля распределения органелл по микротрубочкам. Кинезины и динеины также содержат домен связывания груза, который связывает их с различными органеллами. Кинезины — это большое семейство белков, и домен связывания груза является наиболее дивергентным, что позволяет различным членам семейства кинезинов связывать разные органеллы.Динеин — это большой комплекс из нескольких белков, и то, как он связывает грузы, менее ясно.

    Актиновые филаменты также поддерживают транспорт клеточного материала, но на гораздо более короткие расстояния, чем микротрубочки. Нити актина представляют собой полимер актина, который представляет собой небольшой глобулярный белок. Актиновая нить представляет собой спиральный массив актина и, как и микротрубочки, имеет положительный и отрицательный конец, причем нити легче растут с их положительных концов. Актиновые филаменты лишены обширных латеральных контактов микротрубочек и обычно намного короче микротрубочек.Актиновые филаменты имеют тенденцию локализоваться рядом с клеточной мембраной, где они обеспечивают структурную поддержку.

    Миозины — это класс моторных белков, которые могут генерировать силу вдоль актиновых филаментов. Некоторые миозины участвуют в сокращении клеток (т. Е. Сокращении мышц), тогда как другие поддерживают движение и расположение органелл. Миозины класса V участвуют в транспорте органелл в нескольких различных типах клеток. Подобно структуре кинезина, миозины класса V содержат моторный домен, который связывает актиновые филаменты и использует энергию гидролиза АТФ для передвижения по филаментам.С-конец миозина V связывает органеллы.

    Чтобы транспортировать и позиционировать органеллы, клетки часто используют как микротрубочки, так и актиновые филаменты. Микротрубочки, кинезины и динеины используются для перемещения органелл на большие расстояния (несколько микрон и более), тогда как актиновые филаменты транспортируют органеллы на короткие расстояния (например, вблизи плазматической мембраны). Часто органелла будет содержать более одного типа моторных белков (например, кинезин и миозин V), ​​чтобы клетки могли использовать оба набора филаментов для позиционирования органеллы.

    Последовательности сигналов

    Чтобы поддерживать идентичность и функцию различных органелл и плазматической мембраны, клеткам необходимо нацеливать специфические белки на органеллы и другие внутриклеточные компартменты. Большинство этих белков содержат короткую последовательность, называемую сигнальной последовательностью, которая определяет их внутриклеточное расположение. Сигнальные последовательности могут быть локализованы в любом месте белка, но часто находятся на N-конце. Сигнальные последовательности, нацеленные на белки одной и той же органеллы, часто не имеют одинаковой первичной последовательности.Обычно общие биохимические свойства последовательности определяют, направляет ли она белки на органеллы. Сигнальные последовательности используются для импорта как растворимых белков, так и интегральных мембранных белков.

    Импорт белков в мембраносвязанные органеллы

    Поскольку мембраны, которые окружают органеллы, ограничивают прохождение белков, органеллы развили различные механизмы для импорта белков из цитоплазмы. Большинство органелл содержат набор мембранных белков, образующих поры.Эта пора обеспечивает прохождение белков с правильной сигнальной последовательностью. Некоторые поры (ER, митохондрии) могут принимать только развернутые белки, тогда как другие поры (ядро, пероксисома) позволяют проходить свернутым белкам.

    Нацеливание белков на эндоплазматический ретикулум

    Белки, предназначенные для секреции, плазматическая мембрана или любая органелла секреторного пути сначала вставляются в ER. Большинство белков трансляционно пересекают ER, синтезируя их рибосомами на ER.Как растворимые белки (белки, которые находятся в просвете органелл или секретируются), так и интегральные мембранные белки нацелены на ER и перемещаются по одному и тому же механизму.

    Сигнальная последовательность для белков ER обычно находится на N-конце. Частица распознавания сигнала (SRP), комплекс из 6 белков и одной РНК, связывает сигнальную последовательность сразу после ее трансляции. SRP также взаимодействует с рибосомой и останавливает трансляцию. Поверхность мембран ER содержит рецептор SRP.Рецептор SRP рекрутирует SRP, возникающий белок ER и рибосому в ER. Рецептор SRP высвобождает SRP из сигнальной последовательности и позволяет трансляции продолжаться на мембране ER.

