Charakterystyki, typy i funkcje mikrosomów



The mikrosomy są to fragmenty błon, które tworzą małe i zamknięte pęcherzyki. Struktury te powstają w wyniku reorganizacji wspomnianych fragmentów, generalnie pochodzą one z retikulum endoplazmatycznego po homogenizacji komórkowej. Pęcherzyki mogą być kombinacjami membran od prawej do zewnętrznej, od wewnątrz do zewnątrz lub skondensowane.

Zauważ, że mikrosomy są artefaktami, które pojawiają się dzięki procesowi homogenizacji komórek, tworząc różnorodne i złożone sztuczne struktury. Teoretycznie mikrosomy nie występują jako normalne elementy żywych komórek.

Wnętrze mikrosomu jest zmienne. W strukturze lipidów mogą występować różne białka - które nie są ze sobą powiązane -. Mogą również mieć białka przyczepione do zewnętrznej powierzchni.

W literaturze wyróżnia się termin „mikrosom wątrobowy”, który odnosi się do struktur utworzonych przez komórki wątroby, odpowiedzialnych za ważne przemiany metaboliczne związane z maszynerią enzymatyczną siateczki śródplazmatycznej.

Mikrosomy wątroby od dawna są modelami do eksperymentów in vitro przemysłu farmaceutycznego. Te małe pęcherzyki są odpowiednią strukturą do przeprowadzania eksperymentów metabolizmu leków, ponieważ zawierają enzymy zaangażowane w proces, w tym CYP i UGT..

Indeks

  • 1 Historia
  • 2 Charakterystyka
    • 2.1 Skład
    • 2.2 Sedymentacja w wirowaniu
  • 3 typy
  • 4 funkcje
    • 4.1 W komórce
    • 4.2 W przemyśle farmaceutycznym
  • 5 referencji

Historia

Mikrosomy obserwowano przez długi czas. Termin został ukuty przez naukowca rodem z Francji, Claude'a, gdy obserwował końcowe produkty wirowania substancji wątrobowej.

W połowie lat 60. badacz Siekevitz po przeprowadzeniu procesu homogenizacji komórek połączył mikrosomy z resztkami retikulum endoplazmatycznego.

Funkcje

W biologii komórkowej mikrosom jest pęcherzykiem utworzonym przez błony z retikulum endoplazmatycznego.

Podczas rutynowych zabiegów komórkowych przeprowadzanych w laboratorium, komórki eukariotyczne pękają, a nadmiar błon zgrupowuje się ponownie w postaci pęcherzyków, tworząc mikrosomy.

Wielkość tych struktur pęcherzykowych lub rurkowych mieści się w zakresie od 50 do 300 nanometrów.

Mikrosomy to artefakty laboratoryjne. Dlatego w żywej komórce iw normalnych warunkach fizjologicznych nie znajdujemy tych struktur. Z drugiej strony inni autorzy zapewniają, że nie są artefaktami i że są prawdziwymi organellami obecnymi w nienaruszonych komórkach (zobacz więcej w Davidson i Adams, 1980)

Skład

Skład membrany

Strukturalnie mikrosomy są identyczne z błoną retikulum endoplazmatycznego. We wnętrzu komórkowym sieć błon siateczki jest tak rozległa, że ​​stanowi ponad połowę wszystkich całkowitych błon komórki.

Siatka jest tworzona przez serię kanalików i woreczków zwanych cysternami, obie są utworzone przez błony.

Ten system błonowy tworzy ciągłą strukturę z błoną jądra komórkowego. Można wyróżnić dwa typy, w zależności od obecności rybosomów lub nie: gładkiej i szorstkiej retikulum endoplazmatycznego. Jeśli mikrosomy zostaną poddane działaniu pewnych enzymów, można uwolnić rybosomy.

Kompozycja wewnętrzna

Mikrosomy są bogate w różne enzymy, które zwykle znajdują się we wnętrzu gładkiej siateczki wątrobowej endoplazmatycznej.

Jednym z nich jest enzym cytochrom P450 (w skrócie CYPs, ze względu na jego skrót w języku angielskim). To białko katalityczne wykorzystuje szeroką serię cząsteczek jako substratów.

CYP są częścią łańcucha transferu elektronów, a jego najczęstsze reakcje nazywane są monooksygenazą, gdzie wprowadza atom tlenu do substratu natury organicznej, a pozostały atom tlenu (wykorzystuje tlen cząsteczkowy, O2) jest zredukowany do woda.

