Поляризованные клетки могут направлять белки из аппарата Гольджи к определенному участку

8-42

плазматической мембраны [64]

Большинство клеток в тканях поляризованы, а их плазматическая мембрана состоит из двух (а иногда и большего числа) различных доменов или частей. Например, типичная эпителиальная клетка имеет две физически непрерывных, но различных по составу части клеточной мембраны (см. рис. 6-36): апикальная часть обращена в полость органа и часто несет специальные приспособления, такие, как реснички или щеточная каемка микроворсинок; базолатеральная часть покрывает всю остальную клетку. Эти две части соединены по границе кольцом плотных

контактов (см. разд. 14.1.1). которые не позволяют белкам (и липидам внешней половины липидного бислоя) диффундировать из одной части мембраны в другую. Вот почему, хотя обе части мембраны и видны в электронный микроскоп как единое целое, они надежно изолированы друг от друга плотными контактами и содержат разные наборы белков. Липидный состав двух бислоев тоже различен, в частности, гликолипиды встречаются только в апикальной части мембраны. Существуют убедительные данные, показывающие, что и набор белков, секретируемых с апикальной и базолатеральной поверхности эпителиальной клетки, тоже различен. Следовательно, в поляризованных клетках должны существовать механизмы, специфически направляющие как мембранные, так и секретируемые белки к определенному домену плазматической мембраны. В опытах по культивированию поляризованных клеток удалось установить, что белки, предназначенные для разных доменов, вместе проходят путь от ЭР до транс-сеть Гольджи, где они сортируются и направляются в составе секреторных или транспортных пузырьков к соответствующим участкам клеточной

Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К. Уотсон Дж. Д. Молекулярная биология клетки: В 3-х т. 2-е изд. перераб. и доп. Т. 2.: Пер. с англ. – М.: Мир, 1993. – 539 с.

Рис. 8-80. Строение вируса леса Семлики. Схематическое изображение поперечного среза вируса (А) и трехмерная реконструкция его поверхности, полученная на основе криоэлектронных микрофотографий неокрашенных препаратов (Б). На каждую вирусную частицу приходится 180 копий белка С-капсида (собранных в 60 тримеров) и 240 копий каждого из трех белков оболочки (собранных в 80' тримеров}. Внешняя оболочка вируса состоит из белков оболочки, заключенных н двухслойную липидную мембрану. Вирус имеет общую массу 46 миллионов дальтон.

(Б-но S. Fuller, Cell, 48: 923-934, 1987).

мембраны. Возможно, что и апикальные, и базолатеральные участки несут сигналы сортировки, направляющие их к соответствующему домену; с другой стороны, может быть, только один из этих путей требует специального сигнала, а другой реализуется при отсутствии сигнала.

8.9.5. Вирусы используют аппарат сортировки клетки-хозяина [65]

Геном многих вирусов животных представлен небольшим количеством нуклеиновой кислоты и включает не более четырех или пяти генов. Большинство этих генов кодирует структурные белки зрелой вирусной частицы (вириона), поэтому вирусы должны в ходе репликации пользоваться соответствующим аппаратом клетки-хозяина. Поскольку при инфекции вирусные продукты обычно вырабатываются в больших количествах, а вирусные частицы на протяжении своего жизненного цикла проходят последовательный путь через компартменты клетки-хозяина, инфицированные вирусом клетки представляют собой чрезвычайно удобную модель для выявления путей внутриклеточного транспорта.

Имеющие оболочку вирусы животных, геном которых заключен в мембрану из липидного бислоя (см. разд. 5.5.2), необычайно эффективно используют компартментацию клетки. Проследить жизненный цикл такого вируса - значит совершить путешествие по клетке. Хорошо изученным примером является вирус леса Семлики, геном которого представлен РНК, окруженной капсидом, состоящим из правильно построенной икосаэдрической (20-гранной) белковой оболочки. Белок оболочки называется С-белком. Нуклеокапсид (геном + капсид) окружен тесно прилегающим липидным бислоем, содержащим всего три белка (обозначаемых как El, Е2 и Е3). Эти белки (белки оболочки) представляют собой гликопротеины, пронизывающие липидный бислой и связывающие вместе мембрану и нуклеокапсид (рис. 8-80, А). Гликозшифрованные части белков оболочки всегда находятся вне липидного бислоя, и комплексы этих белков образуют на поверхности вирусной частицы «шипы», которые можно увидеть в электронном микроскопе (рис. 8-80, Б).

Инфекция начинается с того, что вирус связывается с белком-рецептором на плазматической мембране клетки-хозяина. Для попадания в клетку вирус использует нормальный механизм опосредованного рецептором эндоцитоза, и, таким образом, попадает в эндосомы (см. разд. 6.5.8), Но вместо того, чтобы потом быть доставленным в лизо-сомы, вирус покидает эндосомы благодаря специальным свойствам одного из белков оболочки. При кислом рН, какой существует в эндо-соме, этот белок вызывает слияние оболочки вируса с мембраной эндосомы, при этом нуклеокапсид высвобождается в цитозоль (рис. 8-81). В цитозоле нуклеокапсид «раздевается», освобождая вирусную РНК, которая затем транслируется на рибосомах клетки-хозяина с образованием кодируемой вирусом РНК-полимеразы. Этот фермент в свою очередь создает множество копий РНК. Некоторые из этих копий служат 1 затем в качестве мРНК, направляя синтез четырех структурных вирусных белков-С-белка капсида и трех белков оболочки-El, Е2 и ЕЗ.

Белки оболочки и капсида проходят в клетке разные пути. Белки оболочки, подобно нормальным клеточным гликопротеинам, синтезируются на рибосомах, связанных с ЭР; белок капсида, как обычный белок цитозоля, синтезируется на свободных рибосомах. Вновь синтезированный белок капсида связывается с только что реплицированной вирусной РНК, образуя новый нуклеокапсид. Напротив, белки оболочки встраиваются в мембрану ЭР, где они гликолизируются, транспортируются к аппарату Гольджи (там модифицируются их олигосахариды), и затем доставляются к клеточной мембране.

Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К. Уотсон Дж. Д. Молекулярная биология клетки: В 3-х т. 2-е изд. перераб. и доп. Т. 2.: Пер. с англ. – М.: Мир, 1993. – 539 с.

Рис. 8-81. Жизненный цикл вируса леса Семлики. На большинстве этапов биосинтеза этот вирус паразитирует на клетке-хозяине.

В конце концов вирусные нуклеокапсиды и белки оболочки «встречаются» на плазматической мембране (см. рис. 8-81). В результате специфического взаимодействия с кластером белков оболочки нуклео-капсид «заворачивается» в плазматическую мембрану, образуя «почку», мембрана которой сильно обогащена вирусными белками оболочки, но содержит липиды клетки-хозяина. Наконец, эта почка отшнуровывается, и свободная вирусная частица отделяется от клетки. Кластеризацию белков оболочки в липидном бислое можно рассматривать как модель сегрегации специфических мембранных белков при образовании окаймленных пузырьков.

Дата добавления: 2015-08-31