    Рибосомы на мембране ER связываются с транслокатором белка. Транслокатор — это трансмембранный белок, образующий водную пору. Пора — это канал, через который вновь синтезированные белки ER будут перемещаться через мембрану ER. Трансляция белка ER создает «силу», чтобы протолкнуть белок ER через канал.

    Растворимые белки полностью перемещаются по каналу; сигнальная последовательность остается в канале и отщепляется от остального белка протеазой в просвете ER.

    Интегральные мембранные белки содержат последовательность остановки переноса ниже сигнальной последовательности. Последовательность остановки переноса прекращает транслокацию по каналу, и часть белка после последовательности переноса остановки остается вне ER. Интегральные мембранные белки могут быть перемещены таким образом, что их N-конец или C-конец находится в просвете ER.Белки с их С-концом в просвете, как правило, имеют внутреннюю сигнальную последовательность. Транслокатор открывается с одной стороны, позволяя интегральным мембранным белкам диффундировать в окружающий липидный бислой.

    Некоторые белки проходят через мембрану несколько раз, и эти белки содержат после последовательности остановки переноса последовательность начала переноса, которая повторно инициирует перемещение белка через канал. Белок с сигнальной последовательностью, прекращающий перенос и запускающий перенос, будет дважды проходить через мембрану с петлей, находящейся в цитозоле или просвете.Чтобы сгенерировать белки, которые проходят через мембрану несколько раз, белку потребуется несколько чередующихся последовательностей остановки и звездообразного переноса.

    Как только белки попадают в ЭР, они складываются в свои трехмерные структуры. Существует несколько механизмов, помогающих сворачивать белки, включая шапероны и гликозилирование. ER также содержит механизмы для обработки белков, которые не могут сворачиваться.

    Нацеливание белков на митохондрии

    Хотя митохондрии содержат собственный геном, большинство митохондриальных белков кодируются ядерными генами, что требует механизма для нацеливания и импорта этих белков в митохондрии.Подобно белкам, импортируемым в ER, митохондриальные белки содержат сигнальную последовательность, которая направляет их в митохондрии. В отличие от белков ER, митохондриальные белки импортируются посттрансляционно. Поскольку белки должны разворачиваться, чтобы перемещаться по каналам в митохондриальной мембране, митохондриальные белки удерживаются развернутыми в цитозоле с помощью шаперонов.

    Импорт белка в митохондрии аналогичен импорту в ЭПР, но осложняется наличием двух мембран вокруг митохондрий.Митохондриальные белки могут находиться на внешней мембране, внутренней мембране, межмембранном пространстве или матриксе (пространстве внутри внутренней мембраны). Таким образом, митохондрии имеют транслокаторы, которые позволяют белкам проходить через внешнюю мембрану и через внутреннюю мембрану. Комплекс TOM обеспечивает прохождение через внешнюю мембрану, тогда как комплекс TIM обеспечивает прохождение через внутреннюю мембрану.

    Транслокация белков в митохондрии

    Сигнальная последовательность, которая направляет белки в матрицу, обычно находится на N-конце.Сигнальная последовательность распознается белками в комплексе TOM. Комплекс TOM передает белки во внутреннее мембранное пространство, где комплекс TIM во внутренней мембране передает белок в матрикс. Комплекс TOM и TIM часто работают вместе, чтобы перемещать белок через обе мембраны. Перемещение через митохондриальные мембраны зависит от энергии. Шапероны в матрице помогают «протягивать» белок через внутреннюю мембрану и требуют гидролиза АТФ для функционирования. Белки сворачиваются внутри матрицы.