Mikrosomy są również bogate w inne białka błonowe, takie jak UGT (glukuronylotransferaza urydynadifosforanowa) i FMO (rodzina białek monooksygenazy zawierających flawinę). Ponadto zawierają między innymi esterazy, amidazy, hydrolazy epoksydowe.

Sedymentacja w wirowaniu

W laboratoriach biologicznych istnieje rutynowa technika zwana wirowaniem. W tym przypadku możliwe jest oddzielenie ciał stałych przy użyciu jako właściwości rozróżniającej różnych gęstości składników mieszaniny.

Gdy komórki są odwirowywane, różne składniki oddzielają się i wytrącają (tzn. Schodzą na dno probówki) w różnych czasach i przy różnych prędkościach. Jest to metoda stosowana, gdy chcesz oczyścić określony składnik komórkowy.

Po odwirowaniu nienaruszonych komórek, pierwszą rzeczą do sedymentacji lub wytrącenia są cięższe pierwiastki: jądra i mitochondria. Występuje to przy mniej niż 10 000 grawitacji (prędkość w wirówkach jest określana ilościowo w grawitacjach). Mikrosomy osiadają, gdy stosowane są znacznie wyższe prędkości, rzędu 100 000 grawitacji.

Typy

Obecnie termin mikrosom jest używany w szerokim znaczeniu w odniesieniu do każdego pęcherzyka utworzonego dzięki obecności błon, mitochondriów, aparatu Golgiego lub błony komórkowej jako takiej..

Jednak najczęściej używane przez naukowców są mikrosomy wątroby dzięki enzymatycznemu składowi wnętrza. Z tego powodu są to najczęściej wymieniane rodzaje mikrosomów w literaturze.

Funkcje

W celi

Jak mikrosomy są artefakt tworzone przez proces homogenizacji komórkowej, to znaczy, że nie są elementami, które normalnie znajdują się w komórce, nie mają powiązanej funkcji. Mają jednak ważne zastosowania w przemyśle farmaceutycznym. 

W przemyśle farmaceutycznym

W przemyśle farmaceutycznym mikrosomy są szeroko stosowane w odkrywaniu leków. Mikrosomy pozwalają w prosty sposób zbadać metabolizm związków, które badacz chce ocenić.

Te sztuczne pęcherzyki można kupić w wielu fabrykach biotechnologicznych, które uzyskują je poprzez wirowanie różnicowe. Podczas tego procesu stosuje się różne prędkości do homogenatu komórkowego, co skutkuje uzyskaniem oczyszczonych mikrosomów.

Enzymy cytochromu P450, które znajdują się w mikrosomach, są odpowiedzialne za pierwszą fazę metabolizmu ksenobiotyków. Są to substancje, które nie występują naturalnie w żywych istotach i nie spodziewalibyśmy się ich naturalnie znaleźć. Na ogół muszą być metabolizowane, ponieważ większość jest toksyczna.

Inne białka, które również znajdują się wewnątrz mikrosomu, takie jak rodzina białek monooksygenazy, które zawierają flawinę, są również zaangażowane w proces utleniania ksenobiotyków i ułatwiają ich wydalanie..

Zatem mikrosomy są doskonałymi jednostkami biologicznymi, które pozwalają ocenić reakcję organizmu na pewne leki i leki, ponieważ mają maszynerię enzymatyczną niezbędną do metabolizmu wspomnianych związków egzogennych.

Referencje

  1. Davidson, J. i Adams, R. L. P. (1980). Biochemia kwasów nukleinowych Davidsona .Odwróciłem się.
  2. Faqi, A. S. (wyd.). (2012). Kompleksowy przewodnik po toksykologii w przedklinicznym opracowywaniu leków. Academic Press.
  3. Fernández, P. L. (2015). Velázquez Farmakologia podstawowa i kliniczna (e-book online). Ed. Panamericana Medical.
  4. Lam, J. L., i Benet, L. Z. (2004). Badania mikrosomów wątrobowych są niewystarczające do scharakteryzowania klirensu metabolicznego wątrobowego in vivo i interakcji metabolicznych leków: badania metabolizmu digoksyny w pierwotnych hepatocytach szczura w porównaniu z mikrosomami. Metabolizm i usposobienie leku, 32(11), 1311-1316.
  5. Palade, G. E. i Siekevitz, P. (1956). Mikrosomy wątroby; zintegrowane badanie morfologiczne i biochemiczne. The Journal of biophysical and biochemical cytology, 2(2), 171-200.
  6. Stillwell, W. (2016). Wprowadzenie do błon biologicznych. Newnes.
  7. Taylor, J. B., i Triggle, D. J. (2007). Kompleksowa chemia medyczna II. Elsevier.