    Белки, нацеленные на внутреннюю мембрану, используют тот же механизм, что и матричные белки, но содержат последовательность остановки переноса, распознаваемую комплексом TIM. Белки, нацеленные на внешнюю мембрану, перемещаются через внешнюю мембрану в межмембранное пространство, а затем импортируются во внешнюю мембрану с помощью транслокатора SAM. Белки, нацеленные на межмембранное пространство, частично вставляются во внутреннюю мембрану, а затем расщепляются протеазой и высвобождаются во внутреннее мембранное пространство.

    Импорт и экспорт ядерных белков

    В отличие от ER и митохондрий, ядро ​​импортирует в основном растворимые белки. Кроме того, белки часто перемещаются между ядром и цитоплазмой, а клетка использует ядерный импорт / экспорт для регулирования нескольких важных биохимических путей. Ядро окружено двумя мембранами, и в них встроены тысячи ядерных пор, через которые белки и другие макромолекулы (РНК, рибсосомы) входят в ядро ​​и выходят из него.Ядерные поры в мембранах стабилизируются ламинами, цитоскелетной сетью, которая лежит в основе внутренней ядерной мембраны и обеспечивает структурную поддержку мембраны. Ядерная пора ограничивает прохождение материала в зависимости от размера: вещи меньше ~ 30 кДа свободно диффундируют через пору, но большие молекулы нуждаются в способе входить и выходить. Белки, которые поступают в ядро, содержат сигнал ядерного импорта, а те, которые также должны выходить из ядра, содержат последовательность ядерного экспорта.

    Отличие цитоплазмы от нуклеоплазмы

    Для создания направленного транспорта белков в ядро ​​и из ядра белки должны знать, находятся ли они в цитоплазме или внутри ядра.Чтобы различать ядро ​​и цитоплазму, клетки используют небольшой GTP-связывающий белок, называемый Ran. Как и все GTP-связывающие белки, Ran существует либо в GTP-связанном состоянии, либо в GDP-связанном состоянии. Два белка катализируют переключение между этими состояниями. Ran-GAP (белок, активирующий GTPase) катализирует гидролиз GTP, генерируя Ran-GDP. Ran-GEF (фактор обмена гуаниновых нуклеотидов) катализирует высвобождение GDP и повторное связывание GTP, генерируя Ran-GTP. Ran-GAP локализуется на цитоплазматической стороне ядерных пор, тогда как Ran-GEF связывается с хроматином и, следовательно, локализуется в ядре.В результате большая часть Ran в ядре связана с GTP, а большая часть Ran в цитоплазме связана с GDP.

    Ядерный импорт

    Рецепторы (импортины) связывают ядерные импортные последовательности в белках. Импортины также взаимодействуют с филаментами, которые выходят за пределы цитоплазматической стороны ядерных пор. Неизвестным механизмом импортины связываются со своим грузопотоком через ядерную пору. Внутри поры импортно-грузовой комплекс встречает Ран-ГТП. Ran-GTP отделяет импортины от груза, высвобождая белки груза, которые выполняют свою работу в ядре.

    Ядерный экспорт

    Многие белки, попадающие в ядро, должны экспортироваться в цитоплазму (например, импортины). Эти белки содержат ядерную экспортную последовательность, которая взаимодействует с рецептором, называемым экспортином. Ran-GTP связывается с этим комплексом экспорт-груз и стабилизирует взаимодействие. Комплекс exportin-cargo-RanGTP проходит через поры (механизм неясен), где он встречает Ran-GAP на цитоплазматической стороне. Ran-GAP преобразует Ran-GTP в Ran-GDP, заставляя экспортин отделяться от своего груза.

    Импорт белков в пероксисомы и синдром Зеллевегера

    Пероксисомы — это маленькие органеллы (~ 1 мкм в диаметре), которые выполняют множество функций для клеток. Пероксисомы метаболизируют вредные химические вещества (фенолы, формальдегид, этанол), метаболизируют жирные кислоты и катализируют этап синтеза плазмалогена, липида, содержащегося в миелине.

    Белки, нацеленные на пероксисомы, содержат сигнальную последовательность, которая распознается семейством белков, называемых Pex-белками.Некоторые из этих белков Pex связываются с сигнальными последовательностями, тогда как другие — с порами в мембране пероксисом, которые позволяют проникать пероксисомным белкам.

    Клетки, содержащие мутации в белках Pex, не могут импортировать белки в пероксисомы, и, следовательно, в этих клетках отсутствуют пероксисомы. Мутации в белках Pex связаны с рядом заболеваний, называемых синдромом Зеллевегера. При синдроме Зеллевегера у младенцев отсутствует мышечный тонус и часто отсутствует способность сосать грудь. У младенцев также наблюдаются черепно-лицевые аномалии и увеличенная печень.Прогноз для младенцев, страдающих синдромом Зеллевегера, плохой, большинство из них не доживают до года.

    Поскольку пероксисомы способствуют синтезу липидов, содержащихся в миелине, пациенты с болезнью Зеллевегера часто демонстрируют слабую миелинизацию нейронов. Миелинизация имеет решающее значение для функции нейронов по передаче сигналов клеткам-мишеням.

    Органелл в клетках: определение и функции — видео и стенограмма урока

    Органеллы и их функции

    Ядро , возможно, является наиболее важной органеллой в клетке.Это центр управления, сообщающий всем остальным органеллам, что и когда делать.

    Ядро также содержит весь генетический материал клетки или ее ДНК. В этом материале есть все инструкции, необходимые клетке для производства белков и многих других важных молекул.

    Ядро окружено двумя мембранами. Эти мембраны имеют множество отверстий, которые позволяют транспортировать материалы в ядро ​​и из него. РНК, белки и другие молекулы выходят из ядра в остальную часть клетки.

    хромосом клетки также находятся в ядре. Эти конденсированные нити ДНК содержат всю генетическую информацию клетки.

    Когда клетка находится в фазе роста, ДНК вытягивается в очень тонкие, похожие на волосы структуры. Когда клетка готовится к делению, ДНК конденсируется в хромосомы, и материал дублируется.

    Внутри ядра эукариотических клеток есть структура, называемая ядрышком . Это место образования рибосом.

    Прокариотические клетки лишены ядра. У этих организмов (включая бактерии) генетический материал свободно плавает внутри клеточной мембраны. Генетический материал прокариот имеет другую форму, чем у эукариот, но выполняет ту же функцию.

    За пределами ядра, но внутри клеточной мембраны находится гелеобразное вещество, называемое цитоплазмой . Он состоит в основном из воды и растворенных солей. Он омывает органеллы и сохраняет их здоровье. Это также среда, через которую материалы перемещаются по клетке.

    Внутри цитоплазмы находится сеть крошечных трубок, называемая цитоскелетом . Эти трубки используются для придания клеточной структуры, а также для поддержки органелл, удерживая их на месте. Некоторые части цитоскелета также работают для транспортировки определенных вещей между разными частями клетки.

    Цитоскелет состоит из двух различных компонентов: микротрубочек и микрофиламентов. Микротрубочки полые и состоят из белка. Они очень важны для поддержания формы клетки.Они также важны при делении клеток. Когда это происходит, микротрубочки образуют структуры, называемые волокон веретена , которые позволяют хромосомам разделяться. Микротрубочки также являются частью различных выступов, отходящих от поверхности клетки. Эти структуры, называемые ресничками и жгутиками , помогают перемещению клеток.

    Микроволокна — это очень тонкие нити из протеина. Как и микротрубочки, они помогают клетке сохранять форму.

    Производство белков — очень важная работа для клетки. Рибосомы — это небольшие фрагменты РНК, обнаруженные по всей цитоплазме и на некоторых других органеллах. Их единственная работа — собирать белки.

    Кодирование ДНК сообщает им, какие белки производить. Прокариотические клетки могут иметь десятки тысяч рибосом. Эукариотические клетки могут иметь сотни тысяч, если не миллионы из них, все производящие белки.

    После того, как белки созданы, их нужно переместить в разные части клетки.Эндоплазматический ретикулум (E.R.) представляет собой набор липидных мембран, которые работают для перемещения белков из одной области клетки в другую.

    E.R. бывает двух разных форм — шероховатой и гладкой. Rough E.R. имеет прикрепленные к нему рибосомы. Эти рибосомы производят белки, которые должны покинуть клетку. E.R. транспортирует эти белки к другой органелле, которая их упаковывает и отправляет. На поверхности гладкой E.R. отсутствуют рибосомы. Здесь собирается липидная часть клеточной мембраны.

    После того, как рибосомы на E.R. произведут белки для экспорта в клетку, их необходимо упаковать таким образом, чтобы они могли покинуть клетку и быть поглощены теми частями тела, которые в них нуждаются. Органелла, отвечающая за это, называется Аппарат Гольджи (или тельца Гольджи), который выглядит как стопка блинов. Аппарат Гольджи изменяет, сортирует и упаковывает белки, когда они покидают E.R., чтобы они были готовы покинуть клетку. Поскольку транспортировка вещей из клетки очень важна, аппарат Гольджи всегда находится рядом с клеточной мембраной.

    Детали ячеек изнашиваются и умирают. От этих кусков «мусора» нужно как-то избавляться. Это работа лизосом . Эти структуры наполнены пищеварительными ферментами, которые расщепляют те элементы, которые стали бы токсичными, если бы их оставили в клетке. Лизосомы также расщепляют белки, липиды и углеводы в более удобные для клетки формы.

    Живым существам нужна энергия для выполнения повседневных функций. Могучие митохондрии — это органеллы, которые вырабатывают энергию, превращая пищу в более удобные для клетки формы.

    Митохондрии имеют двойную мембрану, как и ядро. Внутренняя мембрана складывается во множество изгибов и поворотов, что увеличивает площадь поверхности, на которой может создаваться энергия.

    В ячейке хранение материалов осуществляется за счет вакуолей и пузырьков. Эти структуры большие, похожи на мешочки и окружены мембранами.

    Vacuoles хранят воду, белки, углеводы и соли. У тех существ, которые живут в воде, вакуоль — это способ управления количеством воды, поступающей и уходящей из их тела.

    Везикулы — это более мелкие структуры, обнаруженные в эукариотических клетках. Они хранят и перемещают предметы между различными органеллами, а также между клеткой и ее внешней средой.

    Чем отличаются клетки растений

    Растения эукариотичны, как и животные. В связи с этим у них есть все вышеперечисленные органеллы. Однако, поскольку растения обладают некоторыми другими характеристиками и процессами, чем другие эукариоты, их клетки содержат несколько дополнительных органелл.

    Органеллы растений

    Растения обычно зеленого цвета. Это потому, что они содержат зеленый пигмент под названием хлорофилл, который используется для сбора световой энергии от солнца. Растения используют этот пигмент вместе с водой и углекислым газом, чтобы приготовить себе пищу. Пластиды, содержащие хлорофилл, называются хлоропластами .

    Как и в клетках животных, вакуоли растительных клеток используются для хранения воды, солей и других молекул.Разница между вакуолями растений и животных заключается в том, что в клетках растений они намного больше. Это потому, что растениям нужно намного больше воды, чем животным клеткам.

    Когда вакуоли растительных клеток заполняются водой, они создают нечто, называемое тургорным давлением , которое предотвращает увядание. Когда вакуоли заполнены водой, они оказывают давление на мембрану растительной клетки. Это заставляет клетки становиться жесткими, что удерживает растение в вертикальном положении. Когда вакуоли теряют воду, давление падает, и клетки становятся вялыми.В это время растение увянет.

    Растения хорошо приспособлены к сбору солнечного света. Помимо широких листьев, у них также есть стебли, которые удерживают листья как можно выше в воздухе. Чтобы достичь этих высот, растения имеют очень жесткое покрытие на каждой из своих ячеек, называемое клеточной стенкой . Стенки клеток поддерживают клетку растения и придают ей структуру. Клетки растений обычно имеют квадратную форму (по сравнению с клетками животных, которые являются аморфными).

    Стенки клеток состоят из большого углевода, называемого целлюлозой.Они пористые, что позволяет воде, кислороду и двуокиси углерода легко проходить через них.

    Краткое содержание урока

    Клетки можно рассматривать как крошечные фабрики. Есть главный офис, почтовый отдел, электростанция, внутренняя система доставки и много рабочих. Каждая из этих частей выполняет свою работу, но все они вносят свой вклад в общее функционирование компании. Без одной детали вся машина перестала бы работать.

    Ключевые термины: Органеллы

    Клетки состоят из органелл, которые выполняют определенные функции по поддержанию жизни.
    • Ядро : контрольный центр клетки, содержит конденсированные цепи ДНК, называемые хромосомами.В эукариотических клетках также содержится ядрышко
      • .
    • Цитоплазма : гелеобразное вещество внутри клетки, которое поддерживает здоровье клетки
    • Цитоскелет : сеть крошечных трубок в цитоплазме, определяющая клеточную структуру; состоит из микротрубочек и микрофиламентов
    • Рибосомы : небольшие фрагменты РНК, обнаруженные в цитоплазме, которые собирают белки
    • Эндоплазматическая сеть : (E.R.) перемещает белки из одной области клетки в другую
    • Аппарат Гольджи : пакеты белков, предназначенных для выхода из клетки
    • Лизосомы : расщепление клеточных отходов
    • Митохондрии : выработка энергии для клетки
    • Vacuoles : контейнеры для хранения ячейки
    • Везикулы : перемещайте предметы между органеллами и за пределы клетки
    • Клеточная стенка : содержится в клетках растений; внешняя граница камеры
    • Хлоропласты : обнаружены в клетках растений; содержат хлорофилл, поглощающий свет для фотосинтеза

    Результат обучения

    Когда вы закончите, вы сможете назвать органеллы эукариотических клеток и объяснить их функции.

    Органелл — обзор | Темы ScienceDirect

    11 связанных с лизосомами органелл участвуют в мобилизации липидов

    LRO могут быть окрашены нильским красным и являются кислыми, автофлуоресцентными, двулучепреломляющими и экспрессируют PGP-2, GLO-3 и FUS-1 как важные функциональные белки (Hermann и др., 2005). LRO могут не быть основным местом хранения жира у C. elegans ; однако это не исключает, что компартменты LRO играют роль в метаболизме липидов или физиологически значимых жиров.Действительно, черви используют запасы энергии при нехватке пищи за счет рециркуляции LRO-опосредованных питательных веществ (Finn and Dice, 2006).

    Болезнь Ниманна – Пика типа С у млекопитающих подчеркивает важную роль лизосом в метаболизме холестерина и сфинголипидов (Futerman and Van Meer, 2004). В отличие от клеток млекопитающих, нематоды хранят холестерин исключительно в LRO, а не в LD (Lee et al., 2015). Черви с лизосомным нарушением накопления ( мутанты ncr ) демонстрируют различные фенотипы, включая нарушенный транспорт холестерина и гиперчувствительность к образованию холестерина (De Voer et al., 2008).

    Нематоды содержат важный ген, который является гомологом Drosophila SREBP. Он похож на те белки, которые регулируют уровень холестерина у млекопитающих, и, как сообщается, регулирует ферменты синтеза насыщенных жирных кислот и фосфатидилэтаноламина (Seegmiller et al., 2002).

    Многочисленные исследования других организмов выявили сложное взаимодействие между LRO и LD. Липолиз и аутофагия, например, оба участвуют в ответах, вызванных депривацией питательных веществ, а именно липиды, хранящиеся в виде триглицеридов в LD, гидролизуются в жирные кислоты, а внутриклеточные белки и органеллы, изолированные в аутофагосомах, транспортируются в лизосомы в качестве источников энергии.Это наблюдение приводит к мысли, что LD и LRO могут быть связаны во время голодания. Кроме того, ненормальное увеличение внутриклеточного липида нарушает аутофагический клиренс, который захватывает клетки в опасный цикл с дополнительным удержанием липидов. Таким образом, терапевтические стратегии для усиления аутофагической функции легли в основу нового подхода, предложенного для лечения метаболических синдромов (Singh et al.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *